Wetenschap Het ioneti'caroussel Waarom prof. Ernst O. Lawrence dit jaar den Nobelprijs voor Natuurkunde heeft gekregen DANK zij de merkwaardige ont dekkingen der natuurkunde is er in de laatste jaren in dagbladen en algemeene tijdschriften zooveel ge schreven over de wereld van het aller kleinste: de deeltjes waaruit de atomen zijn opgebouwd, dat ook zij, wier be langstelling niet speciaal naar dit onderwerp uitgaat, er zeer goed van op de hoogte zijn, dat een atoom, hetwelk reeds zoo klein is, dat er 100 millioen maal millioen op n vier kanten millimeter plaats vinden, nog een heele machinerie is. In het midden staat, of, liever gezegd, draait om haar as, de kern, die wel is waar nóg weer 10.000 maal kleiner is dan het atoom, maar toch bijna het geheele gewicht daarvan in zich concentreert. Die soortelijk ongelooflijk zware kern, zelf weer een samenballing van deeltjes, welker naam bijna even groote bekend heid geniet als die van de populairste filmster: protonen en neutronen, wordt omzwermd door zeer lichte partikeltjes: electronen. Deze bewegen zich op een wijze, die een oppervlakkige gelijkenis vertoont met het wentelen van planeten om de zon, in banen rondom de kern. Er is evenwel een groote sociale ongelijkheid tusschen de kernen: er zijn arme kernen, die er maar een enkel electron op na kunnen houden, schatrijke, die er zich een paar hon derd veroorloven en alle tusschenvormen. In dergelijke groote atoomhuishoudens moeten natuurlijk strenge orderegels gehandhaafd worden, wil de boel niet in de war loopen: men heeft deftige electronen, die met een aantal ranggenooten vlak bij de kern mogen verkeeren en plebs, dat heelemaal aan den buitenkant van het atoom moet meehollen. In den regel gaat alles van een leien dakje, maar er zijn ook atomen, waar revolutie heerscht; daar verlaten electronen kwaad hun plaats, stukken van de kern volgen veelal en zoowel in de atomen zelf als in die van een andere stof, waardoor de wegsnellende par tikels zich een pad zoeken, ontstaat de grootste agitatie. Stoffen met zulke revolutionnaire atomen noemt men in het dagelijksch leven radioac tief. Nu is het het grootste genoegen der moderne natuurkundigen, revolutie te stichten in anders rustige atomen, Op die manier zijn zij er namelijk achter gekomen, hoe een atoom feitelijk in elkaar zit, welke geheimen het in zijn inwendige verbergt en welke wetten er in die wereld van het aller kleinste heersenen. Over die wetten vooral is nogal wat te doen geweest, omdat zij niet klopten met de ge wone" natuurwetten, waarmee de geleerden nu al eenige eeuwen hemel en aarde plachten na te rekenen. Intusschen maakt het, wat betreft de toe te passen middelen, een groot ver schil, hoever men den opstand in het atoom wil drijven. Een paar volt, op de juiste wijze ge bruikt, zijn in bepaalde gevallen al voldoende om een electron, dat zich ver van den controleerenden kern bevindt, onrustig te maken: het kiest zich een andere baan, dan waarop het thuis be hoort, doch na afloop keert het, onder uitzending van licht, naar zijn recht matige plaats terug. Het atoom is dan aangeslagen" geweest, zooals de vak term luidt. Nog een paar volt meer echter, en zulk een buitenelectron is omgekocht om ongewisse avonturen tegemoet te gaan. De ramp voor het al dus geioniseerde atoom is evenwel over komelijk, gewoonlijk zijn er wel werklooze electronen in de buurt, die graag de vacant gekomen plaats willen inne men en de zaak kan op den ouden vc et worden voortgezet. Wil de physicus echter ver naar bin nen gelegen electronen te lijf, dan moet hij over andere middelen beschikken; 10.000 tot 100.000 volt zijn noodig om deze deeltjes van de kern vandaan te lokken. Dergelijke atoomrevoluties worden bewerkt tot het opwekken van Röntgenstralen. En de grootste inspanningen moet de onderzoeker zich getroosten, wil hij iets tegen de kern beginnen, die zware, van een krachtig afstootend veld voorziene en door de omgevende electronen goed beschermde kern. Dan moeten stukken van andere atomen, weggeschoten met een paar millioen volt, als projectielen worden gebruikt. Juist in het opwek ken en hanteeren van die millioenenspanningen school de moeilijkheid; huizenhooge installaties zijn voor de vorming noodig en de omvangrijkste maatregelen om die bliksemstralen juist daar te krijgen, waar men ze heb ben wil. EEN van de meest enthousiaste dier atoombeschieters is prof. E. O. Lawrence, de Amerikaan, die zoo juist den Nobelprijs heeft gewonnen, vooral dank zij het buitengewoon listige stuk atoomgeschut, dat hij heeft uitgevonden Hij ging er daarbij van uit, dat het op hetzelfde neerkomt, of men een weg te schieten deeltje n keer een stoot geeft met 5 millioen volt, dan wel 100 maal achtereen een stoot met 50.000 volt. Uit den aard der zaak moet men zulk een deeltje in de rondte laten loo pen, want anders heeft men een toestel noodig van hier tot Keulen. Nu is het inderdaad niet moeilijk, deeltjes uit den treure in cirkelbanen rond te laten hollen: zij doen dat spontaan, in een magnetisch veld en wel loodrecht op Schematische afbeelding van het-cyclotron van prof. Lawrence j de krachtlijnen. Bleef dus over het pro bleem, de deeltjes een steeds grootere snelheid te verleenen. Daartoe nam Lawrence een groote, platte metalen trommel, dwars doorgesneden, in het schema gemerkt I en II. Natuurlijk mogen de deeltjes op hun weg niet afgeremd worden door botsingen met luchtmoleculen; de trommelhelften worden daarom in een luchtdicht ge sloten huis geborgen, waarin het gas tot hoogvacuum wordt verdund. Zorgt men nu, dat in het midden van de trommel de te versnellen deeltjes ge vormd worden, bijv. door het aanbren gen van een gloeispiraal en schuift men het huis met de trommelhelften plat tusschen de schoenen van e«n sterken electromagneet, dan zal een deeltje cirkelbanen gaan beschrijven om de ionenbron, in de afb. met B aange geven. Wanneer echter, nadat een deeltje den halven cirkel i?2 heeft afgelegd, op trommelhelft II een nega tieve spanning staat, terwijl I positief is geladen, dan zal het deeltje de baan 2?'3 met grootere snelheid en ook grooteren straal, echter in den zelfden tijd afleggen. Wordt op het moment, dat het deeltje in 3 is, I negatief ge maakt en II positief, dan krijgt het, weer afgestooten door de eene trommel helft en aangetrokken door de andere opnieuw een grootere snelheid. Dit nu geschiedt in Lawrence's cy clotron eenige honderden malen, waar na het partikel, wanneer het een snel heid heeft verkregen, als ware het eenmaal aan een stoot van verschei dene millioenen volt bloot gesteld geweest door een magnetisch veld (M) uit de trommel getrokken wordt. Pakken wij even een stukje klad papier om na te rekenen, hoeveel keer de wisselstroom, die aan de trommel helften aangelegd wordt, van richting moet veranderen in verband met de snelheid der deeltjes, dan vinden wij een bedrag van 20 ooo ooo maal per econde. Prof. Lawrence behoefde zich echter niet de moeite te getroosten, ook dit probleem nog op te lossen. Een appa ratuur, die een wisselstroom levert, welke per seconde 20 ooo ooo keer van teeken verandert, heet in het dagelijksche leven korte-golf radiozender met een golflengte van 15 meter" en zooiets is kant en klaar in den handel ver krijgbaar. HOE onwaarschijnlijk het moge klinken, prof. Lawrence is er, na jarenlang experimenteeren, ge steund door bekwame medewerkers, inderdaad in geslaagd, een cyclotron te doen functioneeren en wel met deutonen, protonen en alpha-deeltjes. Electronen kunnen met het cyclotron niet versneld worden, zooals spoedig blijkt, wanneer men narekent, tot welke waarden de relativiteitscorrectie voor deze deeltjes voert. Het ware te wenschen, dat de menschen er pleizier in kregen, inplaats van hun naasten, slechts atomen te bombardeeren. Voor een ton, een bedrag, waarvoor men bij Bofors slechts een schamel stukje geschut koopt, heeft men een keurig cyclotron, waarvan de electromagneet alleen reeds 60 ton weegt, dus wat een geld belegging! IR. B. SWANENBURG \ Een \ l Sint Nicolaasgeschenk i ; : l Zie den bon op pagina 23 [ L Meneer Adelbert is verliefd.... s?/k f al vanavond eens langs haar huis wandelen .Misschien kijkt zé~uit het raam . ..." .... Nog'steeds onweerstaanbaar!" Verduisteringsoefening!!" PAG. l» DE GROENE No. 3259