Bruno Rossi

İtalya

Rossi, İtalya Venedik’te Yahudi bir ailede doğdu. 3 erkek kardeşin en büyüğü idi. Babası elektrik mühendisiydi ve Venedik’in elektriklenmesine katkıda bulunmuştu. Rossi, 14 yaşına kadar evde eğitim gördü. Sonra Venedik’teki Gınnasıo ve Lıceo okullarına devam etti. Pandua Üniversitesinde çalışmalarını yaparken aynı anda daha ileri bir çalışmayı Bologno Üniversitesi'nde yaptı ve 1927'de bundan dolayı fizikte Lavrea aldı. Danışmanı Quirino Majorana, tanınmış bir deneyci ve fizikçi Ettore Majorana’nın amcasıydı.

Floransa

1928’de Floransa Üniversitesi’nde ilk işine başladı. 1920’de üniversitenin fizik bölümünü kuran Antonnio Garbossa'nun asistanı oldu. Okul şehri tepeden gören Arcetri’deydi. Rossi göreve başladığında Garbossa Mussolini’nin faşist hükümeti tarafından Podesta’ya atanmıştı. Yine de okula Enrico Fermi, Franco Rosetti, Gilberto Bernardini, Enrico Persico ve Giulio Racal gibi parlak fizikçileri getirdi. 1929’da Rossi’nin ilk mezun ettiği fizikçi Giuseppe Occhialini doktora derecesi ile ödüllendirildi. 
   Öncü araştırmalar yapmak için Rossi kozmik ışınlar üzerine çalışmaya başladı. Kozmik ışınlar ilk defa 1911 ve 1912'de yayılan insanlı balon uçuşları sırasında Victor Hess tarafından keşfedildi. 1929’da Rossi Walther Bothe ve Werner Kolhöster’in yazılarını okudu bu yazılar kozmik yüklü ışınların keşfini anlatıyordu.

Rossi Çarpışma Devresi

 Bothe 1954'te çarpışma devresi metodu ve bunun üzerine yapmış olduğu buluşlarla Nobel Fizik Ödülünü kazandı. Fakat bu metodun uygulamaya geçirilmesi fotoğraf sinyallerindeki ilişkinin karmaşıklığından dolayı çok elverişsizdi. Birkaç hafta içinde bu kâğıtları okuyan Kolhörster triyot vakum tüpünden oluşan geliştirilmiş elektronik çarpışma devresi Rossi’yi buldu. Çok duyarlı anlık çözünürlük ve kaynaktan gelen herhangi bir sayıda sinyalle devrenin oluşması Rossi çarpışma devresinin iki önemli avantajıdır. Bu özellikler birçok sayaçtan gelen sinyaller sonucu oluşan farklı olayları tanımlamaya yardımcı olur. Bu nadir olaylar farklı sayaçlardan gelen yüksek hızlı sinyallere karşı koyarlar. Bu devre nükleer ve parçacık fiziği elektronik enstrümantasyon için temel oluşturmakla birlikte modern elektronikte yaygın ve temeli  sayısal mantık olan ilk elektronik AND devresini de oluşturmaktadır.
 Bu vakitlerde 1908 yılında Hans Geiger tarafından icat edilen orijinal  boru şeklindeki Geiger sayacı onun öğrencisi Walther Müller tarafından geliştirilmiştir. Geiger-Müller sayacı ile Bothe’nin araştırılmalarının yapılması mümkündü. Occhialini’nin GM tüpünün yapımıdaki ve çarpışma devresindeki pratik yardımlarıyla i 1930 yazında Berlin'e davet edilen Bothe un sonuçlarıyla Rossi doğrulandı ve genişletildi. Burada Garbasso tarafından sağlanan finansal destek ile Rossi kozmik ışınların girişi ile ilgili de çalıştı. Aynı zamanda Dünya'nın manyetik alanında yüklü parçacıkların yörüngeleri Carl Stormer’in matematiksel tanımına çalıştı. Bu çalışmaların temelinde,doğudan gelen kozmik ışınların yoğunluğu ile batıdan gelenlerin yoğunluğunun farklı olabileceğini fark etti. Doğu-Batı  etkisini yalnızca parçacık yüklü kozmik ışınların etkili olabiliceğini değil, yüklerin işaretinin de etkili olabileceğine dair bir makale çıkardı.

Roma Konferansı

Bu vakitlerde 1908 yılında Hans Geiger tarafından icat edilen orijinal  boru şeklindeki Geiger sayacı onun öğrencisi Walther Müller tarafından geliştirilmiştir.Geiger-Müller sayacı ile Bothe’nin araştırılmalarının yapılması mümkündü.Occhialini’nin GM tüpünün yapımıdaki ve çarpışma devresindeki pratik yardımlarıyla i 1930 yazında Berline davet edilen Bothe un sonuçlarıyla Rossi doğrulandı ve genişletildi.Burada Garbasso tarafından sağlanan finansal destek ile Rossi kozmik ışınların girişi ile ilgili de çalıştı.Aynı zamanda Dünya'nın manyetik alanında yüklü parçacıkların yörüngeleri Carl Stormer’in matematiksel tanımına çalıştı.Bu çalışmaların temelinde,doğudan gelen kozmik ışınların yoğunluğu ile batıdan gelenlerin yoğunluğunun farklı olabileceğini fark etti.Doğu-Batı  etkisini yalnızca parçacık yüklü kozmik ışınların etkili olabiliceğini değil, yüklerin işaretinin de etkili olabileceğine dair bir makale çıkardı

Rossi curve

1 metre (3 ft 3 in)Roma konferansından hemen sonra Rossi kozmik ışınların daha iyi anlaşılması için iki deney yaptı.Geiger sayacından gelen üçlü sinyalleriçin  birinci deneyde sayaçlar hizalanmış ve bloklarla ayrılmış, ikincisi deneyde sayaçlar üçgen şeklinde ve aralarından tek bir parçacık dahi geçmeyecek şekilde sıralanmıştır.İlk şekilde sıralanması(3 ft3)1 metrenüfuzedebilenkozmik ft 3 in) ışınparçacıklarınınvarlığınıgösterdi.
 İkinci şekilde kapalı halde sıralanması ise kozmik ışınların ikinci parçacıklar üretmek için etkileşime geçtiğini gösterdi. İkincideney aynı zamanda sayaçlarıüzerindenüçlüçarpışma oranını fonksiyon olarakölçtü.Bu deneyler yer seviyesinde kozmik ışınların  iki bileşenden oluşur gösterdi: Birden fazla parçacık olayları üretken nesil yeteneğine sahip "yumuşak" bileşen ve kurşun büyük kalınlıkları geçme yeteneğine sahip bir "sert" bileşen.O zamanlar nükleer ve parçacık fiziğinin  büyüyen vücuda uymayışı fiziksel doğası gereği bir sırdı.
1931 ‘de Rossi Patrick Blackett, ile Cambridge Üniversitesi Cavendish Laboratuvarı'nda çalışmak için Occhialini ile tanıştı. Elektronik tesadüf yeni tekniğin yardımıyla, Occhialini Blackett ve pozitron keşfini doğrulayan ve olumlu çift üretimi ile negative olanları birlikte üreten Carl Anderson ile ilk sayaç kontrollü bulut odasını geliştirmeye yardımcı oldu.Bazı gök olaylarında görülen 23 pozitif ve negatif elektronlar Rossi'nin yumuşak bileşenin yağmur ile ilgili bazı olaylar, gözlendi.

Padua

Rossi kozmik ışın teleskopu
1932 yılında, Rossi, bir İtalyan üniversitesinde akademik bir pozisyon için bir yarışma kazandı ve Padova Üniversitesi'nde deneysel fizik profesörü olarak atandı.Rossi geldikten bir süre sonra rektör fizik enstitüsünün tasarım ve inşasından sorumlu olmasını istedi. Bu görev araştırma ve öğretim onun dikkatini saptırmış olsa da, o isteyerek kabul etti ve enstitü 1937 yılında açıldı. 

East-West effect

Bu oyalamaya  rağmen, Rossi,  Arcetri ayrılmadan önce başladığı Doğu-Batı etkisi üzerine bir denemeyi 1933 yılında tamamladı. Bu etki ekvatora yakın daha belirgin olduğu için, 15 ° N bir enlemindeki  bir İtalyan’ın Kızıldeniz ‘deki sömürgesi olan Eritra daki Asmara ‘ya sefer düzenledi. Sergio De Bennedetti ile iki GM sayacı ile ayrılmış hassas herhangi bir yönde işaretlenmiş kozmik ışın teleskobu kurdular. Batıdan gelen kozmik ışın yoğunluğu Doğu'dan gelenden  önemli ölçüde daha büyük olduğu belli oldu. Bu negatif olanlar daha olumlu bir birincil partiküllerin daha büyük bir akışı olduğu anlamına geliyordu.Bu sonuç şaşırtıcıydı çünkü çoğu araştırmacı primerlerin olumsuz elektronlar olacağını düşünüyodu. 
Rossi Eritre’nin solundaki gibi Doğu-Batı etkisine benzer iki gözlem haberini aldı. Bunlar the Physical Review yayınlandı. BiriThomas H. Johnson oldu ve diğeri Compton ve enlem 19 ° N Mexico City, incelemelerde rapor öğrencisi Luis Alvarez, oldu. Diğerleri 1930 da onun önemli fikrinin ilk deneysel sömürüsünü gerçekleştiren, Rossi hayal kırıklığına ugradı ama Padua ‘ya döndükten hemen sonra  onun sonuçlarını yayınladı. Daha sonra, Frederick C. chromey, Alvarez ve Rossi ile"Dikey Belirleme Cihazı"  kozmik ışın teleskoplarla kullanılan cihazın patentini aldı. 
Eritre’de  Rossi, onun savaş sonrası kozmik ışın araştırmalarının  başlıca teması olacak başka bir fenomen keşfetti : kapsamlı kozmik ışın hava duşları.Bu keşif y dedektörün Geiger sayaçları arasında tesadüflerin oranını belirlemek içinyaptığı  testler sırasında oluştu. Tek parçacık sayaçlarını tetikleyebileceğini sağlamak için o yatay bir düzlemde onları yayıldı. Bu yapılandırmada, tesadüf sıklığı tek tek oranları temelinde tesadüf devresinin çözme zaman hesaplanandan daha büyüktür.
Rossi sonucuna: 
Rossi siyaset kaçınılması rağmen Rossi'nin ortakları bazı faşist devletin aktif muhalifleri vardı. Örneğin, danışmanlık yaptığı ve dercesini Padua ‘da tamamlayan Eugenio Curiel komünist partinin üyesi oldu. Daha sonra, 1943 yılında, Curiel Milan direnişine katıldı ve 1945 yılında, Salò Cumhuriyeti nde  Alman devlet askerleri tarafından öldürüldü. Benzer şekilde, 1938 yılında Rossi ile altında doktorasını alan Ettore Pancini, kozmik ışının araştırıldığı yıllarda  Padova ve Venedik İtalyan direniş hareketlerinde aktif bir şekilde katıldı.
Bu katılımlardan ve Rossi’nin Yahudi olması ile Nazi Almanyasının etkisi altındaki İtalya‘da gelişen antisemizimden dolayı endişeliydiler. Sonunda, Yarış Manifestosu kaynaklanan Yahudi karşıtı yasalarının bir sonucu olarak, Rossi,  profesörlükten kovuldu. Onun sözleriyle:
Sonunda, 1938 yılı Eylül ayında, ben artık benim ülkenin vatandaşı olmadığımı ve İtalya'da, bir öğretmen ve bir bilim adamı olarak benim etkinliğimin sona erdiğini öğrendim. 

Sürgün yılları

Bu gerileme ile Rossi kariyerinin önemli bir aşamasını başladı. O  bu süreyi1980 yılında Fermilab'da bir sempozyumda  şöyle özetledi: "'Mesotrons' (1939-1943) Bozunumu: Masumiyet Çağı Deneysel Parçacık Fiziği".12 Ekim 1938 tarihinde  Rossi  Kopenhang a çalışmak için onu davet eden Danimarkalı fizikçi  Neil Bohr ‘un yanına gitti. Çiftin  İtalya'ya dönme niyeti yoktu, Rossi ve Bohr önde gelen fizikçilerin  katıldığı bir konferansta bulundular.Bohr Rossi için bir iş bulmaya umuyordu ve daha sonra Blacket’in kozmik ışın araştırmalarını yaptıgı  önemli merkezlerinden biri olan Manchester Üniversitesi’ne  gelmek için bir davet aldı. Danimarka'da keyifli bir iki ay sonra, Rossi ve Nora Manchester geldi.

Manchester

Rossi Manchester de kısa ama verimli bir süre kaldı. 1934 yılında, Hans Bethe ve Walter Heitler  sadece enerjik fotonlar tarafındanüretilenn  elektron-pozitron çiftlerinin nicel açıklamasını değil aynı zamanda enerjik elektronlar ve pozitron tarafından üretilen fotonların açıklamasını yayınladılar.Manchester ‘da  Rossi henüz tam teyit olmayan Bethe-Heitler teorisinin ikinci sürecinin doğruluğunu  bir deney üzerinde göstermek için Ludwig Jánossy ile işbirliği yaptı.Bu deney aynı zamanda her yerde aynı anda bulunma özelliğine sahip saptanan ve incelenen enerji parçacıklarının rastlaşmaması deneyine de bir giriştir. 
Bu zamana kadar, bulut odası gözlemleri sert bileşenin doğasını açıklık vardı. 1936 yılında, Anderson ve onun öğrencisi, Seth Neddermeyer, Anderson "mesotrons" olarak adlandırılan hangi elektron ve proton olanlar arasındaki kütle ara ile kozmik ışın parçacıkları keşfetti.Mesotron sonradan "müon" kısaltılmış "μ meson" olarak tanındı.  Kopenhag konferansından önce, Blackett atmosferik sıcaklık ile kozmik ışın yoğunluğu gözlenen değişimler mesotrons kararsız bir göstergesi olabileceğini önerdi ve okonuda Rossi ile yoğun görüşmeler yaptı. Bunun bir sonucu olarak, Rossi Manchester ‘de onların çürüme ve ömrünü ölçmek için tespit yaptı.

Chicago

Avrupa da başgösteren savaştan dolayı , Blackett ve diğerleri Rossi ‘ye İngiltere’den ayrılmasını tavsiye etti. Onu Chicago da bir yaz sempozyumuna davet eden Compton’a kendisi için uygun bir sordu. Haziran 1939 yılında Rossi ırksal yasalar yüzünden İtalya ‘dan ayrılan  Fermi ve karısı Laura tarafından karşılandı. Fermis ile kısa bir buluşma sonrasında, Rossis Bethe tarafından Chicago gezmeye davet edildi.Bunu minnetle kabul ettiler ve hazitan ortasında Chicago univeristesine gittiler.

Mesotron Çözülmesi

Diagram Rossi, Hillberry ve Hoag tarafından 1939 yılında mesotronsun kararsız olduğunu göstermek için kullanıldı. Karbon emicilerin çıkarılabilir olduğunu ve gölgeli alanları kurşun emicileri temsil ettiği fark edildi.
Daha kesin gözlemlere ihtiyaç ihtiyaç olduğu düşünülen kararsız mesotron sempozyumundna sonra Rossi ve Compton bir deney planına başladı.Sert bileşenin yoğunluğu yükseklerde havanın yoğunluğu artığından dolayı yükseklikle artar Compton bunu 1930 ‘ların başında çalıştığı Colorado ‘da Mount Evans ‘de yürütmeyi önerdi.Rossi ‘yi kış gelemden çalışmalara başlamak için uyardı, iki arkadaşı Norman Hilberry ve J. Barton Hoag,  ve bir öğrencileri  Winston Bostick Ilan yardım etmek için kaydoldular. Rossi ve onun yardımcıları aceleyle ekipmanları  Compton’ın  Zooloji bölümünden ödünç aldığı harap otobüsün üzerine yüklendiler. 
Bu zamana kadar, bu mesotrons enerji kaybetmeye başladığı ana proses Bethe aşağıdaki formül ile tarif edilir iyonizasyon enerji kaybı ve geçilen malzeme tabakasının birim alan başına kütle ile orantılı olduğu bilinmektedir. Bu sadece işlem olsaydı, bir katı malzeme tabakası içinden geçen sabit bileşenin yoğunluğu hava eşdeğer katman olarak aynı miktarda azalacaktır. Rossi ve onun işbirlikçileri azalma katı karbona karşılık gelen katmanda  atmosferde önemli ölçüde daha büyük olduğunu ortaya koymuştur. Havada geçtiği mesafe karbon çok daha büyük olduğu için, onlar Metatron'un çürümesini delil olarak bu sonucu yorumlanır ve relativistik zaman genişlemesi etkisini dikkate alarak geri kalanı  kabaca 2 mikrosaniye onun ortalama ömrünü tahmini etmişlerdir.
Sonraki  yaz, Rossi  yüksekliği  3.230 metre (10.600 ft) Echo Lake yakınlarındaki Mount Evans ‘de deneylerine döndü. Anti tesadüf tekniklerinin kullanımı ile  aparat farklı ortalama ivmedeki mesontronslardaki iki grupta  çürüme öncesi ortalama yolu hesapladı.Sonuçlar David B. tarafından yayınlandı. Hall, parçacık ivme ve görelilik kuramının temelinde beklenen çürüme öncesi mesotrons ortalama serbest yolu arasındaki orantılılığı doğruladı. Bu sonuçlar önceki yılın  sadece mesotronsların kararsız olduğunu göstermek için ilk değil, aynı zamanda görelilik kuramının öngördüğü saatler hareketli zaman genişlemesi ilk deneysel doğrulama idi. 

Cornell

Rossi’nin Chicago’daki araştırma görevlisi pozisyonu devamlı değildi. Compton  ise daha iyisi için yardımcı olamıyordu. Sonuç olarak Cornell Üniversitesi’nde seminer verirken iş aramaya başladı.Tesadüf eseri Fizik Bölümü’nde bir ölümün yaşanması sonucu boş bir pozisyon açığa çıkmıştı.Bethe  Rossi’ye bu pozisyonu doldurması için teklifte bulunduktan sonra Cornell’de asistan profesör olarak görevlendirildi. 1940 sonbaharında Colorado’dan Chicago’ya geri döndükten sonra Rossi’ler  Ithaca için ayrıldılar. 
Cornell’de Rossi ilk mastır öğrencisi olan Kenneth Greisen  ile beraber “Kozmik-X Işını Teorisi“ isimli bir makale yayınladılar. Makale  Reviews of Modern Physics  dergisinde yayınlandı. Çalışma kısa zaman içinde ünlendi ve Kozmik –X Işını araştırmacıları tarafından kutsal kitap olarak görüldü.1941 yazında Greisen ve Denver ‘dan bazı fizikçiler  Boulder  Mount Evans’a doğru Rossi’ye eşlik ettiler.Burada  mezotron momentumu ve bozunmadan önceki ömrü arasındaki orantılılığa ait bilgiyi daha da saflaştırdılar. 
Greisen ve Rossi  “Kutsal Kitap“ta süreç bakımından belgelendirilen, zayıf bileşenin tüm parçacıklarının değil güçlü bileşenin mezotronları tarafından  üretilebileceğini gösteren deneylerde gerçekleştirdiler. Onlar bunu birincil elektronlar veya fotonlar  olarak yorumladılar, fakat   daha sonra bunun nötr pionların bozunmasından kaynaklanan aşırı zayıf bileşen olduğu anlaşıldı.   
1941 Colorado  expedisyonundan sonra, Rossi mezotronların bozunmasının cevaplanıp cevaplanmadığı sorusunda çalışmaya başladı.  Mezotronların ömrünün doğru olarak   belirlenmesi konusunda memnun değildi. Mevcut tahminler mezotron kütlesine dayanıyordu. Daha doğrudan ölçüm yapmak için bazı aparatlar geliştirdi. Bu aparatlar durdurulduğu bir absorbe edicide mezotronun ortaya çıkması ile mezotronun bozunduğu zaman bir elektronun  emisyonu arasındaki zaman aralığını ölçmek içindi.  Rossi yardımlaşmak için master öğrencisi olan Norris Nereson ile bir araya geldi.  Deneylerinin   merkezinde bir kronometre bulunuyordu. Kronometrede yüksekliği zaman aralığına tam olarak orantılı gelecek şekilde vuruş yapan bir elektronik devre    bulunuyordu.  Ve böylece bir osiloskop iz fotoğraflandırılmasıyla kaydedilebilirdi.
Bu Rossi ‘nin deneysel fiziğin elektronik tekniklerine katkılarından bir başkası olan zaman genliği dönüştürücüsünün( time-to-amplitude converter) ilk örneğiydi. Bakır çinko alaşımı ve gümüşten oluşan absorbe edicilerle, bozunmaları  sayısı zamana karşı işaretleniyordu. Bu bozunma eğrileri normal radyoaktif maddelerinki gibi aynı üssel forma sahiptiler. Ve ortalama 2.3±0.2 mikrosaniyelik ortalama ömrü veriyorlardı.bu değer daha sonraları 2.15±0.07 mikrosaniye olarak netleştirildi. Savaştan sonra Rossi  İtalyan olan kolej arkadaşları Marcello Conversi ve  Oreste Piccioni ile bir araya geldiler. Ve kendi sonuçlarıyla çok benzer sonuçları elde ettikleri deneyler gerçekleştirdiler.
Masumiyet Çağı isimli yazısında Rossi şöyle yazıyor: 

Los Alamos

Nasıl oluyor da bu sonuçlar temel parçacık fiziğinin temel problemlerine dayanıyor, neredeyse çocukça bir basitlikteki deneyler,sadece birkaç bin dolarlık maliyet ve yalnızca bir iki master öğrencisinin yardımıyla başarılabiliyor? Allen ve Rossi’nin Amerika patentli  silindirik hızlı iyon odasının çizimi: 2485469
Rossi  mezotronlar konusundaki çalışmasını tamamladığında dikkatini savaş alanındaki çabalara yöneltti. 1942’de Ithaca’dan Cambridge, Massachusetts e taşındı. Massachusetts Teknik Enstitüsünde Radyasyon Laboratuarında radar geliştirme çalışmalarında danışman olarak çalıştı. Burada Greisen’le beraber  savaştan sonra patent alacak olan “menzil izleme devresi“ geliştirdiler
1943 Haziranının başlarında Bethe, Rossi’yi Manhattan Projesine katılması için davet etti. Bir ay içerisinde Los Alamos Laboratuvarındaki görev raporunu verdi. Birkaç hafta sonra  Nora ve 3 yaşındaki kızları Florance New Meksiko, Los Alamos’ta Rossi’ye katıldılar. Laboratuvar direktörü Robert Oppenheimer  Rossi’ye atom bombası yapabilmek için ihtiyaç duyulan diagnostik cihazları geliştirmek için bir grup oluşturup oluşturamayacağını sordu. Rossi daha sonraları İsviçreli fizikçi Hans H. Staub ‘ın başında bulunduğu bir grubunun benzer bir görev için zaten var olduğunu fark etti. Her iki grup da çabalarını tek bir “Detektör Grup“ oluşturmak için birleştirmeye karar verdiler.  20 kadar genç araştırmacı tarafından yardım alıyorlardı. Bu gençlerin arasında  Matthew Sands  ve David Nicodemus vardı. Matthew Sands “elektronik sihirbazı“ olarak adlandırılıyordu ve daha sonrasında Rossi danışmanlığında doktora derecesi alacaktı. David Nicodemus ise Staub tarafından Stanford Üniversitesinden getirilmişti ve partikül dedektörleri konusunda uzmandı.

Hızlı İyonizasyon Bölmesi

Bomba geliştirmek büyük iyonize radyasyon detektörleri gerektiriyordu. İyonize radyasyonun detektörde enerji yayılımına yanıtı orantılıydı ve radyasyon yoğunluğunda olan hızlı değişiklikleri izleyebiliyordu. Radyoaktivite alanında önceki araştırmalarda radyasyon iyonizasyon bakımından ölçülebiliyordu. Fakat var olan iyonizasyon odaları değişikliklere yanıt vermede yavaştılar. 
Bu sorun için Rossi ve Staub  tek tek yüklü parçacıkların bir iyonizasyon odasıyla iyonlar yarattığında sonuçlanan atışların analizini dikkatlice gerçekleştirdiler. Fark ettiler ki iyon atomlarında taşınan serbest elektronların yüksek hareketliliği tek parçacıklar tarafından üretilen atışlar anlamına geliyordu. James S. Allen ve Rossi yüksek elektron hareketliliğinin gaz karışımını ve düşük elektron ekini buldular. bu araştırmalar temelinde Aallen ve Rossi savaştan sonra patent alacak olan “hızlı iyonasyon odasını“ buldular. Bu  Manhattan Projesinin başarısında hayati bir faktördü ve savaş sonrasında parçacık fiziği alanındaki araştırmalarda genişçe kullanılmaya başlandı. 

RaLa deneyleri

1944 Nisanında Manhattan Projesi bir krizle karşı karşıya geldi. Emilio Segrè’nin grubu reaktörlerde yapılan plütonyumun silah tipi bir plütonyum silahında çalışmayacağını keşfettiler. Tıpkı bir “zayıf adam“ gibi. Bu durumda Oppenheimer bir içten patlama tipi silah geliştirmeye odaklanmak için laboratuvarı tamamen yeniden organize etti. 
Rossi  simetrik küresel içten patlama  üretebilecek farklı silah tasarımlarını test edebileceği bir metot kullandı. Testler metal bir kürede gama ışınlarının emilişindeki değişiklikleri ölçüyordu.  Gama ışınları kürenin merkezine yerleştirilmiş kısa ömürlü Lanthanum-140 radyo izotopunun bir paleti tarafından  yayılıyordu. RaLa deneyi terimi Radyoaktif Lanthanum’un kısaltmasından adını alır. Sıkıştırma ilerledikçe emilimde hızlı bir yükselme algılandı, düzeneğin dışında gama ışınlarının yoğunluğunda azalma kaydedildi.
 RaLa deneyleri başarılı birçok  patlama yolunda tehlikeler olduğunu ortaya çıkardı. İlk içten patlamalı tasarımlar olarak sorun yaşanan  jetleri anlamak için diğer test metotları zorunluydu. Fakat RaLa deneyleri patlayıcı lenslerin tasarımında asıl rolü oynadı. Los Alamos Projesinin hikâyesini anlatırken David Hawkins bundan “LaRa deneyi bombanın son tasarımını etkileyen en önemli tek deney olmuştur“ diye bahseder .

Trinity diagnostics

1945 Haziranında New Mexico, Alamogordo yakınlarında Trinity bölgesinde içten patlama tipinde plutonyum  tasarımı patlatıldı. Bu tasarımın kod adı  “gadget(eklenti)“ idi. Tasarımı şişman adam tarzı silahlara çok benziyordu ve 24 gün sonra Nagasaki’ye bırakılacaktı.
Trinity için hazırlıklarda Rossi, sürenin aşağı yukarı 10 nanosaniye olacağı beklenen zincirleme reaksiyonun gerçekleştiği sırada gama radyasyonunu kaydedecek bir cihaz tasarladı. Bu zaman skalasındaki gözlemler neredeyse 1945'te en ileri tekniğinde ilerisindeydi. Fakat Rossi büyük bir silindirik iyon odası tasarladı ve yaptı. Yanıtlama hızı  yeterliydi çünkü koaksial elektrotları sadece 1 santimetrelik (0.39 in) dar bir boşlukla ayrılıyordu.
Sinyali kaydetmek için DuMont Laboratuvarından edindiği bir prototip olan çok hızlı bir osiloskopu fotoğraflandığı yer olan Gadget’dan birkaç yüz fit aşağıda bir yer altı sığınağına kurdu. Sinyali osiloskopa getirmek için, iç iletkeni odadan osiloskopa doğru gittikçe küçülen, büyük ölçülerde bir koaksiyel iletim hattı tasarladı.  Bu şekilden dolayı osiloskopa ulaşan sinyal artmıştı ve amplifikasyona da gerek yoktu. Rossi bu sürpriz verici durumu doğrulamak için Harvard’da profesör olan  Edward Purcell’ e danıştı. 
Testten birkaç gün sonra Rossi ile Fermi beraber karanlık odaya gittiler. Yeni geliştirilen film kurumadan önce nükleer aktivitenin ilk büyüme oranını hesaplayabilmişlerdi. Bu gelecekteki silahların geliştirilmesi için hayati bir bilgiydi. Trinity’de bu oranı ölçmek için yapılan üç denemede sadece Rossi tam anlamıyla başarılıydı. 

MIT

MIT’nin nükleer fizikteki patlamasına, savaşın sonlarında Los Alamos’a giden Jerrold R. Zacharias , Viki Weisskopf ve MIT profesörü olarak Rossi öncülük ettiler. Rossi 6 Şubat 1946’da Cambridge için Los Alamos’u terk etti. Zacharias’ın başında olduğu yeni nükleer fizik laboratuvarında MIT’de kozmik ışın araştırmaları için çalışacak bir grup oluşturmak için seçildi. Yardım için Los Alamos’ta doktora adayı olarak bulunmuş 4 genç bilim adamını görevlendirdi: 
: Herbert Bridge, Matthew Sands, Robert Thompson ve Robert Williams. Radyasyon Laboratuvarında çalışmış olan iki kişi daha onunla beraber çalışmak için gelmişlerdi. Bunlar John Tinlot ve Robert Hulsizer’di. Hepsi de tipik yeni mezun olmuş öğrencilerden daha olgunlardı. Her birinin birkaç yıllık savaş zamanı araştırma deneyleri tecrübeleri vardı. Sonuç olarak doktora sonrası bir araştırmacıya ödenen maaşla benzer miktarda ödeme aldılar. Ödemeler Naval Araştırma Ofisi tarafından finanse ediliyordu ve mezuniyet çalışmaları sırasında ailelerini destekleyecek kadar yeterliydi. Rossi  faaliyetlerinin bu yeni aşamasında yaklaşımında temel bir değişiklik yaptı. Kendi sözleriyle: Yeni pozisyonumda faaliyetlerim geçmiş yıllarda olduğundan çok daha farklıydı. Önceleri yalnız çalışarak ya da birkaç öğrencinin yardımlarıyla aletler  yapardım. Onları kullanılacakları yerlere,  ölçümler yapmak ve sonuçları analiz etmek için  yerleştirirdim.  Şimdi tüm bir grubun  sorumluluğuna sahibim. Ve önemli olan benim işim değil grubun işi.  Görevim en umut vadeden araştırma programını diğerlerinin arasından seçmek, deneysel sonuçların değerlendirilmesinde veya cihazların planlanması gibi yardıma ihtiyaç duyulan her yerlerde yardım  etmek. Ve tüm bunları araştırmacıların kişisel girişimlerini cesaret kırıcı olmadan yapmaktır.

Temel Parçacıklar

1947’de pionun keşfiyle yeni temel parçacık arayışı popüler araştırma konusu haline geldi. Herbert bir bulut odası içerisinde hızlı iyonizasyon odası çalıştırarak, kaydettikleri iyonizasyon patlamalarının, nükleer etkileşimleri tipik olarak bazı ağır iyonize nükleer parçaların dışarı çıkmasını gerektiren düşük enerjili kozmik ışınlar tarafından öncelikli olarak üretildiğini gösterdi.
Bu etkilere dayanarak Herbert ve Rossi  bu etkileşimlerin davranışlarının duş etkisiyle benzer olduklarını gösterdiler. Rossi’nin grubu özelliklerini ve etkileşimlerini incelemek için bulut odalarının kullanımına odaklanmıştı. 1948’de içerisinde alüminyum dönüşümlü gümüş plakalar olan çoklu-plaka bulut odası yardımıyla Gregory, Rossi ve Tinlot kozmik ışık etkileşimlerinin elektromanyetik bileşeninin kaynağının elektronlar yerine ağırlıklı olarak enerjik fotonlar olduğunu gösterdiler. Bu sonuç Oppenheimer’ın 1947’deki önermesini doğruluyordu. Önermeye göre nötr pionlar  yüklü olanlarla beraber etkileşimlerde oluşuyorlardı. Ve bu bileşen fotonların içine hızlı bozulmalarından kaynaklanıyordu . 
Yeni temel paçacıkları araştırmak için Bridge ve Martin Annis Echo Gölünde büyük dikdörtgen bir çoklu-plaka bulut odası çalıştırdılar. 1951 yılında bu araştırma Rossi danışmanlığında Annis’in doktora tezi çalışmalarının temelini oluşturuyordu. Sonraki yıl Rossi’nin bir başka öğrencisi olan Stanislav Olbert ’la beraber bu araştırmacılar çoklu saçılma ölçümlerinden parçacık enerjileri hakkında bilginin nasıl sağlanacağını gösterdiler. Bu temel parçaların özelliklerini ölçmede bulut odaların kullanımına bir başka yol ekledi.  Bridge, Richard Safford ve Charles Peyrou, Rossi kapsamlı bir bulut odası çalışmasının sonuçlarını 1953 başlarında yayınladılar. Çalışma kaons olarak tanınmaya başlanan temel parçacıkları içeriyordu. Peyrou ve Safford Rossi’nin öğrencileriydiler.  Peyrou 1947 yılında muonun kütlesini tam olarak hesaplayacağı yer olan Ecole Politeknikten bir ziyaretçiydi.

Bagnères-de-Bigorre Konferansı

1952 itibarıyla şaşırtıcı bir biçimde temel parçacıklar hakkında çeşitli kütle ölçümleri, bozulma şemaları,tanımlama ve isimlendirme güvenirliliğiyle ilgili bildirilenler tam bir hayvanat bahçesi çeşitliliğindeydi. Bu durumla başa çıkmak için Blackett ve Leprince-Ringuet 1953'te Bagnères-de-Bigorre ‘de Uluslararası Kozmik Işın Konferansını düzenlediler. James Cronin’e göre bu konferans  önem bakımından aynı  kategoride olan iki ünlü konferans  1927 Solvay ve 1948 Shelter Island Konferanslarıyla aynı yere konulabilir.
Leprince-Ringuet Rossi’den konferansta sunulabilecek yeni bilgilere ait bir özet ve yeni partiküllerin terminolojisi için bir öneri verip veremeyeceğini sordu. Rossi bu sonradan gelen bu iş için konferanstan önce bir öneri ortaya koydu. Kütlesi bir nötronunkinden küçük olan parçacıklar küçük yunan harfleriyle ve daha fazla kütleye sahip olanların ise büyük harflerle belirlenebilirdi. Rossi 11 Haziran 1953'teki konuşmasında Powell ve Fretter’ın yardımlarıyla derlediği konferans sonuçlarını bildirdi. Powell ve Fretter ‘da sonraları genel olarak kullanım gören bu öneriye uymuşlardı.
Leprince-Ringuet’in okuduğu kapanış bildirgesinde bir vurgu vardı:“….. Zaten  Brookhaven Ulusal Laboratuvarında çalıştırılmakta olan 3 GeV Cosmotron’la birlikte gelecekte parçacık hızlanlandırıcıları kullanmamız gerekecektir.“ Bu bildirge üzerinde katılımcılar arasında fikir birliği sağlandı. Sonuç olarak Rossi’nin grubu bulut odası deneylerini yavaşlatmaya başladılar. Bridge, Hans Courant, Herbert DeStaebler, Jr. ve Rossi  alışılmadık bir olay bildirdiler. Duran tek başına yüklü parçacık enerjileri toplamı protonun kalan enerjisinden fazla olan 3 protona parçalanıyordu. Bu bir antiprotonun yok edilmesinin işaretiydi. sonraki yıl Owen Chamberlain and Emilio Segrè tarafından öncülük edilen bir grup antiprotonları belirlediler. Bu sayede 1960'ta Nobel Fizik ödülünü almış oldular.

Extensive air showers

 Bagnères-de-Bigorre conferansı sırasında Rossi dikkatini kozmik ışın fenomeninde astrofizik çıkarımlarına yöneltmişti. Özellikle kapsamlı hava duşlarına. Bu olaylarınolduğu Eritrea'da Rossi'nin tanınmasından sonra, olaylar Pierre Auger ve Williams tarafından kapsamlı bir şekilde çalışıldı. Bu sırada yeni geliştirilmiş ışıldama sayıcısı, hava duşlarının yapılarının incelenmesinde yeni yol oldu. Bu çalışmayı yapmak için Rossi öğrencilerinden
1952'de doktorasını tamamlamıs Gearge W.Clark ve Padova Üniversitesi'nden ziyaretçi olan Piero Bassi'yi seçti. Sıvı sintilatör için uygun olan benzin içinde çözülmüş terfenilleri kullanayı tercihettiler çünkü katı sintilatörler uygun değildi. 1952/53 ü kışında üç tane sayacın MIT Fizik binalarına sevk edilmesi sayesinde,duş ekseninde neredeyse ışık hızında dolasan duş parcacıklarının diskin sadece bir ya da iki metre geçecek şekilde olduğunu buldular. 
Sonuç, sadece sinsilatör sayaçlarının geniş dedektörlerde duş disklerinin varış zamanlarını tespit etmiyor ve ayrıca sayacların kaç tane parçacığın dedektöre çarptığını tahmin ediyor. Bu yetenekler, duş varış yönünün hesaplama methodu hizlı zamanlamayla(fast timing), onların boyut ve aksesteki yerlerini hesaplama methodu olan yogunluk örneklemeyi(density sampling) birleştiriyor.

Agassiz Deneyi

Bu ilerlemeyle Rossi ve grubu kapsamlı hava duşlarının hem varış yönünü hem de öncelikli enerjilerini hesaplaycak önemli bir deneye başladı.1949 da MIT ye Cornell'den gelen George Clark, William Kraushaar, John Linsley, James Earl, ve Frank Scherb. Kraushaar bu çalışmaya katılanlardı. Harvard Üniversitesinin Gözlemevinin yöneticisi olan  Profesör Donald Menzeal yardımıyla Rossi'nin grubu 1 metre karelik  tahta zemin üzerindeki 15 sıvı sinsilatore sevk edildi. Sinyaller kablolar üzerinden Quonset Hut a getirildi. Quonset hut, sinyallerin fotograflı bir şekilde kaydedildiği ve 15 salınım çizer üzerinden yerdeğiştirildiği yerdir.
Deney duş verilerini kaydetmeye başladıktan kısa bir süre sonra, yıldırım yanabilir sıvı sayaçlardan bir tanesi yaktı. Küçük yangın ağaçlara sıçramadan itfayecilertarafından söndürüldü. Harvard and MIT deney sürdürülene kadar müzakerelere gerginlik geitrdi cünkü anan ağaçlar, teleskobik gözlemleri indirgeyebilecek bastırıcı atmosferik konveksiyon üzerinde önemli rol oynar. Yangın tehtidini engellemek için Clar,Frank Scherband William B. Smith yanmayan fabrika plastik sinsilatör disklerini yaptı. Bu sinsilatörlerin kalınlığı on santim ve çapı yaklaşıkbir metreydi. 
1956 bahar sonunda plastikle değiştikten sonra deney devam etti. Deneyde bulunanlar Nature ve Physics Rewiew. En önemli sonuçlar Rossi tarafndan sıralandı. Bunlar;
1. Duş parçacığının kesin ölçümlü yoğunluğu duş merkezinden uzaklığına bağlıdır.
2. Öncelikli parçacığın enerji spektrumunun ölçümü duşlar için 1015 electron volt dan 1018 electron volt kadar sorumludur.
3. Bu parçacıklar her yönden pratik açıdan eşit numarayla varır.
4.  Gözlemi yapılan parçacıgın enerjisi yaklaşık 1019 electron voltluktur.
Agassiz Deneyi sona geldiğinde grup, Ekvator'da ve Güney Yarımküre'de yapılan gözlemlerin sonuçlarının duş varış yönlerinin  neredeyse izotropik olduğunu gösterecek şekilde genişletilmesi gerektiğine karar verdi. Sonuç olarak, Hindistan'daki Kodaikanal'da Vikram Sarabhai işbirliğiyle Clark deneyini küçülttü. 

Volcano Ranch Deneyi

Agazssiz deneyi ile kaydedilen parçaçığın  maksimum enerjı değeri  1019 electron volttur. Bu değer yüklü parçacığı galactic diske tipik yıldızlar arası manyetik alan 10−5 gauss tarafından hapedilemez. Çok geniş boyutlardaki detektör sıralamasına duşun bu enerjisini sezmekte ihtiyaç duyulur. John Linsey, böyle bir sıralamayı yapmada sorumluluk almaya katılıyordu. Minesota Üniversitesin'den MIT e 1954 te geldi.Minesota'da Edward P. Ney'in altında doktorasını tamamladı. Yakın zamanda, Milan Üniversitesi ndeki Occhialini nin grubuna Rossi 'nin işe alıdığı Livio Scarsi tarafından gruba katıldı.
Bostan yakınlarında yeterince geniş açık arazi olmadığından, sıra Volcana Ranch olarak bilinen yarı çöl alana inşa edildi. New Mexico  Albuquerque'nin yaklaşık 16 mil doğusunda ve 1.770 genişliğinde  bir yerdir. 1957 ve 1958 sırasında, Linsay ve Scarsi 19 sinsilatör sayıcı sevk etti. Bunlar Agassız dedektorlerine benzer flüoresan plastik disklerdir. Bunların dışında her bir sayıcı dört fotoğrafçı tarafından görülen dört diskle birleştirilmiştir. Başlangıçta sıranın alanı 2.5*106 m²'dir ama Agassız'inki  105 m². 1960'ta Scarsi Milan'a döndükten sonra Linsey dedektörleri 107 m² alanın yaydı. 
Volcana Ranch Deneyi'nin sonuçlarından, kozmik ışın yoğunluğunun düzgünce 1017 1018 electron volt enerji ile düştüğü görülmektedir. Bu aralıktaki seçimler izotropik olarak ulaşmaktadır. Enerjisi 1020 olan parçacığın özel değerini bulma galaktik manyetik alan tarafından galactik diskte saklanan maksimum degerden daha büyüktür. Bu enerjinin parçacıkları sadece galaktik halo ya da galaksinin ötesinden gelebilir ve bunların varlığı sadece Greisen-Zatsepin-Kuzmin limit dan var olmaz.  

Uzay Plazma Araştırmaları

 4 Ekim 1957 de , Sovyet Rusya ilk yapayDünya uydusu Sputnik1 I gönderdi. Bu olay şaşırmış Amerikan halkı arasında yakın histeri dalgasını yarattı. Bunun üzerine Amerikan Hükümeti National Science Fondation nın fonunu yükseltti ve 1958 de NASA yı ve  Advanced Research Projects Agency kurdu. 4 Haziran 1958 NASA nın kurallarının yapılmasından iki gün sonra National Academy of Science ın başkanı Detlev W. Bronk bu üç ajansın başıyla uzay araştırmalarının genişletilmesinde tavsiye vermek ve temel bilimin finansının düzgünce kullanıldığından emin olmak için tanıştı.  
Kurul usule uygun olarak 27 Temmuz 1958 deki ilk buluşmaları için toplandı. Sadece dört üye uzay araştırmalarıyla zaten bağlantılıydı bunlar Rossi, Leo Goldberg, Johnn Simpson ve James Van Allen’dır. Rossi ayrıca Thomas Gold, Philip Morrison ve biyolog Salvador Luria nın olduğu bi alt komisyon oluşturdu.Sonuç olarak Rossi grubunun eforunu kendi çalışmaları üzerine olmasına karar verdi. Herbert Bridge ‘le, Rossi klasik Faraday kafesine dayalı olan plazma sondajını tasarladı ve test etti. Buna ragmen aletin pozitif yüklü protona cevabını geliştirmek ve güneş ışığı tarafından üretilmiş fotoelektronlara tepkisini ortadan kaldırmak için dört kılavuz geliştirildi. Anahtar yenilik değiştirilmiş voltajın bu kılavuzlardan birine uygulanmasıdır. Sinyalin alternative akıma çevrilsidir. 
NASA’nın uzay ışık programlama yonetici vekili olan Homer Newell’in yoğun kulis çalışmalarından sonra, Rossi Explorer 10 da uçuş şansını gevenceledi. Duyurulan amaç aya ulaşmaktı. Fakat 25 Mart 1961’deki uçuştan sonra uydu Dünya’nın çevresindeki yüksek derecede uzatılmış yörüngeye gitti. Aydan yüz de yetmiş mesafeden daha kısa bir amaçta kaldı. 
MIT bateri bitene kadar 52 saat boyunca very kaydetmesine ragmen Rossi’nin grubu Dünya çevresindeki iki ayrı alan arasında bağlantı buldu. Dünya yakınında iyi düzenlenmiş güçlü manyetik alan vardı fakat dünyalar arası protonlardan bir belirti yoktu. Manyetik alanine daha zayıf ve düzensiz olduğu ve protonların var olan akısının yönünün Güneş tarafından geldiğinin gözlemlendiği yerden, bir uzay aracı 22 Dünya çapında girdi. Geri kalan ışık boyunca birçok vesileyle bu akı yok olup tekrar gözüktü. Bu uzay aracının iki bölge arasındaki sınıra yakın uçtuğunu gösterir. Bu sınır düzensiz olarak hareket ediyordu.  Sonunda sınırlar manyetopoz olarak bilinmeye başladı
. Rossi ve Bridge ‘in önderliğindeki MIT uzay plazma grubunda Frank Scherb, Edwin Lyon, Alan Lazarus, Alberto Bonnetti, Alberto Egidi, John Belcher ve Constance Dilworth’un bulunuyordu. Dünya üzerindeki OGO-1, OGO 3 ve IMP 8, yakın Faraday kafesi ile solar sisteme doğru olan plazma üzerinden veri topladı. 

X-Ray astronomi

NASA nın Goddard Uzay Uçuş Merkezinde ,uçuş öncesi testi sırasında Marjorie Townsend Bruno Rossi iile X-Ray Explorer uydusunun performansını tartıştı.
American Bİlim ve Mühendisliğine danısman olarak Rossi, ilk solar kaynağı olan X-rays, Scorpius X-1. Rossinin keşfedildiği roket deneyine Kabul edildi.1966 da Profesörlünü MIT de yaptı.  

Emekliliği

Rossi 1970'te MIT’den emekli oldu. 1974’ten 1980’ e kadar Palermo Üniversitesi’ nde öğretmenlik yaptı. Emekliliğinde bir sürü monograf yazdı ve 1990 otobiyografisi olan Cambridge Üniversitesi Yayınları tarafından basılan otobiyografisi Moment in the life of science ‘ yi yazdı. 21 Kasım 1993te evinde ani kalp durmasından öldü. Külleri San Miniato al Monte kilisesinin mezarlığındadır.