Ուիլլարդ Լիբբի

Ուիլլարդ Ֆրենկ Լիբբի (), ամերիկացի ֆիզիկաքիմիկոս, որը հայտնի է դարձել 1949 թվականին ռադիոածխածնային թվագրման մշակման մեջ իր դերով, մի գործընթաց, որը հեղափոխություն արեց հնագիտության և պալեոնտոլոգիայի մեջ։ Այս գործընթացը զարգացնող թիմում ունեցած ներդրման համար Լիբբին 1960 թվականին արժանացել է քիմիայի Նոբելյան մրցանակի։

1931 թվականին Բերկլիի Կալիֆոռնիայի համալսարանի քիմիայի շրջանավարտ, որտեղից նա ստացել է իր դոկտորական կոչումը 1933 թվականին, նա ուսումնասիրել է ռադիոակտիվ տարրերը և մշակել զգայուն Գեյգեր հաշվիչներ՝ թույլ բնական և արհեստական ռադիոակտիվությունը չափելու համար։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ նա աշխատել է Կոլումբիայի համալսարանի Մանհեթենի նախագծի փոխարինող համաձուլվածքների լաբորատորիաներում՝ զարգացնելով ուրանի հարստացման գազային դիֆուզիոն գործընթացը։

Պատերազմից հետո Լիբբին պրոֆեսորի պաշտոն ընդունեց Չիկագոյի համալսարանի միջուկային հետազոտությունների ինստիտուտում, որտեղ նա մշակեց ածխածնի 14 օգտագործմամբ օրգանական միացությունների թվագրման տեխնիկան։ Նա նաև բացահայտեց, որ տրիտիումը նույնպես կարող է օգտագործվել ջրի, հետևաբար՝ գինու համար։ 1950 թվականին դարձել է Ատոմային էներգիայի հանձնաժողովի (AEC) Գլխավոր խորհրդատվական կոմիտեի անդամ։ Նա կոմիսար է նշանակվել 1954 թվականին՝ դառնալով նրա միակ գիտնականը։ Նա անցավ Էդվարդ Թելլերի կողքին ջրածնային ռումբի մշակման վթարի ծրագրի իրականացման համար, մասնակցեց «Ատոմներ հանուն խաղաղության» ծրագրին և պաշտպանեց վարչակազմի մթնոլորտային միջուկային փորձարկումները։

Լիբբին հրաժարական տվեց Ատոմային էներգիայի հանձնաժողովից 1959 թվականին՝ դառնալով Քիմիայի պրոֆեսոր Կալիֆորնիայի համալսարանում, Լոս Անջելեսում (UCLA), պաշտոն, որը նա զբաղեցրեց մինչև իր թոշակի անցնելը 1976 թվականին։ 1962 թվականին նա դարձավ Կալիֆորնիայի համալսարանի Երկրաֆիզիկայի և նահանգային ինստիտուտի տնօրեն Մոլորակների ֆիզիկա (IGPP)։ Նա սկսել է շրջակա միջավայրի ճարտարագիտության առաջին ծրագիրը UCLA-ում 1972 թվականին և որպես Կալիֆորնիայի օդային ռեսուրսների խորհրդի անդամ՝ աշխատել է Կալիֆորնիայի օդի աղտոտվածության չափանիշների մշակման և բարելավման ուղղությամբ։

Վաղ կյանք և կարիերա 
Ուիլարդ Ֆրենկ Լիբբին ծնվել է Պարաշյուտում, Կոլորադո, 1908 թվականի դեկտեմբերի 17-ին, ֆերմեր Օրա Էդվարդ Լիբբիի և նրա կնոջ՝ Եվա Մեյի (ծն. Ռիվերս) որդին։ Նա ուներ երկու եղբայր՝ Էլմերն ու Ռայմոնդը, և երկու քույր՝ Եվան և Էվելինը։ Լիբբին սկսեց իր կրթությունը Կոլորադոյի երկու սենյականոց դպրոցում։ Երբ նա հինգ տարեկան էր, Լիբբիի ծնողները տեղափոխվեցին Սանտա Ռոզա, Կալիֆոռնիա։ Սովորել է Սեբաստացի Անալի միջնակարգ դպրոցում, որն ավարտել է 1926 թվականին։ Լիբբին, ով հասակում էր 6 ոտնաչափ 2 դյույմ (188 սմ), խաղում էր բարձրակարգ ֆուտբոլային թիմում։

1927 թվականին նա ընդունվել է Բերկլիի Կալիֆորնիայի համալսարան, որտեղ ստացել է իր բակալավրի աստիճանը 1931 թվականին, իսկ դոկտորականը 1933 թվականին՝ գրելով իր դոկտորական թեզը «Սովորական տարրերի ռադիոակտիվությունը, հատկապես սամարիումը և նեոդիմը «հայտնաբերման մեթոդը» թեմայով Վենդել Միտչել Լաթիմերի հսկողության ներքո։ Անկախ Ջորջ դե Հևեսիի և Մաքս Փահլի աշխատանքից, նա հայտնաբերեց, որ սամարիումի բնական երկարակյաց իզոտոպները հիմնականում քայքայվում են ալֆա մասնիկների արտանետմամբ։

Լիբբին 1933 թվականին նշանակվել է Բերկլիի Կալիֆորնիայի համալսարանի քիմիայի ամբիոնի հրահանգիչ։ 1938 թվականին նա այնտեղ դարձավ քիմիայի ասիստենտ։ Նա ծախսել է 1930-ական թվականները՝ կառուցելով զգայուն Գայգեր հաշվիչներ՝ թույլ բնական և արհեստական ռադիոակտիվությունը չափելու համար։ Նա միացավ Բերկլիի «Ալֆա Չի Սիգմա» մասնաճյուղին 1941 թվականին։ Այդ տարի նրան շնորհվեց Գուգենհայմի կրթաթոշակ և ընտրվեց աշխատելու Փրինսթոնի համալսարանում։

Մանհեթթենի նախագիծ 
1941 թվականի դեկտեմբերի 8-ին, Պերլ Հարբորի վրա Ճապոնիայի հարձակման հաջորդ օրը, Միացյալ Նահանգները Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի մեջ մտավ, Լիբբին կամավոր մատուցեց իր ծառայությունները Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր Հարոլդ Ուրիին։ Ուրին կազմակերպել էր, որ Լիբիին թույլ տրվի Կալիֆորնիայի համալսարանից, Բերքլիից և միանալ նրան Կոլումբիայի համալսարանում՝ աշխատելու Մանհեթենի նախագծի վրա, ատոմային ռումբերի մշակման պատերազմի ժամանակաշրջանի նախագծի վրա, որը դարձավ դրա փոխարինող համաձուլվածքային նյութեր (SAM) Լաբորատորիաներ։ Նյու Յորքի տարածքում գտնվելու ընթացքում Լիբբին Նյու Ջերսի նահանգի Լեոնիա քաղաքի բնակիչ էր։

Հաջորդ երեք տարիների ընթացքում Լիբբին աշխատել է ուրանի հարստացման համար գազային դիֆուզիոն գործընթացի վրա։ Ատոմային ռումբը պահանջում էր տրոհվող նյութ, իսկ տրոհվող ուրան-235-ը կազմում էր բնական ուրանի միայն 0,7 տոկոսը։ Հետևաբար, SAM լաբորատորիաները ստիպված էին գտնել դրա կիլոգրամները ավելի առատ ուրան-238-ից առանձնացնելու միջոց։ Գազային դիֆուզիան աշխատում էր այն սկզբունքով, որ ավելի թեթև գազը ցրվում է պատնեշի միջով ավելի արագ, քան ավելի ծանրը՝ իր մոլեկուլային քաշին հակադարձ համեմատական արագությամբ։ Սակայն ուրան պարունակող միակ հայտնի գազը բարձր քայքայիչ ուրանի հեքսաֆտորիդն էր, և հարմար պատնեշ դժվար էր գտնել։

1942 թվականի ընթացքում Լիբբին և նրա թիմը ուսումնասիրել են տարբեր խոչընդոտներ և դրանք ուրանի հեքսաֆտորիդից կոռոզիայից պաշտպանելու միջոցները։ Ամենահեռանկարային տեսակը փոշիացված նիկելից պատրաստված պատնեշն էր, որը մշակվել էր Էդվարդ Օ. Նորիսի կողմից Jelliff Manufacturing Corporation-ից և Էդվարդ Ադլերի կողմից Նյու Յորքի քաղաքային քոլեջից, որը հայտնի դարձավ որպես «Նորիս-Ադլեր» պատնեշ 1942 թվականի վերջին։

Ի հավելումն հարմար պատնեշի ստեղծմանը, SAM Laboratories-ը նաև պետք է աջակցեր գազային տարանջատման կայանի նախագծմանը, որը հայտնի դարձավ որպես K-25: Լիբբին օգնեց Kellex-ի ինժեներներին փորձնական գործարանի համար աշխատունակ դիզայն ստեղծել։ Լիբբին մի շարք թեստեր անցկացրեց, որոնք ցույց տվեցին, որ Նորիս-Ադլեր պատնեշը կաշխատի, և նա վստահ մնաց, որ բոլոր ջանքերի դեպքում դրա հետ կապված մնացած խնդիրները կարող են լուծվել։ Չնայած կասկածները մնում էին, սակայն 1943 թվականի սեպտեմբերին սկսվեցին K-25 լայնածավալ արտադրական գործարանի շինարարական աշխատանքները։

Քանի որ 1943-ը իր տեղը զիջեց 1944-ին, շատ խնդիրներ մնացին։ 1944 թվականի ապրիլին K-25 մեքենաների վրա փորձարկումները սկսվեցին առանց արգելքի։ Ուշադրությունը ուղղվեց Kellex-ի կողմից մշակված նոր գործընթացին։ Վերջապես, 1944 թվականի հուլիսին, Kellex արգելապատնեշները սկսեցին տեղադրվել K-25-ում։ K-25-ը սկսեց գործել 1945 թվականի փետրվարին, և քանի որ կասկադից հետո կասկադը հայտնվել էր առցանց, արտադրանքի որակը բարձրացավ։ 1945 թվականի ապրիլին K-25-ը հասել էր 1,1% հարստացման։ K-25-ով մասնակի հարստացված ուրանը սնվում էր Y-12-ում կալուտրոնների մեջ՝ հարստացման գործընթացն ավարտելու համար։

K-25 գործարանի վերին աստիճանների շինարարությունը չեղարկվեց, և Kellex-ը փոխարենը հանձնարարվեց նախագծել և կառուցել 540 աստիճանանոց կողային սնուցման միավոր, որը հայտնի դարձավ որպես K-27: K-25-ի 2892 փուլերից վերջինը սկսեց գործել 1945 թվականի օգոստոսին։ Օգոստոսի 5-ին K-25-ը սկսեց արտադրել մինչև 23 տոկոս ուրան-235 հարստացված կերեր։ K-25-ը և K-27-ը ձեռք բերեցին իրենց ողջ ներուժը միայն վաղ հետպատերազմյան շրջանում, երբ նրանք խավարեցին մյուս արտադրական գործարանները և դարձան նոր սերնդի գործարանների նախատիպերը։ Հարստացված ուրան օգտագործվել է 1945 թվականի օգոստոսի 6-ին Հիրոսիմայի ռմբակոծության ժամանակ օգտագործված Little Boy ռումբում։ Լիբբին տուն բերեց թերթերի մի կույտ և կնոջն ասաց. «Սա այն է, ինչ ես անում էի»։

Ռադիոածխածնային ժամադրություն 
Պատերազմից հետո Լիբբին ընդունեց Չիկագոյի համալսարանի առաջարկը նոր միջուկային հետազոտությունների ինստիտուտի քիմիայի ամբիոնում պրոֆեսորի պաշտոնի համար։ Նա վերադարձավ ռադիոակտիվության իր նախապատերազմական ուսումնասիրություններին։ 1939 թվականին Սերժ Կորֆը հայտնաբերել էր, որ տիեզերական ճառագայթները նեյտրոններ են առաջացնում մթնոլորտի վերին հատվածում։ Դրանք փոխազդում են օդի ազոտ-14-ի հետ՝ արտադրելով ածխածին-14։

 1n + 14N → 14C + 1p

Ածխածին-14-ի կիսատ կյանքը 5730±40 տարի է։ Լիբբին հասկացավ, որ երբ բույսերը և կենդանիները մահանում են, նրանք դադարում են կուլ տալ թարմ ածխածնի 14-ը՝ դրանով իսկ ցանկացած օրգանական միացության տալով ներկառուցված միջուկային ժամացույց։ Նա հրապարակեց իր տեսությունը 1946 թվականին և ընդլայնեց այն 1955 թվականին իր «Radiocarbon Dating» մենագրության մեջ։ Նա նաև մշակեց զգայուն ճառագայթման դետեկտորներ, որոնք կարող էին օգտագործել այդ տեխնիկան։ Սեկվոյայի դեմ իրականացված փորձարկումները՝ իրենց ծառերի օղակներից հայտնի ամսաթվերով, ցույց տվեցին, որ ռադիոածխածնային թվագրումը հուսալի և ճշգրիտ է։ Տեխնիկան հեղափոխություն արեց հնագիտության, պալեոնտոլոգիայի և այլ գիտությունների, որոնք վերաբերում էին հնագույն արտեֆակտներին։ 1960 թվականին նա արժանացել է քիմիայի Նոբելյան մրցանակի «հնագիտության, երկրաբանության, երկրաֆիզիկայի և գիտության այլ ճյուղերում տարիքի որոշման համար ածխածնի 14-ի օգտագործման մեթոդի համար»։ Նա նաև բացահայտեց, որ տրիտիումը նույնպես կարող է օգտագործվել ջրի, հետևաբար՝ գինու համար։

Ատոմային էներգիայի հանձնաժողով 
Ատոմային էներգիայի հանձնաժողովի (AEC) նախագահ Գորդոն Դինը 1950 թվականին նշանակեց Լիբբիին իր ազդեցիկ Գլխավոր Խորհրդատվական կոմիտեում (GAC): 1954 թվականին նա նշանակվեց ՀԱԿ հանձնակատար նախագահ Դուայթ Դ. Էյզենհաուերի կողմից՝ Դինի իրավահաջորդի՝ Լյուիս Շտրաուսի առաջարկությամբ։ Լիբբին և իր ընտանիքը Չիկագոյից տեղափոխվեցին Վաշինգտոն։ Նա իր հետ բերեց մի բեռնատար գիտական սարքավորումներ, որոնք նա օգտագործեց այնտեղի Քարնեգի ինստիտուտում լաբորատորիա հիմնելու համար՝ շարունակելու ամինաթթուների ուսումնասիրությունները։ Հաստատակամ պահպանողական քաղաքականապես, նա այն սակավաթիվ գիտնականներից էր, ով անցավ Էդվարդ Թելլերի, այլ ոչ թե Ռոբերտ Օպենհայմերի կողմը բանավեճի ընթացքում, թե արդյոք խելամիտ էր հետամուտ լինել ջրածնային ռումբի ստեղծման վթարի ծրագրին։ Որպես հանձնակատար Լիբբին կարևոր դեր է խաղացել Էյզենհաուերի «Ատոմները հանուն խաղաղության» ծրագրի առաջխաղացման գործում և եղել է Միացյալ Նահանգների պատվիրակության կազմում 1955 և 1958 թվականներին Ատոմային էներգիայի խաղաղ օգտագործման Ժնևյան կոնֆերանսներում։

Լինելով ԱԵԿ-ի հինգ հանձնակատարներից միակ գիտնականը՝ Լիբիին բաժին ընկավ պաշտպանելու Էյզենհաուերի վարչակազմի դիրքորոշումը մթնոլորտային միջուկային փորձարկումների վերաբերյալ։ Նա պնդում էր, որ միջուկային փորձարկումներից առաջացած ճառագայթման վտանգները ավելի քիչ են, քան կրծքավանդակի ռենտգենյան ճառագայթները, և, հետևաբար, ավելի քիչ կարևոր, քան միջուկային անբավարար զինանոց ունենալու վտանգը, սակայն նրա փաստարկները չկարողացան համոզել գիտական հանրությանը կամ հանգստացնել հանրությանը։ 1956թ. հունվարին նա հրապարակավ բացահայտեց Project Sunshine-ի գոյությունը՝ մի շարք հետազոտական հետազոտություններ՝ պարզելու ռադիոակտիվ արտանետումների ազդեցությունը աշխարհի բնակչության վրա, որը նա նախաձեռնել էր 1953 թվականին, երբ ծառայում էր GAC-ում։ 1958 թվականին նույնիսկ Լիբբին և Թելլերը աջակցում էին մթնոլորտային միջուկային փորձարկումների սահմանափակումներին։

Պարգևներ և մրցանակներ 
Լիբբին ընտրվել է Գիտությունների ազգային ակադեմիայի, Արվեստների և գիտությունների ամերիկյան ակադեմիայի և Ամերիկյան փիլիսոփայական ընկերության անդամ։ Նոբելյան մրցանակից բացի, նա ստացել է բազմաթիվ պարգևներ և մրցանակներ, այդ թվում՝ Կոլումբիայի համալսարանի Չենդլերի մեդալը 1954 թվականին, Ռեմսենի հիշատակի դասախոսության մրցանակը 1955 թվականին, երկու հարյուրամյակի դասախոսությունների մրցանակը Նյու Յորքի քաղաքային քոլեջից և միջուկային կիրառությունները քիմիայում։ Պարգևատրվել է 1956 թվականին, Ֆրանկլինի ինստիտուտի Էլիոթ Քրեսոնի մեդալով 1957 թվականին, Ամերիկյան քիմիական ընկերության Ուիլարդ Գիբսի մրցանակով 1958 թվականին, Ջոզեֆ Փրիսթլիի մրցանակով Դիկինսոն քոլեջից և Ալբերտ Էյնշտեյնի մեդալով 1959 թվականին, Ամերիկայի Երկրաբանական ընկերության 1961 թվականին, Ամերիկյան նվաճումների ակադեմիայի ոսկե ափսե մրցանակը 1961 թվականին, Ամերիկյան քիմիկոսների ինստիտուտի ոսկե մեդալը 1970 թվականին և Լեհմանի մրցանակը Նյու Յորքի Գիտությունների ակադեմիայի կողմից 1971 թվականին։ 1950 թվականին ընտրվել է ԳԱԱ անդամ։ Analy High School գրադարանն ունի Լիբբիի որմնանկարը, իսկ Սեբաստոպոլի քաղաքային այգին և մոտակայքում գտնվող մայրուղին անվանակոչվել են նրա պատվին։ Ռադիոածխածնային թվագրման վերաբերյալ նրա 1947 թվականի աշխատությունը արժանացել է Citation for Chemical Breakthrough Award մրցանակի՝ Ամերիկյան քիմիական ընկերության Քիմիայի պատմության բաժնի կողմից, որը ներկայացվել է Չիկագոյի համալսարանին 2016 թվականին։

Անձնական կյանք 
1940 թվականին Լիբբին ամուսնացել է ֆիզիկական կուլտուրայի ուսուցչուհի Լեոնոր Հիկիի հետ։ Նրանք ունեին երկվորյակ դուստրեր՝ Ջանեթ Եվան և Սյուզան Շառլոտը, որոնք ծնվել են 1945 թվականին։

1966 թվականին Լիբբին ամուսնալուծվեց Լեոնորից և ամուսնացավ Լեոնա Վուդս Մարշալի հետ՝ միջուկային ֆիզիկոս, ով Չիկագո Փայլ-1-ի՝ աշխարհի առաջին միջուկային ռեակտորի սկզբնական կառուցողներից մեկն էր։ Նա միացավ նրան UCLA-ում որպես շրջակա միջավայրի ճարտարագիտության պրոֆեսոր 1973 թվականին։ Այս երկրորդ ամուսնության միջոցով նա ձեռք բերեց երկու խորթ որդի՝ իր առաջին ամուսնության զավակներին։

Լիբբին մահացավ Լոս Անջելեսի UCLA բժշկական կենտրոնում 1980թ. սեպտեմբերի 8-ին թոքաբորբով բարդացած թոքաբորբից։ Նրա աշխատությունները գտնվում են UCLA-ի Charles E. Young Research Library-ում։ Նրա աշխատությունների յոթ հատորները խմբագրվել են Լեոնա և Ռայներ Բերգերի կողմից և հրատարակվել 1981 թվականին։

Ծանոթագրություններ