讣告\(\def\h填{\hskip5em}\def\hfil{\hski p3em}\def\eqno#1{\hfil{#1}}\)

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Clifford Glenwood Shull 1915–2001年

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美国田纳西州橡树岭国家实验室b条美国田纳西州37830橡树岭沃尔顿巷103号
*通信电子邮件:halgsmith@aol.com

(2001年9月11日收到; 2001年9月11日接受)

关键词: 讣告.

[链接]Clifford G.Shull,1994年诺贝尔物理学奖得主,因其在中子散射方面的开创性工作于2001年3月31日在美国马萨诸塞州列克星敦死于肾衰竭,1915年9月23日出生于宾夕法尼亚州匹兹堡,Cliff在高中时对科学表现出浓厚的兴趣。他在匹兹堡的卡内基理工大学(现卡内基·梅隆大学)主修物理,1937年获得学士学位,然后在纽约大学(NYU)攻读研究生院,1941年获得物理学博士学位。他在纽约大学弗兰克·迈尔斯教授的论文涉及范德格拉夫加速器的建造和极化电子的散射,因此他的重点是核物理。

1941年6月,克利夫完成了他的论文,并接受了位于纽约Beacon的德克萨斯公司(后来成为德士古公司)的工作。克利夫在德克萨斯公司的工作是研究和表征用于制造高辛烷值航空燃料的催化剂。在这项工作中,他使用X射线衍射和小角度散射技术研究粉末样品,这为他后来的中子研究提供了宝贵的经验。

1946年4月,克利夫访问橡树岭时,会见了厄尼·沃伦,了解了沃伦关于氯化钠粉末样品对单色中子的衍射和氢对中子的散射的探索工作2O和D2O.Cliff立即对这项工作感到兴奋,并于1946年6月来到橡树岭。

沃尔兰是芝加哥大学阿瑟·康普顿的学生,精通X射线衍射的理论和实践。当舒尔到达时,沃尔兰已经组装了一个双轴中子衍射仪,使用一个大的氯化钠晶体作为单色器,并从芝加哥移出康普顿设计的样品台和沃尔兰在论文中使用的反臂。首先,他们集中精力发展对粉末样品中子散射的完整理解。然后,他们使用这种粉末衍射技术测量几乎所有元素和许多同位素的中子相干散射振幅。多年来,这项工作为解释所有中子散射实验提供了参考数据。他们是第一批从石墨反应堆中提取的白光束测量单晶中子劳厄模式的科学家。

在建立中子散射振幅库的早期工作中,Shull和Wollan通过测量NaH和NaD的衍射模式确定了氢和氘振幅(相当大且符号相反)。通过将氢气结果与已知总量相结合横截面,他们推导出了核的单重态和三重态散射振幅,并解释了大的总振幅横截面就核自旋而言非相干散射。他们将氘的结果用于多晶冰的研究,这为鲍林的冰氢键双最小势模型提供了第一个直接证据,而不是伯纳尔-福勒模型、巴恩斯模型或旋转分子模型。克利夫岛和厄尼岛位于南极洲和澳大利亚之间的水晶岛上,都以它们的名字命名。Levy和Peterson(他们后来对D的单晶进行了更精确的中子衍射研究2哦,冰)和鲍林岛在水晶岛上也有以它们命名的岛屿。通过控制氘化改变氢的相干中子散射振幅是目前聚合物和生物材料研究中最强大的技术之一。

正是对磁性材料的研究使舒尔和沃尔兰最为兴奋。他们有Halpern和Johnson(纽约大学)的理论,这是第一个能够产生足够中子的中子源通量,以及正确的实验技术&粉末衍射。他们在一系列实验中迅速利用了这些因素,这些实验确立了中子散射是理解磁性材料的关键。反铁磁性的第一个直接证据是在测定MnO的磁性结构时产生的,铁磁性的Néel模型在Fe中得到了证实O(运行)4,通过测量Mn化合物的顺磁散射、布拉格反射产生极化中子、铁磁体结果表明,磁扩散散射用于测定3d日并测量了Fe在居里点处的磁临界散射。由于他在磁性材料方面的工作,克利夫于1956年被美国物理学会授予巴克利奖。

克利夫被麻省理工学院正在建造的一个新的研究反应堆所吸引,也被这个教学机会所吸引,他于1955年离开橡树岭,成为麻省理学院的一名物理教授,并一直留在那里,直到1986年退休。他在麻省理工学院的第一项实验工作是建造和使用一台高灵敏度极化中子衍射仪,对铁的磁性形状因子进行广泛而精确的测量。这项工作揭示了自旋密度和否定的存在自旋密度在以下地区单位电池远离Fe站点。

利用这种灵敏的极化技术,克利夫能够测量“Schwinger相互作用”,即中子的相互作用磁矩晶体中的电荷分布。该散射振幅取决于中子极化,比通常的核散射振幅小约三个数量级,散射为90°异相。克利夫表示,没有必要让具有复杂振幅的原子进行观测反常散射对于,在非中心对称晶体中,例如α-对于具有复杂结构因子的反射,可以测量石英、Bijvoet不等式。随着高度的到来通量他认为,这种效应可能对晶体学家测定合适晶体中的相有价值。

20世纪60年代,克利夫开始学习动态衍射中子波在完美晶体中的传播。这项工作需要富有想象力的实验概念、对实验细节的仔细关注和对理论的透彻理解,非常适合克利夫的性格,他一直活跃在这一领域,直到退休。

他作为一名教育工作者的成功可以用他许多研究生的杰出职业生涯来衡量。麻省理工学院物理界高度重视克利夫,认为他是一位鼓舞人心的同事,总是心地善良,慷慨大方,保持着高学术标准和高科学生产力。1975年,他被选入国家科学院。

克利夫在构思实验方面很有创意,在执行过程中很小心,在数据收集过程中很耐心。他对自己的成就谦逊谦逊,在与他人(包括学生)的交往中态度温和,总是愿意通过分享自己的知识和经验来帮助他人,并小心翼翼地给予他人荣誉。这些科学和人文素质导致了中子散射界对克利夫的普遍钦佩、尊重和喜爱。他是他所在领域深受爱戴的父亲,许多人都会怀念他。

卡内基梅隆大学设立了克利福德·舒尔奖学金基金。捐款可寄至卡内基梅隆大学,收件人:Kristin L.Sullivan,Donor Relations,5th Floor,Warren Hall,5000 Forbes Avenue,Pittsburg,PA 15213,USA。

注:这是2001年10月出版的讣告的修订版今日物理学第86页。