欧内斯特·沃尔顿（1951年诺贝尔物理学奖得主）
| 欧内斯特·沃尔顿 | |
|---|---|
| 出生 | 1903年10月6日 爱尔兰沃特福德郡邓加文 |
| 逝世 | 1995年6月25日（91岁） 北爱尔兰贝尔法斯特 |
| 国籍 | 爱尔兰 |
| 母校 | 都柏林圣三一学院 剑桥大学圣三一学院 |
| 知名于 | 首次人工嬗变原子核、科克罗夫特-沃尔顿加速器 |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖（1951年） |
| 研究领域 | 核物理学 |
| 机构 | 剑桥大学卡文迪什实验室 都柏林圣三一学院 |
欧内斯特·托马斯·辛顿·沃尔顿（Ernest Thomas Sinton Walton，1903年10月6日—1995年6月25日），爱尔兰物理学家。因与约翰·科克罗夫特合作建造首台高压粒子加速器并实现人工原子核嬗变，共同荣获1951年诺贝尔物理学奖。他是迄今为止唯一一位获得诺贝尔奖的爱尔兰籍物理学家。
生平
沃尔顿出生于爱尔兰沃特福德郡邓加文的一个爱尔兰卫理公会牧师家庭。父亲约翰·沃尔顿是一位巡回传教士，经常需要在不同教区之间迁移。沃尔顿在都柏林和库克镇等地完成基础学业。他先后就读于都柏林卫斯理学校和库克卫斯理学校，表现优异，尤其喜爱数学和物理。
1922年考入都柏林圣三一学院，主修数学和物理学。他获得基督教大学奖学金，1926年以一等荣誉学位毕业。随后前往剑桥大学圣三一学院攻读研究生，在卡文迪什实验室师从欧内斯特·卢瑟福。
1934年，沃尔顿回到爱尔兰，任都柏林圣三一学院物理学研究员。1937年晋升为自然哲学教授（该职位由设于1762年的厄尔斯福特讲座教授席位传承）。他在圣三一学院教书育人近四十年，直至1974年退休。退休后他仍住在都柏林，偶尔参与学术活动。1995年在贝尔法斯特的一家养老院安详去世，享年91岁。
学术生涯
沃尔顿在卡文迪什实验室的研究聚焦于加速粒子的方法。当时卢瑟福希望有一种装置能产生足够高的电压，使带电粒子获得足以穿透原子核的能量。
沃尔顿于1928年开始设计高压装置。最初尝试使用特斯拉线圈和范德格拉夫起电机，但效果不理想。1929年，他与科克罗夫特会合，两人取长补短——沃尔顿擅长电子电路设计和精细机械加工，科克罗夫特善于把握整体方向和系统论证。
他们最终的设计采用了格雷纳赫（Greinacher）倍压整流电路原理，用一组电容器和整流管逐级倍压，在输出端得到稳定的直流高压。这是后来所有直流倍压加速器的原型。1932年建成的装置可将质子加速到约700千电子伏（keV）的能量。
1932年4月14日是核物理学史上值得铭记的日子。沃尔顿在实验中观察到质子轰击锂靶后产生的闪烁信号。为确保绝非仪器错误，他反复更换靶材、空白靶、屏蔽铅层等条件做对照实验，确认α粒子的产生来自锂核的嬗变。这一结果通过云室摄影获得最终视觉证据。
沃尔顿还独立研究了质子和中子与轻核的多种反应，包括用加速的质子轰击锂-6产生α粒子和氚核等。他测量的α粒子的能量分布对理解核反应机制至关重要。
获奖成就
1951年诺贝尔物理学奖由沃尔顿和科克罗夫特共享。沃尔顿是第一位获得诺贝尔奖的爱尔兰人（在物理学领域）。他于1934年当选都柏林圣三一学院正式院士，1939年成为爱尔兰皇家科学院院士。1940年代至1960年代，他担任爱尔兰皇家科学院理事会成员。
都柏林圣三一学院的物理楼以他的名字命名。2003年沃尔顿诞辰100周年之际，爱尔兰邮政发行了纪念邮票。邓加文设有沃尔顿纪念雕塑。
历史贡献
人工核嬗变的实现被公认为核时代诞生的标志性事件之一。虽然科克罗夫特-沃尔顿加速器在今天看来能级很低，但它证明了人工加速粒子引发核反应是可行的。这一突破为此后的核能开发、放射性同位素生产、核医学和材料辐照等领域打开大门。
沃尔顿拒绝参与核武器的研发。二战期间，他婉拒了前往美国参与曼哈顿计划的邀请，选择留在都柏林教学。他的选择体现了科学家的良知与独立人格。他也坚决反对核武器扩散，但积极支持核能在医学、农业和能源领域的和平利用。
轶事典故
沃尔顿在回到都柏林后，用极简的设备完成了许多精巧的实验。据他的学生回忆，他经常用罐头盒、旧电线、手工绕制的线圈搭建实验设备，效果却出奇地好。他常说："一个真正的实验物理学家可以用一把螺丝刀和一卷铜线改写物理学。"
沃尔顿是公认的"最淡泊的诺贝尔奖得主"。获得诺贝尔奖后，他依旧每天骑自行车上下班，住在朴素的房屋里。圣三一学院的学生们有时会在路上看到这位白发苍苍的教授在雨中骑着老式自行车，后座上绑着一把雨伞和今天要讲的讲义。当有人问他为什么不换一辆好车时，他答："自行车从不堵车，而且永远不会坏到修不起。"
参考文献
- Cockcroft, J. D.; Walton, E. T. S. (1932). "Experiments with High Velocity Positive Ions. I. The Disintegration of Light Elements by Protons". Proceedings of the Royal Society A. 136: 619–630.
- Nobel Foundation. (1951). "Ernest T. S. Walton – Biography". NobelPrize.org.
- McCartney, M. (1995). "Ernest Thomas Sinton Walton". Physics Today. 48 (12): 79.
- Bleaney, B. (1995). "Obituary: E. T. S. Walton". The Independent, 28 June 1995.