Ernesto lorenzo

Ernest Orlando Lawrence (8 de agosto de 1901 - 27 de agosto de 1958) fue un físico nuclear estadounidense y ganador del Premio Nobel de Física en 1939 por su invención del ciclotrón. Es conocido por su trabajo en la separación de isótopos de uranio para el Proyecto Manhattan, así como por fundar el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

Graduado de la Universidad de Dakota del Sur y la Universidad de Minnesota, Lawrence obtuvo un doctorado en física en Yale en 1925. En 1928, fue contratado como profesor asociado de física en la Universidad de California, Berkeley, convirtiéndose en el más joven profesor titular allí dos años más tarde. Una noche, en su biblioteca, Lawrence estaba intrigado por un diagrama de un acelerador que producía partículas de alta energía. Contempló cómo podría hacerse compacto y se le ocurrió una idea para una cámara de aceleración circular entre los polos de un electroimán. El resultado fue el primer ciclotrón.

Lawrence pasó a construir una serie de ciclotrones cada vez más grandes y caros. Su Laboratorio de Radiación se convirtió en un departamento oficial de la Universidad de California en 1936, con Lawrence como director. Además del uso del ciclotrón para la física, Lawrence también apoyó su uso en la investigación de los usos médicos de los radioisótopos. Durante la Segunda Guerra Mundial, Lawrence desarrolló la separación de isótopos electromagnéticos en el Laboratorio de Radiación. Utilizaba dispositivos conocidos como calutrones, un híbrido del espectrómetro de masas de laboratorio estándar y el ciclotrón. Se construyó una enorme planta de separación electromagnética en Oak Ridge, Tennessee, que pasó a llamarse Y-12. El proceso fue ineficiente, pero funcionó.

Después de la guerra, Lawrence hizo una intensa campaña a favor del patrocinio gubernamental de grandes programas científicos y fue un firme defensor de la 'Gran Ciencia', con sus requisitos de grandes máquinas y mucho dinero. Lawrence respaldó firmemente la campaña de Edward Teller para un segundo laboratorio de armas nucleares, que Lawrence ubicó en Livermore, California. Después de su muerte, los Regentes de la Universidad de California cambiaron el nombre del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en su honor. El elemento químico número 103 fue nombrado laurencio en su honor después de su descubrimiento en Berkeley en 1961.

Primeros años

Ernest Orlando Lawrence nació en Canton, Dakota del Sur, el 8 de agosto de 1901. Sus padres, Carl Gustavus y Gunda (de soltera Jacobson) Lawrence, eran hijos de inmigrantes noruegos que se conocieron mientras enseñaban en la escuela secundaria de Canton, donde su padre también era superintendente de escuelas. Tenía un hermano menor, John H. Lawrence, que se convertiría en médico y fue un pionero en el campo de la medicina nuclear. Mientras crecía, su mejor amiga fue Merle Tuve, quien también se convertiría en una física muy consumada.

Lawrence asistió a las escuelas públicas de Canton y Pierre, luego se inscribió en St. Olaf College en Northfield, Minnesota, pero luego de un año se transfirió a la Universidad de Dakota del Sur en Vermillion. Completó su licenciatura en química en 1922 y su Maestría en Artes (MA) en física de la Universidad de Minnesota en 1923 bajo la supervisión de William Francis Gray Swann. Para su tesis de maestría, Lawrence construyó un aparato experimental que hacía girar un elipsoide a través de un campo magnético.

Lawrence siguió a Swann a la Universidad de Chicago, y luego a la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, donde Lawrence completó su Doctorado en Filosofía (PhD) en física en 1925 como becario Sloane, escribiendo su tesis doctoral sobre la energía fotoeléctrica. efecto en vapor de potasio. Fue elegido miembro de Sigma Xi y, por recomendación de Swann, recibió una beca del Consejo Nacional de Investigación. En lugar de usarlo para viajar a Europa, como era costumbre en ese momento, permaneció en la Universidad de Yale con Swann como investigador.

Con Jesse Beams de la Universidad de Virginia, Lawrence continuó investigando el efecto fotoeléctrico. Demostraron que los fotoelectrones aparecían dentro de los 2 x 10⁻⁹ segundos después de que los fotones golpearan la superficie fotoeléctrica, cerca del límite de medición en ese momento. La reducción del tiempo de emisión al encender y apagar rápidamente la fuente de luz hizo que el espectro de energía emitida fuera más amplio, de conformidad con el principio de incertidumbre de Werner Heisenberg.

Carrera temprana

En 1926 y 1927, Lawrence recibió ofertas de cátedra asistente de la Universidad de Washington en Seattle y la Universidad de California con un salario de $3500 por año. Yale rápidamente igualó la oferta de la cátedra asistente, pero con un salario de $3,000. Lawrence decidió quedarse en la prestigiosa Yale, pero debido a que nunca había sido instructor, algunos de sus compañeros de facultad se resintieron con el nombramiento y, a los ojos de muchos, todavía no compensaba su origen inmigrante en Dakota del Sur.

Lawrence fue contratado como profesor asociado de física en la Universidad de California en 1928 y dos años más tarde se convirtió en profesor titular, convirtiéndose en el profesor más joven de la universidad. Robert Gordon Sproul, quien se convirtió en presidente de la universidad el día después de que Lawrence se convirtiera en profesor, era miembro del Bohemian Club y patrocinó la membresía de Lawrence en 1932. A través de este club, Lawrence conoció a William Henry Crocker, Edwin Pauley y John Francis Neylan. Eran hombres influyentes que lo ayudaron a obtener dinero para sus investigaciones sobre partículas nucleares energéticas. Había una gran esperanza de que los usos médicos provinieran del desarrollo de la física de partículas, y esto condujo a gran parte de la financiación inicial para los avances que Lawrence pudo obtener.

Mientras estaba en Yale, Lawrence conoció a Mary Kimberly (Molly) Blumer, la mayor de las cuatro hijas de George Blumer, el decano de la Escuela de Medicina de Yale. Se conocieron por primera vez en 1926 y se comprometieron en 1931, y se casaron el 14 de mayo de 1932 en Trinity Church on the Green en New Haven, Connecticut. Tuvieron seis hijos: Eric, Margaret, Mary, Robert, Barbara y Susan. Lawrence nombró a su hijo Robert en honor al físico teórico Robert Oppenheimer, su amigo más cercano en Berkeley. En 1941, la hermana de Molly, Elsie, se casó con Edwin McMillan, quien ganaría el Premio Nobel de Química en 1951.

Desarrollo del ciclotrón

Invención

El invento que llevó a Lawrence a la fama internacional comenzó como un boceto en un trozo de servilleta de papel. Mientras estaba sentado en la biblioteca una noche de 1929, Lawrence echó un vistazo a un artículo de revista de Rolf Widerøe y quedó intrigado por uno de los diagramas. Este representaba un dispositivo que producía partículas de alta energía por medio de una sucesión de pequeños "empujes". El dispositivo representado se colocó en línea recta utilizando electrodos cada vez más largos. En ese momento, los físicos estaban comenzando a explorar el núcleo atómico. En 1919, el físico neozelandés Ernest Rutherford disparó partículas alfa en nitrógeno y logró eliminar protones de algunos de los núcleos. Pero los núcleos tienen una carga positiva que repele a otros núcleos cargados positivamente, y están estrechamente unidos por una fuerza que los físicos recién comenzaban a comprender. Para romperlos, para desintegrarlos, se requerirían energías mucho más altas, del orden de millones de voltios.

Diagrama de operación de ciclotrón de la patente de Lawrence de 1934

Lawrence vio que tal acelerador de partículas pronto sería demasiado largo y difícil de manejar para su laboratorio universitario. Al reflexionar sobre una forma de hacer que el acelerador fuera más compacto, Lawrence decidió colocar una cámara de aceleración circular entre los polos de un electroimán. El campo magnético mantendría los protones cargados en una trayectoria en espiral mientras eran acelerados entre dos electrodos semicirculares conectados a un potencial alterno. Después de unas cien vueltas, los protones impactarían en el objetivo como un haz de partículas de alta energía. Lawrence les dijo emocionado a sus colegas que había descubierto un método para obtener partículas de muy alta energía sin el uso de alto voltaje. Trabajó inicialmente con Niels Edlefsen. Su primer ciclotrón estaba hecho de latón, alambre y lacre y tenía solo cuatro pulgadas (10 cm) de diámetro; se podía sostener con una mano y probablemente costaba un total de $ 25.

Lo que Lawrence necesitaba para desarrollar la idea eran estudiantes graduados capaces de hacer el trabajo. Edlefsen se fue para ocupar una cátedra asistente en septiembre de 1930, y Lawrence lo reemplazó con David H. Sloan y M. Stanley Livingston, a quienes puso a trabajar en el desarrollo del acelerador de Widerøe y el ciclotrón de Edlefsen, respectivamente. Ambos tenían su propio apoyo financiero. Ambos diseños resultaron prácticos y, en mayo de 1931, el acelerador lineal de Sloan pudo acelerar iones a 1 MeV. Livingston tuvo un desafío técnico mayor, pero cuando aplicó 1800 V a su ciclotrón de 11 pulgadas el 2 de enero de 1931, obtuvo protones de 80 000 electronvoltios girando. Una semana después tenía 1,22 MeV con 3.000 V, más que suficiente para su tesis doctoral sobre su construcción.

Desarrollo

Reunión en Berkeley en 1940 sobre el ciclotrón previsto de 184 pulgadas (4,67 m)visto en la pizarraLawrence, Arthur Compton, Vannevar Bush, James B. Conant, Karl T. Compton, y Alfred Lee Loomis

En lo que se convertiría en un patrón recurrente, tan pronto como hubo la primera señal de éxito, Lawrence comenzó a planificar una máquina nueva y más grande. Lawrence y Livingston diseñaron un ciclotrón de 69 cm (27 pulgadas) a principios de 1932. El imán del ciclotrón de 11 pulgadas de $800 pesaba 2 toneladas, pero Lawrence encontró un enorme imán de 80 toneladas oxidándose en un depósito de chatarra en Palo Alto. para el de 27 pulgadas que se había construido originalmente durante la Primera Guerra Mundial para alimentar un enlace de radio transatlántico. En el ciclotrón disponía de un poderoso instrumento científico, pero esto no se tradujo en descubrimiento científico. En abril de 1932, John Cockcroft y Ernest Walton del Laboratorio Cavendish de Inglaterra anunciaron que habían bombardeado litio con protones y habían logrado transmutarlo en helio. La energía requerida resultó ser bastante baja, dentro de la capacidad del ciclotrón de 11 pulgadas. Al enterarse, Lawrence envió un telegrama a Berkeley y solicitó que se verificaran los resultados de Cockcroft y Walton. El equipo tardó hasta septiembre en hacerlo, principalmente debido a la falta de un aparato de detección adecuado.

Aunque el Laboratorio de Radiación de Lawrence seguía sin realizar descubrimientos importantes, principalmente debido a su enfoque en el desarrollo del ciclotrón en lugar de su uso científico, a través de sus máquinas cada vez más grandes, Lawrence pudo proporcionar el equipo crucial necesario para los experimentos. en física de altas energías. Alrededor de este dispositivo, construyó lo que se convirtió en el laboratorio más importante del mundo para el nuevo campo de investigación de la física nuclear en la década de 1930. Recibió una patente para el ciclotrón en 1934, que asignó a Research Corporation, una fundación privada que financió gran parte del trabajo inicial de Lawrence.

En febrero de 1936, el presidente de la Universidad de Harvard, James B. Conant, hizo ofertas atractivas a Lawrence y Oppenheimer. El presidente de la Universidad de California, Robert Gordon Sproul, respondió mejorando las condiciones. El Laboratorio de Radiación se convirtió en un departamento oficial de la Universidad de California el 1 de julio de 1936, con Lawrence formalmente nombrado su director, con un subdirector de tiempo completo, y la Universidad acordó poner a disposición $20,000 al año para sus actividades de investigación. Lawrence empleó un modelo de negocios simple: 'Su laboratorio se integró con estudiantes graduados y profesores jóvenes del departamento de física, con nuevos doctores dispuestos a trabajar por cualquier cosa, y con becarios e invitados adinerados capaces de servir por nada. "

Recepción

Usando el nuevo ciclotrón de 27 pulgadas, el equipo de Berkeley descubrió que cada elemento que bombardearon con deuterio recientemente descubierto emitía energía, y en el mismo rango. Por lo tanto, postularon la existencia de una partícula nueva y hasta entonces desconocida que era una posible fuente de energía ilimitada. William Laurence de The New York Times describió a Lawrence como "un nuevo hacedor de milagros de la ciencia". Por invitación de Cockcroft, Lawrence asistió a la Conferencia Solvay de 1933 en Bélgica. Esta fue una reunión regular de los mejores físicos del mundo. Casi todos eran de Europa, pero de vez en cuando se invitaba a asistir a algún destacado científico estadounidense como Robert A. Millikan o Arthur Compton. Se le pidió a Lawrence que hiciera una presentación sobre el ciclotrón. Las afirmaciones de Lawrence de energía ilimitada encontraron una recepción muy diferente en Solvay. Se topó con el escepticismo fulminante del James Chadwick del Laboratorio Cavendish, el físico que había descubierto el neutrón en 1932, por el que recibió el Premio Nobel en 1935. Con un acento británico que sonaba condescendiente con el de Lawrence. oídos, Chadwick sugirió que lo que el equipo de Lawrence estaba observando era la contaminación de su aparato.

El ciclotrón de 60 pulgadas (1,52 m) poco después de su terminación en 1939. Las figuras clave en su desarrollo y uso se muestran, de pie, de izquierda a derecha: D. Cooksey, D. Corson, Lawrence, R. Thornton, J, Backus, W.S. Sainsbury. En el fondo están Luis Walter Álvarez y Edwin McMillan.

Cuando regresó a Berkeley, Lawrence movilizó a su equipo para revisar minuciosamente los resultados a fin de reunir pruebas suficientes para convencer a Chadwick. Mientras tanto, en el laboratorio de Cavendish, Rutherford y Mark Oliphant descubrieron que el deuterio se fusiona para formar helio-3, lo que provoca el efecto que habían observado los ciclotrones. Chadwick no solo tenía razón en que habían estado observando la contaminación, sino que habían pasado por alto otro descubrimiento importante, el de la fusión nuclear. La respuesta de Lawrence fue seguir adelante con la creación de ciclotrones aún más grandes. El ciclotrón de 27 pulgadas fue reemplazado por un ciclotrón de 37 pulgadas en junio de 1937, que a su vez fue reemplazado por un ciclotrón de 60 pulgadas en mayo de 1939. Se utilizó para bombardear hierro y produjo sus primeros isótopos radiactivos en junio.

Como era más fácil recaudar fondos para fines médicos, en particular para el tratamiento del cáncer, que para la física nuclear, Lawrence alentó el uso del ciclotrón para la investigación médica. Trabajando con su hermano John e Israel Lyon Chaikoff del Departamento de Fisiología de la Universidad de California, Lawrence apoyó la investigación sobre el uso de isótopos radiactivos con fines terapéuticos. El fósforo-32 se producía fácilmente en el ciclotrón y John lo usó para curar a una mujer que padecía policitemia vera, una enfermedad de la sangre. John usó fósforo-32 creado en el ciclotrón de 37 pulgadas en 1938 en pruebas en ratones con leucemia. Descubrió que el fósforo radiactivo se concentraba en las células cancerosas de rápido crecimiento. Esto luego condujo a ensayos clínicos en pacientes humanos. Una evaluación de la terapia realizada en 1948 mostró que se producían remisiones en determinadas circunstancias. Lawrence también esperaba el uso médico de los neutrones. El primer paciente de cáncer recibió terapia de neutrones del ciclotrón de 60 pulgadas el 20 de noviembre. Chaikoff realizó ensayos sobre el uso de isótopos radiactivos como marcadores radiactivos para explorar el mecanismo de las reacciones bioquímicas.

Lawrence recibió el Premio Nobel de Física en noviembre de 1939 "por la invención y el desarrollo del ciclotrón y por los resultados obtenidos con él, especialmente con respecto a los elementos radiactivos artificiales". Fue el primero en Berkeley, así como el primer ciudadano de Dakota del Sur en convertirse en Premio Nobel, y el primero en recibir ese honor mientras estaba en una universidad financiada por el estado. La ceremonia de entrega del premio Nobel se llevó a cabo el 29 de febrero de 1940 en Berkeley, California, debido a la Segunda Guerra Mundial, en el auditorio Wheeler Hall del campus de la universidad. Lawrence recibió su medalla de manos de Carl E. Wallerstedt, cónsul general de Suecia en San Francisco. Robert W. Wood le escribió a Lawrence y señaló proféticamente: "Mientras sientas las bases para la cataclísmica explosión de uranio... estoy seguro de que el viejo Nobel lo aprobaría".

En marzo de 1940, Arthur Compton, Vannevar Bush, James B. Conant, Karl T. Compton y Alfred Lee Loomis viajaron a Berkeley para analizar la propuesta de Lawrence de un ciclotrón de 184 pulgadas con un imán de 4500 toneladas. se estimó que costó $ 2,65 millones. La Fundación Rockefeller aportó 1,15 millones de dólares para poner en marcha el proyecto.

La Segunda Guerra Mundial y el Proyecto Manhattan

Laboratorio de Radiaciones

Después del estallido de la Segunda Guerra Mundial en Europa, Lawrence se vio atraído por proyectos militares. Ayudó a reclutar personal para el Laboratorio de Radiación del MIT, donde físicos estadounidenses desarrollaron el magnetrón de cavidad inventado por el equipo de Oliphant en Gran Bretaña. El nombre del nuevo laboratorio se copió deliberadamente del laboratorio de Lawrence en Berkeley por razones de seguridad. También se involucró en la contratación de personal para laboratorios de sonido submarino para desarrollar técnicas para detectar submarinos alemanes. Mientras tanto, el trabajo continuó en Berkeley con ciclotrones. En diciembre de 1940, Glenn T. Seaborg y Emilio Segrè utilizaron el ciclotrón de 60 pulgadas (150 cm) para bombardear uranio-238 con deuterones produciendo un nuevo elemento, neptunio-238, que se descompuso por emisión beta para formar plutonio-238. Uno de sus isótopos, el plutonio-239, podría sufrir una fisión nuclear, lo que proporcionó otra forma de fabricar una bomba atómica.

Lawrence le ofreció a Segrè un trabajo como asistente de investigación, un puesto relativamente bajo para alguien que había descubierto un elemento, por 300 dólares al mes durante seis meses. Sin embargo, cuando Lawrence se enteró de que Segrè estaba legalmente atrapado en California, redujo aún más el salario de Segrè a 116 dólares al mes. Cuando los regentes de la Universidad de California quisieron rescindir el empleo de Segrè debido a su nacionalidad extranjera, Lawrence logró retener a Segrè contratándolo como profesor a tiempo parcial pagado por la Fundación Rockefeller. Se hicieron arreglos similares para retener a sus estudiantes de doctorado Chien-Shiung Wu (ciudadano chino) y Kenneth Ross MacKenzie (ciudadano canadiense) cuando se graduaran.

Esquema de separación de isótopos de uranio en un calutrón

En septiembre de 1941, Oliphant se reunió con Lawrence y Oppenheimer en Berkeley, donde le mostraron el sitio para el nuevo ciclotrón de 184 pulgadas (4,7 m). Oliphant, a su vez, criticó a los estadounidenses por no seguir las recomendaciones del Comité MAUD británico, que defendía un programa para desarrollar una bomba atómica. Lawrence ya había pensado en el problema de separar el isótopo fisionable uranio-235 del uranio-238, un proceso conocido hoy como enriquecimiento de uranio. La separación de los isótopos de uranio fue difícil porque los dos isótopos tienen propiedades químicas casi idénticas y solo podían separarse gradualmente utilizando sus pequeñas diferencias de masa. La separación de isótopos con un espectrómetro de masas fue una técnica que Oliphant había iniciado con el litio en 1934.

Lawrence comenzó a convertir su antiguo ciclotrón de 37 pulgadas en un espectrómetro de masas gigante. Por recomendación suya, el director del Proyecto Manhattan, el general de brigada Leslie R. Groves, Jr., nombró a Oppenheimer como jefe de su Laboratorio de Los Álamos en Nuevo México. Mientras que el Laboratorio de Radiación desarrollaba el proceso de enriquecimiento electromagnético de uranio, el Laboratorio de Los Álamos diseñaba y construía las bombas atómicas. Al igual que el Laboratorio de Radiación, estaba a cargo de la Universidad de California.

La separación electromagnética de isótopos utilizó dispositivos conocidos como calutrones, un híbrido de dos instrumentos de laboratorio, el espectrómetro de masas y el ciclotrón. El nombre se derivó de "Ciclotrones de la Universidad de California". En noviembre de 1943, el equipo de Lawrence en Berkeley fue reforzado por 29 científicos británicos, incluido Oliphant.

En el proceso electromagnético, un campo magnético desvía partículas cargadas según su masa. El proceso no fue ni científicamente elegante ni industrialmente eficiente. En comparación con una planta de difusión gaseosa o un reactor nuclear, una planta de separación electromagnética consumiría más materiales escasos, requeriría más mano de obra para operar y costaría más construirla. No obstante, el proceso fue aprobado porque estaba basado en tecnología probada y por lo tanto representaba menos riesgo. Además, podría construirse por etapas y alcanzaría rápidamente la capacidad industrial.

Cresta del Roble

La responsabilidad del diseño y la construcción de la planta de separación electromagnética en Oak Ridge, Tennessee, que pasó a llamarse Y-12, fue asignada a Stone & Webster. Los calutrones, con 14.700 toneladas de plata, fueron fabricados por Allis-Chalmers en Milwaukee y enviados a Oak Ridge. El diseño requería cinco unidades de procesamiento de primera etapa, conocidas como pistas de carreras Alpha, y dos unidades para el procesamiento final, conocidas como pistas de carreras Beta. En septiembre de 1943, Groves autorizó la construcción de cuatro pistas de carreras más, conocidas como Alpha II. Cuando la planta se puso en marcha para las pruebas según lo programado en octubre de 1943, los tanques de vacío de 14 toneladas se desalinearon debido a la potencia de los imanes y tuvieron que sujetarse de forma más segura. Surgió un problema más serio cuando las bobinas magnéticas comenzaron a hacer cortocircuito. En diciembre, Groves ordenó que se abriera un imán y se encontraron puñados de óxido en el interior. Luego, Groves ordenó que se derribaran las pistas de carreras y que se enviaran los imanes a la fábrica para que los limpiaran. Se instaló una planta de decapado en el sitio para limpiar las tuberías y accesorios.

Electromagnet gigante Alfa Corro por enriquecimiento de uranio en planta Y-12, Oak Ridge, Tennessee, alrededor de 1944–45. Los calutrones Lawrence desarrollados se encuentran alrededor del anillo.

Tennessee Eastman fue contratado para administrar Y-12. Y-12 inicialmente enriqueció el contenido de uranio-235 entre 13% y 15%, y envió los primeros cientos de gramos de esto al laboratorio de Los Álamos en marzo de 1944. Solo 1 parte en 5825 de la alimentación de uranio surgió como producto final. El resto se salpicó sobre el equipo en el proceso. Los arduos esfuerzos de recuperación ayudaron a aumentar la producción al 10 % de la alimentación de uranio-235 en enero de 1945. En febrero, los hipódromos Alpha comenzaron a recibir alimentación ligeramente enriquecida (1,4 %) de la nueva planta de difusión térmica S-50. El mes siguiente recibió alimentación mejorada (5%) de la planta de difusión gaseosa K-25. En abril de 1945, el K-25 estaba produciendo uranio lo suficientemente enriquecido para alimentar directamente las pistas Beta.

El 16 de julio de 1945, Lawrence observó la prueba nuclear Trinity de la primera bomba atómica con Chadwick y Charles A. Thomas. Pocos estaban más entusiasmados con su éxito que Lawrence. La cuestión de cómo usar el arma ahora funcional en Japón se convirtió en un problema para los científicos. Si bien Oppenheimer no favoreció ninguna demostración del poder de la nueva arma a los líderes japoneses, Lawrence sintió firmemente que una demostración sería prudente. Cuando se usó una bomba de uranio sin previo aviso en el bombardeo atómico de Hiroshima, Lawrence se sintió muy orgulloso de su logro.

Lawrence esperaba que el Proyecto Manhattan desarrollara calutrones mejorados y construyera pistas de carreras Alpha III, pero se consideró antieconómico. Las pistas Alpha se cerraron en septiembre de 1945. Aunque funcionaron mejor que nunca, no pudieron competir con el K-25 y el nuevo K-27, que comenzó a funcionar en enero de 1946. En diciembre, se cerró la planta Y-12, por lo que reducir la nómina de Tennessee Eastman de 8600 a 1500 y ahorrar $2 millones al mes. El personal del laboratorio de radiación se redujo de 1.086 en mayo de 1945 a 424 a finales de año.

Carrera de posguerra

Gran ciencia

Después de la guerra, Lawrence hizo una intensa campaña para obtener el patrocinio gubernamental de grandes programas científicos. Fue un firme defensor de la Gran Ciencia con sus requisitos de grandes máquinas y mucho dinero, y en 1946 solicitó al Proyecto Manhattan más de $2 millones para la investigación en el Laboratorio de Radiación. Groves aprobó el dinero, pero eliminó una serie de programas, incluida la propuesta de Seaborg de un programa "hot" laboratorio de radiación en la densamente poblada Berkeley, y John Lawrence's para la producción de isótopos médicos, porque ahora esta necesidad podría satisfacerse mejor con reactores nucleares. Un obstáculo fue la Universidad de California, que estaba ansiosa por despojarse de sus obligaciones militares durante la guerra. Lawrence y Groves lograron persuadir a Sproul para que aceptara una extensión de contrato. En 1946, el Proyecto Manhattan gastó $7 en física en la Universidad de California por cada dólar gastado por la Universidad.

El ciclotrón de 184 pulgadas se completó con dólares de guerra del Proyecto Manhattan. Incorporó nuevas ideas de Ed McMillan y se completó como un sincrociclotrón. Comenzó a operar el 13 de noviembre de 1946. Por primera vez desde 1935, Lawrence participó activamente en los experimentos, trabajando con Eugene Gardner en un intento fallido de crear mesones pi recientemente descubiertos con el sincrotrón. César Lattes luego usó el aparato que habían creado para encontrar mesones pi negativos en 1948.

La responsabilidad de los laboratorios nacionales pasó a la recién creada Comisión de Energía Atómica (AEC) el 1 de enero de 1947. Ese año, Lawrence pidió $15 millones para sus proyectos, que incluían un nuevo acelerador lineal y un nuevo sincrotrón de gigaelectronvoltios que se convirtió en conocido como el bevatrón. El contrato de la Universidad de California para administrar el laboratorio de Los Álamos vencía el 1 de julio de 1948 y algunos miembros de la junta querían despojar a la universidad de la responsabilidad de administrar un sitio fuera de California. Después de algunas negociaciones, la universidad acordó extender el contrato de lo que ahora era el Laboratorio Nacional de Los Alamos por cuatro años más y nombrar a Norris Bradbury, quien había reemplazado a Oppenheimer como su director en octubre de 1945, como profesor. Poco después, Lawrence recibió todos los fondos que había solicitado.

Lawrence (derecha) con Robert Oppenheimer en el ciclotron de 184 pulgadas

A pesar del hecho de que votó por Franklin Roosevelt, Lawrence era un republicano que había desaprobado enérgicamente los esfuerzos de Oppenheimer antes de la guerra para sindicalizar a los trabajadores del Laboratorio de Radiación, que Lawrence consideraba 'actividades errantes'.;. Lawrence consideraba que la actividad política era una pérdida de tiempo mejor invertida en la investigación científica y prefería que se mantuviera fuera del Laboratorio de Radiación. En el frío clima de la Guerra Fría de la Universidad de California de la posguerra, Lawrence aceptó las acciones del Comité de Actividades Antiamericanas de la Cámara como legítimas y no las vio como indicativas de un problema sistémico relacionado con la libertad académica o los derechos humanos. Era protector con las personas en su laboratorio, pero aún más protector con la reputación del laboratorio. Se vio obligado a defender a miembros del personal del Laboratorio de Radiación como Robert Serber, que fueron investigados por la Junta de Seguridad del Personal de la Universidad. En varios casos, emitió referencias de carácter en apoyo del personal. Sin embargo, Lawrence excluyó al hermano de Robert Oppenheimer, Frank, del Laboratorio de Radiación, dañando su relación con Robert. Una enconada campaña de juramento de lealtad en la Universidad de California también ahuyentó a los profesores. Cuando se llevaron a cabo audiencias para revocar la autorización de seguridad de Robert Oppenheimer, Lawrence se negó a asistir debido a una enfermedad, pero en su ausencia se presentó una transcripción en la que criticaba a Oppenheimer. El éxito de Lawrence en la construcción de un laboratorio creativo y colaborativo se vio socavado por el resentimiento y la desconfianza resultantes de las tensiones políticas.

Armas termonucleares

Lawrence estaba alarmado por la primera prueba nuclear de la Unión Soviética en agosto de 1949. La respuesta adecuada, concluyó, era un esfuerzo total para construir un arma nuclear más grande: la bomba de hidrógeno. Propuso usar aceleradores en lugar de reactores nucleares para producir los neutrones necesarios para crear el tritio que requería la bomba, así como el plutonio, que era más difícil, ya que se requerirían energías mucho más altas. Primero propuso la construcción de Mark I, un prototipo de acelerador lineal de 25 MeV de $ 7 millones, cuyo nombre en código es Acelerador de prueba de materiales (MTA). Pronto estuvo hablando de un nuevo MTA, aún más grande, conocido como Mark II, que podría producir tritio o plutonio a partir de uranio-238 empobrecido. Serber y Segrè intentaron en vano explicar los problemas técnicos que lo hicieron poco práctico, pero Lawrence sintió que estaban siendo antipatrióticos.

Lawrence apoyó firmemente la campaña de Edward Teller para un segundo laboratorio de armas nucleares, que Lawrence propuso ubicar con el MTA Mark I en Livermore, California. Lawrence y Teller tuvieron que argumentar su caso no solo con la Comisión de Energía Atómica, que no lo quería, y el Laboratorio Nacional de Los Álamos, que se opuso implacablemente, sino también con los defensores que sintieron que Chicago era el sitio más obvio para ello. El nuevo laboratorio en Livermore finalmente se aprobó el 17 de julio de 1952, pero se canceló el Mark II MTA. En ese momento, la Comisión de Energía Atómica había gastado $ 45 millones en el Mark I, que había comenzado a funcionar, pero se utilizó principalmente para producir polonio para el programa de armas nucleares. Mientras tanto, el Cosmotron del Laboratorio Nacional de Brookhaven había generado un haz de 1 GeV.

Muerte y legado

Además del Premio Nobel, Lawrence recibió la Medalla Elliott Cresson y la Medalla Hughes en 1937, el Premio Comstock de Física en 1938, la Medalla y el Premio Duddell en 1940, la Medalla Holley en 1942, la Medalla al Mérito en 1946, el Premio William Procter en 1951, la Medalla Faraday en 1952 y el Premio Enrico Fermi de la Comisión de Energía Atómica en 1957. Fue nombrado Oficial de la Legión de Honor en 1948 y fue el primer receptor del Premio Sylvanus Thayer de la Academia Militar de Estados Unidos en 1958.

En julio de 1958, el presidente Dwight D. Eisenhower le pidió a Lawrence que viajara a Ginebra, Suiza, para ayudar a negociar una propuesta de Tratado de Prohibición Parcial de Pruebas Nucleares con la Unión Soviética. El presidente de AEC, Lewis Strauss, había presionado para la inclusión de Lawrence. Los dos hombres habían defendido el caso del desarrollo de la bomba de hidrógeno, y Strauss había ayudado a recaudar fondos para el ciclotrón de Lawrence en 1939. Strauss estaba ansioso por tener a Lawrence como parte de la delegación de Ginebra porque se sabía que Lawrence prefería continuar prueba nuclear. A pesar de sufrir un brote grave de su colitis ulcerosa crónica, Lawrence decidió ir, pero se enfermó mientras estaba en Ginebra y lo llevaron de urgencia al hospital de la Universidad de Stanford. Los cirujanos extirparon gran parte de su intestino grueso, pero encontraron otros problemas, incluida una aterosclerosis severa en una de sus arterias. Murió en el Hospital de Palo Alto el 27 de agosto de 1958, diecinueve días después de cumplir 57 años. Molly no quería un funeral público, pero accedió a un servicio conmemorativo en la Primera Iglesia Congregacionalista en Berkeley. El presidente de la Universidad de California, Clark Kerr, pronunció el elogio.

Apenas 23 días después de su muerte, los Regentes de la Universidad de California votaron para cambiar el nombre de dos de los sitios de investigación nuclear de la universidad en honor a Lawrence: el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. El premio Ernest Orlando Lawrence se estableció en su memoria en 1959. El elemento químico número 103, descubierto en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en 1961, recibió su nombre de lawrencio. En 1968, se estableció en su honor el centro público de educación científica Lawrence Hall of Science. Sus artículos se encuentran en la Biblioteca Bancroft de la Universidad de California en Berkeley.

En la década de 1980, la viuda de Lawrence solicitó en varias ocasiones a la Junta de Regentes de la Universidad de California que eliminara el nombre de su esposo del Laboratorio Livermore, debido a su enfoque en las armas nucleares que Lawrence ayudó a construir, pero fue negado cada vez. Sobrevivió a su esposo por más de 44 años y murió en Walnut Creek, California, a la edad de 92 años el 6 de enero de 2003.

George B. Kauffman escribió que:

Antes de él, "pequeña ciencia" se llevó a cabo en gran medida por individuos solitarios que trabajaban con medios modestos a pequeña escala. Después de él, masivos industriales, y especialmente gubernamentales, los gastos de mano de obra y financiación monetaria hicieron "gran ciencia", llevados a cabo por equipos de investigación a gran escala, un segmento importante de la economía nacional.