Luis Walter Alvarez () a fost un fizician experimentalist, inventator și profesor universitar american laureat al Premiului Nobel pentru Fizică în 1968.
Biografie a comentat: „Luis Alvarez a fost unul dintre cei mai străluciți și mai prolifici fizicieni experimentaliști ai secolului al XX-lea.” După ce și-a luat doctoratul la Universitatea din Chicago în 1936, Alvarez a mers să lucreze pentru Ernest Lawrence la Laboratorul de Radiații al Universității Californiei din Berkeley din California. Alvarez a gândit un set de experimente de observare a în nuclee radioactive, prezisă de teoria dezintegrării beta dar niciodată observată. El a produs tritiu folosind ciclotronul și i-a măsurat durata de viață. În colaborare cu Felix Bloch, a măsurat .
În 1940, Alvarez s-a angajat la , unde a contribuit la mai multe proiecte de radar din al Doilea Război Mondial, de la primele îmbunătățiri aduse reperelor radar de , astăzi denumite , până la un sistem denumit VIXEN, pentru împiedicarea submarinelor inamice de a-și da seama că au fost reperate de noile radare aeriene cu microunde. Submarinele inamice trebuia să aștepte până când semnalul radar devenea puternic și apoi să se scufunde, evitdând atacul. Dar VIXEN transmitea un semnal radar a cărui putere era cubul distanței față de submarin, așa încât pe măsură ce sursa se apropia de acesta, semnalul — măsurat de submarin — slăbea progresiv, iar submarinul presupunea că avionul se îndepărtează și deci nu se scufunda.Fractals, Chaos and Power Laws, Manfred Schroeder, Dover, 1991, p.33. Sistemul radar pentru care este cel mai bine cunoscut Alvarez și care a jucat un rol important în aviație, mai ales după război în timpul podului aerian al Berlinului, a fost (GCA). Alvarez a lucrat timp de câteva luni la Universitatea din Chicago la reactorii nucleari (în grupul lui Enrico Fermi) înainte de a veni la Los Alamos pentru a lucra cu Robert Oppenheimer la proiectul Manhattan. Alvarez a lucrat la designul , și la dezvoltarea . Ca membru al , a observat testul nuclear Trinity dintr-un B-29 Superfortress, și apoi și bombardamentul de la Hiroshima de pe bombardierul B-29 .
După război, Alvarez a fost implicat în proiectarea unei camere cu bule cu hidrogen lichid care i-a permis echipei sale să realizeze milioane de fotografii ale interacțiunilor între particule, să dezvolte sisteme computerizate complexe de măsurare și analiză a acestor interacțiuni, și să descopere întregi familii de noi particule și . Ca urmare, i s-a decernat Premiul Nobel în 1968. A fost implicat într-un proiect de radiografiere a piramidelor egiptene în căutarea de încăperi necunoscute. Împreună cu fiul său, geologul , a dezvoltat conform căreia evenimentul de extincție care a dus la dispariția dinozaurilor este rezultatul impactului unui asteroid.
Alvarez a fost membru al , al Bohemian Club, și al Partidului Republican.
Tinerețea Luis Walter Alvarez s-a născut la San Francisco la 13 iunie 1911, fiind al doilea copil și primul băiat al medicului și al soției acestuia, Harriet, născută Smyth, și nepot al lui , medic care a trăit o vreme în Spania, apoi în Cuba, și în cele din urmă în Statele Unite, și care a pus la punct o metodă mai bună de diagnosticare a leprei maculare. El a avut o soră mai mare, Gladys, un frate mai mic, Bob, și o soră mai mică, Bernice. Mătușa lui, , era o artistă californiană specialistă în pictură în ulei.
A învățat la Școala Madison din San Francisco între 1918 și 1924, și apoi la . În 1926, tatăl său a devenit cercetător la , iar familia s-a mutat la Rochester, Minnesota, unde Alvarez a învățat la Liceul Rochester. Întotdeauna s-a așteptat să învețe la Universitatea Californiei, dar la sugestia profesorilor săi de la Rochester, a mers la Universitatea din Chicago, de unde a absolvit studiile de licență în 1932, cele de master în 1934, și doctoratul în 1936. În timpul studiilor de licență, a fost membru al . La studiile postuniversitare, a trecut la .
În 1932, ca la Chicago, a descoperit fizica și a avut oportunitatea rară de a utiliza echipamentul legendarului fizician Albert Abraham Michelson. Alvarez a construit și un aparat din tuburi de contor Geiger aranjate ca un , și sub îndrumarea consilierului său didactic Arthur Compton, a efectuat la Ciudad de México un experiment de măsuare a așa-numitului efect est-vest al radiațiilor cosmice. Observând mai multe radiații venind dinspre vest, Alvarez a concluzionat că razele cosmice primare sunt încărcate pozitiv. Compton a trimis articolul rezultat pentru publicare revistei Physical Review, cu numele lui Alvarez listat primul.
Începutul carierei thumb|right|upright|Laureatul Premiului Nobel, Arthur Compton, stânga, cu tânărul student postuniversitar Luis Alvarez la Universitatea din Chicago în 1933 Gladys, sora lui Alvarez, lucra pentru Ernest Lawrence ca secretară , și i-a spus acestuia despre fratele ei. Lawrence l-a invitat apoi pe Alvarez la un tur al expoziției Century of Progress din Chicago. După ce și-a finalizate în 1936, acum logodit cu Geraldine Smithwick, Alvarez a rugat-o pe sora lui să afle dacă Lawrence are vreun post disponibil la Laboratorul de Radiații. În scurt timp, a primit de la Gladys o telegramă cu o ofertă de serviciu din partea lui Lawrence. Așa a început o îndelungată asociere cu Universitatea Californiei din Berkeley. Alvarez și Smithwick s-au căsătorit într-una din capelele Universității din Chicago și apoi au plecat în California. Ei au avut doi copii, și Jean. Au divorțat în 1957. La 28 decembrie 1958, Alvarez s-a căsătorit cu Janet L. Landis, cu care a mai avut doi copii, Donald și Helen.
La Laboratorul de Radiații a lucrat cu echipa de experimente a lui Lawrence, susținută de un grup de fizicieni teoreticieni în frunte cu Robert Oppenheimer. Alvarez a pus la punct niște experimente pentru observarea în nuclee radioactive, prezisă de teoria dezintegrării beta dar niciodată observată. Folosind magneți pentru a da la o parte pozitronii și electronii care emană din sursele radioactive, el a pus la punct un contor Geiger special care să detecteze numai radiațiile X „soft” provenite din captura de electroni. El și-a publicat rezultatele în Physical Review din 1937.Alvarez, Luis W., (16 august 1983). "Television viewer." U.S. Patent No. 4,399,455. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
Când deuteriul (hidrogen-2) este bombardat cu deuteriu, reacția de fuziune produce fie tritiu (hidrogen-3) plus un proton, fie heliu-3 plus un neutron (). Aceasta este una dintre cele mai simple reacții de fuziune, și un fundament al armei termonucleare și al cercetărilor actuale în domeniul . La data aceea, stabilitatea acestor doi produși de reacție nu era cunoscută, dar după teoriile existente, Hans Bethe credea că tritiul va fi stabil, iar heliul-3 instabil. Alvarez a demonstrat inversul, folosind cunoștințele sale despre detaliile operării ciclotronului de 60 de țoli. El a reglat mașina pentru a accelera nuclee dublu ionizate de heliu-3 și a reușit să obțină un flux de ioni accelerați, folosind astfel ciclotron ca un fel de super spectrometru de masă. Întrucât heliul accelerat provenea din adânci, unde stătuse milioane de ani, componenta heliu-3 trebuia să fie stabilă. Ulterior, Alvarez a produs tritiu radioactiv folosind ciclotronul și reacția și i-a măsurat durata de viață.Alvarez, Luis W., and Schwemin, Arnold J. (7 October, 1986). "Optically stabilized camera lens system." U.S. Patent No. 4,615,590. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
În 1938, din nou folosindu-și cunoștințele despre ciclotron și inventând tehnicile care astăzi sunt numite „de tip ”, Alvarez a creat o rază mono-energetică de . Cu aceasta, a început o serie lungă de experimente, colaborând cu Felix Bloch, pentru a măsura . Rezultatul obținut, , publicat în 1940, a reprezentat un mare pas înainte față de cunoștințele anterioare.
Al Doilea Război Mondial
Radiation Laboratory în Statele Unite din 1940 a demonstrat oamenilor de știință americani aplicarea cu succes a pentru a produce un radar pulsant cu lungime de undă scurtă. , înființată cu doar câteva luni înainte de președintele Franklin Roosevelt, a creat un laborator național central la Massachusetts Institute of Technology (MIT) pentru a dezvolta aplicații militare ale radarului cu microunde. Lawrence i-a recrutat imediat pe cei mai buni „ciclotroniști” ai lui, între care și Alvarez, care s-au alăturat acestui nou laborator, denumit , la 11 noiembrie 1940. Alvarez a contribuit la mai multe proiecte radar, de la primele îmbunătățiri aduse reperelor radar (IFF), astăzi denumite , la un sistem denumit VIXEN, pentru împiedicarea submarinelor inamice să afle că au fost reperate de noile radare aeriene cu microunde.
Unul dintre primele proiecte a fost construirea de echipament pentru trecerea de la radarele britanice cu lungime de undă mare la noul radar cu microunde în banda de ordinul centimetrilor făcută posibilă de . Lucrând la sistemul (MEW), Alvarez a inventat un tablou de antene cu dipoli liniari care nu numai că atenua nedoriți ai câmpului de radiații, ci putea fi și scanată electronic fără a fi nevoie de o scanare mecanică. Aceasta a fost prima antenă-tablou cu fază în microunde, iar Alvarez a utilizat-o nu numai în MEW ci și în alte două sisteme radar. Antena permitea radarului pentru Eagle să susțină bombardamentele de precizie pe vreme rea sau prin plafonul de nori. El a fost definitivat spre sfârșitul războiului; deși mai multe B-29 au fost echipate cu Eagle și a funcționat bine, el nu a apucat să își lase o amprentă prea mare. miniatura|Decernarea din partea președintelui Harry Truman, Casa Albă, 1946 Sistemul radar pentru care este cel mai bine cunoscut Alvarez și care a jucat un rol important în aviație, mai ales în podul aerian al Berlinului, a fost (GCA). Folosind antena cu dipoli a lui Alvarez pentru a obține o rezoluție unghiulară foarte mare, GCA permite operatorilor de radare de la sol să observe pe afișajele speciale de precizie și să îndrume un avion care aterizează pe pistă transmițând comenzi verbale pilotului. Sistemul a fost simplu, direct, și a funcționat bine, chiar și cu piloți fără pregătire specială. A avut atâta succes încât armata a continuat să îl utilizeze mulți ani după război, și era încă utilizat în unele țări în anii 1980. Alvarez a primit din partea în 1945 „pentru evidenta și remarcabila inițiativă în conceperea și dezvoltarea sistemului Ground Control Approach pentru aterizarea sigură a aeronavelor în orice condiții meteorologice și de trafic”.
Alvarez a petrecut vara lui 1943 în Anglia, testând GCA, asistând la aterizare avioanele ce reveneau din luptă pe vreme rea, și învățându-i pe britanici și cum să folosească sistemul. Acolo, l-a întâlnit pe tânărul Arthur C. Clarke, care era tehnician radar la RAF. Clarke a utilizat ulterior experiența dobândită la stația de cercetare radar ca bază pentru romanul Glide Path, care conține un personaj care se identifică destul de evident cu Alvarez. Clarke și Alvarez au rămas mult timp prieteni.
Proiectul Manhattan În toamna lui 1943, Alvarez a revenit în Statele Unite cu o ofertă din partea lui Robert Oppenheimer pentru a veni să lucreze la Los Alamos în Proiectul Manhattan. Dar Oppenheimer i-a sugerat ca mai întâi să stea câteva luni la Universitatea din Chicago să lucreze cu Enrico Fermi înainte de a veni la Los Alamos. În aceste luni, generalul Leslie Groves l-a rugat pe Alvarez să se gândească cum ar putea SUA să afle dacă germanii operează vreun reactor nuclear și, dacă da, unde. Alvarez a propus ca un avion să transporte un sistem care să detecteze gazele radioactive produse de un reactor, în particular xenonul 133. Echipamentul a zburat deasupra Germaniei, dar nu a detectat xenon radioactiv deoarece germanii nu construiseră niciun reactor capabil de reacții în lanț. A fost prima idee de monitorizare a produselor de fisiune în scop de . Ea avea să devină extrem de importantă după război.