Ernest Orlando Lawrence foi un químicu nuclear d'Estaos Xuníos conocíu sobre manera pola invención, usu y meyora del ciclotrón, y pol so trabayu posterior na separación isotópica del uraniu mientres el Proyeutu Manhattan. Fundó'l Llaboratoriu Nacional Lawrence Berkeley y el Llaboratoriu Nacional Lawrence Livermore. En 1939, concedióse-y el Premiu Nobel de Física poles sos investigaciones.
Graduáu de la Universidá de Dakota del Sur y de la Universidá de Minnesota, llogró un doctoráu en física na Universidá Yale en 1925. En 1928, foi contratáu como profesor acomuñáu de física na Universidá de California, convirtiéndose nel docente a tiempu completu más nuevu mientres los siguientes dos años. Una tarde na so biblioteca, taba intrigado pol diagrama d'un acelerador que producía partícules d'alta enerxía. Contempló cómo podría faelo más compactu y tuvo la idea de construyir una cámara d'aceleración circular ente los polos d'un electroimán. El resultáu foi'l primer ciclotrón.
Nos siguientes años, construyó una serie de ciclotrones cada vegada más grandes y costosos. El so Llaboratoriu de Radiación (Radiation Laboratory) convertir en departamentu d'investigaciones de la Universidá de California en 1936, con Lawrence como'l so direutor. Amás del usu del ciclotrón na física, tamién sofitó'l so usu na investigación sobre los usos médicos de los radioisótopos. Mientres la Segunda Guerra Mundial, desenvolvió la separación isotópica electromagnética nel Llaboratoriu de Radiación. Utilizó dispositivos conocíos como calutrones, un híbridu ente un espectrómetru de mases estándar y el ciclotrón. Planió la construcción d'una enorme planta de separación electromagnética n'Oak Ridge, que aportó a conocida como «Y-12». El procesu de separación isotópica electromagnética yera ineficiente, pero funcionó.
Dempués de la guerra, participó na campaña pol patrociniu gubernamental d'importantes programes científicos, y foi defensor de la «gran ciencia» (Big Science), que requier maquinaria de mayor tamañu y una inversión cuantiosa. Sofitó firmemente la campaña d'Edward Teller pa un segundu llaboratoriu d'armes nucleares, que Lawrence emplazó en Livermore. Dempués de la so muerte, los Rexentes de la Universidá de California renombraron el Llaboratoriu de Radiación de la Universidá de California en Livermore y el Llaboratoriu de Radiación de la Universidá de California en Berkeley y como «Llaboratoriu Nacional Lawrence Livermore» y «Llaboratoriu Nacional Lawrence Berkeley», respeutivamente, como homenaxe al científicu. L'elementu químicu númberu 103 recibe'l nome de lawrencio nel so honor.
Primeros años Nació en Canton (Dakota del Sur), el 8 d'agostu de 1901. Los sos padres, Carl Gustavus y Gunda (de soltera, Jacobson) Lawrence, yeren descendientes d'inmigrantes noruegos; dambos conociéronse mientres practicaben la enseñanza nuna escuela secundaria de Canton, onde Carl fungía como superintendente escolar. Tuvo un hermanu menor, el médicu John H. Lawrence, pioneru nel campu de la medicina nuclear. Al crecer, Ernest foi un gran amigu de Merle Antony Tuvi, quien tamién se convertiría nun destacáu físicu nuclear. Asistió a les escueles públiques del Canton y Pierre, depués matriculóse en St. Olaf College en Northfield (Minnesota), pero foi tresferíu un añu dempués a la Universidá de Dakota del Sur en Vermillion. Terminó la so llicenciatura en química en 1922 y el so grau de maestru n'artes (Masters of Arts, M.A.) en física de la Universidá de Minnesota en 1923 so la supervisión del físicu William Francis Gray Swann. Pa la so tesis de maestría, construyó un aparatu esperimental en xiraba en elipsoide al traviés d'un campu magnéticu.
Lawrence acompañó a Swann a la Universidá de Chicago y depués a Yale en New Haven, onde completó la so doctoráu en física en 1925 como un Sloane Fellow, al escribir el so tesis doctoral sobre'l efeutu fotoeléctricu del vapor de potasiu. Foi escoyíu miembru de Sigma Xi y, por encamientu de Swann, recibió una beca del Conseyu Nacional d'Investigación de los Estaos Xuníos. En llugar d'emplegala nun viaxe a Europa, como yera costume de la dómina, decidió quedase na Universidá Yale como investigador xunto a Swann. Cola asistencia de Jesse Wakefield Beams (de la Universidá de Virginia), Lawrence siguió investigando l'efeutu fotoeléctricu. Demostraron que los fotoelectrones apaecíen 2 s dempués del choque de los fotones contra la superficie fotoeléctrica —cerca del momentu llende de la midida—. L'amenorgamientu del tiempu d'emisión por una interrupción de la fonte de lluz (con un encendíu y apagáu rápido) fizo que l'espectru d'enerxía emitida fora más ampliu, en conformidá col principiu d'incertidume de Werner Heisenberg.
Entamu de la so carrera En 1926 y 1927, Lawrence recibió ufiertes d'asistente de profesor na Universidá de Washington en Seattle y na Universidá de California con un sueldu de 3500 $ añales. Yale rápido presentó otra ufierta d'asistente de profesor, pero con un salariu de 3000 $. Lawrence decidió quedase nesta postrera, por cuenta de que nun se desempeñara como docente n'otres universidaes. Según Childs, esti nomamientu fadió a dalgunos de los sos compañeros na facultá, pos d'acordies con munchos esto foi pa compensar el so orixe inmigrante de Dakota del Sur.
Foi contratáu como profesor acomuñáu de física na Universidá de California en 1928 y dos años más tarde robló un contratu de tiempu completu, convirtiéndose nel miembru más nuevu del cuerpu docente. Robert Gordon Sproul, quien foi nomáu presidente de la universidá un día dempués de Lawrence entró como profesor titular, yera miembru del Bohemian Club y patrocinó la membresía de Lawrence en 1932. Al traviés d'esti club, conoció a William Henry Crocker, Edwin Pauley y John Francis Neylan; homes bien influyentes que-y ayudaron llograr fondos pa les sos investigaciones nucleares sobre partícules enerxétiques. Hubo grandes esperances pa los usos médicos que llegaríen pol desenvolvimientu de la física de partícules, y esto atraxo gran parte de los primeros fondos que Lawrence foi capaz de llograr pa les sos investigaciones.
En 1926, mientres taba en Yale, conoció a Mary Kimberly «Molly» Blumer, la mayor de les cuatro fíes de George Blumer, el decanu de la Escuela de Medicina Yale. Comprometer en 1931 y contraxeron matrimoniu'l 14 de mayu de 1932 na parroquia episcopal Trinity Church on the Green, en New Haven. Tuvieron seis fíos: Eric, Margaret, Mary, Robert, Barbara y Susan. A unu de los sos fíos púnxo-y el nome del so meyor amigu en Berkeley, el físicu teóricu J. Robert Oppenheimer. En 1941, Elsie (hermana de Molly) cásase con Edwin Mattison McMillan, quien llegaría a ganar el Premiu Nobel de Química en 1951. Unos años enantes, en 1933, McMillan aceptara una ufierta de Lawrence pa xunise al Llaboratoriu de Radiación; xunto a M. Stanley Livingston afayó la partícula física|O|TL=15|link=Isótopos d'osíxenu}} —un isótopu d'osíxenu qu'emite positrones— ya investigó l'absorción de rayu gamma producíos pol bombardéu de flúor con protones.
Desarrollu del ciclotrón Invención L'inventu que lu llevó a la fama a nivel internacional empezó como un bocetu nun cachu d'una servilleta de papel. Mientres taba sentáu na biblioteca nuna nueche en 1929, Lawrence echó una güeyada a un artículu de revista escritu pol físicu noruegu Rolf Widerøy, y sintióse intrigado por unu de les diagrames. Nesti representaba un dispositivu que producía partícules d'alta enerxía per mediu d'una socesión de pequeñes «pulsaciones». El dispositivu representáu taba dispuestu nuna llinia recta con electrodos cada vegada más llargos. Nesos años, los físicos empezaben a esplorar el nucleu atómicu. En 1919, el físicu neozelandés Ernest Rutherford había bombardiáu átomos de nitróxenu con partícules alfa y llográu estrayer protones de dalgunos de los sos nucleos. Nesi momentu nun sabíen que los nucleos tienen una carga positiva que repele otros nucleos cola mesma carga llétrica, y tán xuníos firmemente por una fuercia que los físicos taben empezando a entender. Pa dixebralos o desintegrarlos, riquir d'enerxíes muncho más altes, del orde de millones de voltios.
250px|right|thumb|Diagrama del ciclotrón na patente de 1934.Lawrence entendió qu'un acelerador de partícules sería demasiáu grande y malo de manipoliar pal so llaboratoriu universitariu. Buscando una manera de construyir un acelerador más compactu, decidió crear una cámara d'aceleración circular ente los polos d'un electroimán. El campu magnéticu caltendría los protones cargaos nuna trayeutoria n'espiral a midida que aceleren ente dos electrodos semicirculares coneutaos a un potencial alternu. Dempués d'aproximadamente un centenar de vueltes, los protones podríen impautar nun oxetivu, como un fexe de partícules d'alta enerxía. Lawrence dixo con entusiasmu a los sos colegues qu'afayara un métodu pa llograr partícules de bien alta enerxía, ensin necesidá d'usar un voltaxe más altu. Primeramente trabayar con Niels Edlefsen. El so primer ciclotrón taba fechu de latón, alambre y cera de lacre, y con solu 10 cm (4 in) de diámetru, lliteralmente, podíen suxetar con una mano y con un costu total de 25 $.
Les persones que Lawrence emplegó pa desenvolver el proyeutu yeren estudiantes graduaos capaces de realizar el trabayu. Anque Edlefsen viose obligáu a asumir una cátedra auxiliar en setiembre de 1930, foi sustituyíu por David H. Sloan y M. Stanley Livingston, quien se punxeron a trabayar nel desenvolvimientu d'acelerador concebíu por Widerøy y nel ciclotrón de Edlefsen, respeutivamente. Dambos teníen les sos propies fontes de sofitu económicu y los sos diseños resultaron práuticos. En mayu de 1931, el acelerador llinial de Sloan foi capaz d'acelerar los iones a 1 MeV. Livingston enfrentó un mayor desafíu téunicu, pero'l 2 de xineru de 1931, cuando aplicó 1800 V al so ciclotrón de 11 in, llogró llograr protones con 80 000 eV en xiros continuos. Una selmana más tarde, tenía 1.22 MeV a partir de 3000 V, más que suficiente pa terminar la so tesis doctoral.
Desarrollu thumb|upright=.75|izquierda|M. Stanley Livingston (a la izquierda) y Lawrence cerca del ciclotrón de 27 in nel Llaboratoriu de Radiación (1934). No que se convertiría nun costume recurrente, tan llueu se producía la primer señal d'ésitu empecipiaba la planificación d'una nueva máquina muncho más grande. Al pie de Livingston, ellaboró'l diseñu pa un ciclotrón de 69 cm (27 in) a principios de 1932. El imán del ciclotrón de 11 in pesaba aproximao dos tonelaes y costaba 800 $, pero Lawrence atopó un enorme imán ferruñosu de 80 T un depósitu de chatarra en Palo Alto pal ciclotrón de 27 in —orixinalmente, este fuera construyíu mientres la Primer Guerra Mundial p'alimentar una conexón de radiu transatlántica—. El ciclotrón yera un poderosu preséu científicu, pero esto nun se tradució nun descubrimientu científicu significativu. N'abril de 1932, los físicos John Douglas Cockcroft y Ernest Walton, de los Llaboratorios Cavendish n'Inglaterra, anunciaron qu'habíen bombardiáu átomos de litiu con protones y llograron transmutarlo en heliu. La enerxía riquida resultó ser bastante baxa, inclusive dientro de la capacidá del ciclotrón de 11 in. Al enterase d'ello, Lawrence unvió una telegrama a Berkeley y solicitó los resultaos de Cockcroft y Walton pa poder verificalos. L'equipu retrasó cinco meses en concluyir, debíu principalmente a la falta d'aparatos detectores fayadizos.