Lalit C. Chhabildas (1976–2007)
Pre-Sandia Years: Physics Department, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York
Little did I know when I came to the United States in September 1966 from Bombay, India, that I would someday be writing my recollections of Sandia National Laboratoriesrsquo; history in shock physics. In many respects, the decision to go to Sandia was rooted in what I did at Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) for my thesis project in high-pressure research. When I joined RPI as a graduate student, I was hoping to become a theoretical nuclear physicist. Instead, I became an experi- mental high-pressure physicist. My thesis advisor, Dr. Howard Michael Gilder, had come to RPI as an assistant professor after getting his PhD just 6 months before I arrived. I came as a teaching assistant as one of the laboratory instructors and worked for Professor Harry F. Meiners. Professor Meiners recommended me to Professor Gilder, who was looking for a research assistant while building a brand new high-pressure laboratory. Professor Gilder left a note in my mailbox asking if I was interested in a research assistantship and enticing me with a summer assistant- ship starting in 1967. Needless to say, the opportunity of full-time employment in the summer was very attractive indeed. I still remember to this day talking to Dr.
H.B. Huntingtonrsquo;s postdoctoral researchers, who were in labs adjacent to Mike Gilderrsquo;s new laboratory. I was gathering their personal impressions and experiences of him since there wasnrsquo;t a past track record of his research accomplishments. They said he was a nice guy and encouraged me to join his team. Incidentally, I was the first member of that team.
To make a long story short, I helped Mike Gilder set up the static high-pressure and high-temperature laboratory, and my thesis topic was self-diffusion measure- ments in single-crystal, c- and a-axis zinc, at high pressures. Coming from India, in general, you do not have a lot of hands-on experience. I was exposed to learning how to make single crystals and how to design a high-pressure (about 1 GPa) vessel and a high-temperature molten tin bath with controllers to provide a uniform tem- perature environment (of over 300–400 C) for the high-pressure vessel. The tem- perature set up allowed self-diffusion measurements to an extremely high degree of precision at high pressures for the first time and allowed us to examine the tempera- ture dependence of the activation volumes unambiguously, but it was in conflict with other measurements being done at the University of Arizona. I defended my PhD thesis in August 1971. My fianceacute;e at the time, Annette Winslow, typed the thesis at least three or four times on a typewriter with a carbon copy. To accommo- date any recommended changes, she had to retype the entire thesis. Fortunately, it was only 45 pages because my advisorrsquo;s philosophy was to pattern the thesis as a journal paper so it could be sent directly to a journal. The thesis committee at my defense objected to that philosophy. Mike Gilder quickly proposed a compromise of including two of our prepublications as appendices, which increased the thesis to just about 72 pages. That was a quick relief on my part. My thesis was published as a journal article (Chhabildas and Gilder 1972).
There was a recession in 1971, and I was not a naturalized citizen. These factors made my job search difficult. Mike Gilder was having some family issues he needed to resolve. He hired me as a postdoc and handed me his entire laboratory including three students (Michael Current, Neil Shea, and Alan Baker). I stayed two more years as their advisor, with Dr. Hilliard B. Huntington acting as their official advi- sor. Michael Current and Neil Shea graduated with PhDs and Alan Baker graduated with a masterrsquo;s degree. My search for full-time employment was still not fruitful. Dr. Huntington recommended me to Professor Arthur L. Ruoff in the materials sci- ence and engineering department at Cornell University in Ithaca, New York. Incidentally, many of Dr. Huntingtonrsquo;s PhD graduates worked with Professor Ruoff prior to landing full-time employment. He offered me a research associate position to work with one of his PhD graduate students. His comment to me was “I want him to graduate and I want you to get him out of here within a year.” While I was inter- viewing with Professor Ruoff, I got a postdoc offer from Professor Dan Decker at Brigham Young University in Provo, Utah, with the research topic of using sodium chloride as a high-pressure gauge. The start date was September 1 at Cornell and we were expecting our first child in September. I requested that the start date be October 1, to which Professor Ruoff said okay—you will still start September 1 anyway except that you will be on vacation for the first month. I can never imagine starting a new position anywhere for which you are on vacation the first month.
Pre-Sandia Years: Materials Science and Engineering Department, Cornell University
We decided to go to Cornell because we were expecting our first child; we wanted to be close to Annettersquo;s family and did not want to move thousands of miles away from our roots. We moved just a week after our first daughter was born. At Cornell, we were conducting research on ionic crystals in an attempt to determine the pres- sure–volume behavior to an extremely high precision. That precision was necessary because we wanted to determine experimentally the second derivative of bulk mod- ulus B with pressure P. A linear relation of B vs. P gives rise to the Birch–Murnaghan relationship and the corresponding equation of state. A nonlinear relation with accurate determination of the second-order quadratic coefficient would allow us to investigate the departure from the traditional Birch–Murnaghan relationship and to evaluate other equations of state in the literature at the same time. Our first experi- ments were on a
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Lalit C. Chhabildas
在桑迪亚国家实验室之前的几年：纽约特洛伊伦斯勒理工学院物理系
当我1966年9月从印度孟买来到美国时，我几乎不知道有一天我会写下我对桑迪亚国家实验室冲击物理学历史的回忆。在许多方面，去桑迪亚国家实验室的决定可追溯到我在伦斯勒理工学院（RPI）所做的高压研究论文项目，当我研究生入学RPI时，我希望成为一名理论核物理学家。事与愿违我成了一名实验高压物理学家。我的论文导师Howard Michael Gilder博士，在我到达之前6个月获得博士学位后，他成为RPI的一名助理教授。我作为实验室讲师之一担任助教，并为Harry F. Meiners教授工作，Meiners教授向我推荐了Gilder教授，他正在寻找一名研究助理，同时建立一个全新的高压实验室。Gilder教授在我的邮箱里留了一张纸条，询问我是否对研究助理感兴趣，从1967年开始以夏季助理的身份吸引我。不用说，夏天全职工作的机会确实非常诱人，我还记得那天和H.B. Huntington博士谈不到博士后研究人员，他在Mike Gilder新实验室相邻的实验室。我从他处收集了他们的个人印象和经历，因为他没有过去的研究成就记录。他们说他是一个好人，并鼓励我加入他的团队。顺便说一下，我是那个团队的第一个成员。
总而言之，我帮助Mike Gilder建立了静态高压和高温实验室，我的论文主题是高压力下单晶c轴和a轴锌的自扩散测量。一般来说，你来自印度的学生，没有很多实践经验。我有机会学习如何制造单晶以及如何设计高压（约1GPa）容器和带控制器的高温熔融锡槽，以提供均匀的温度环境（超过300-400C）用作高压容器。温度设置首次允许在高压下自扩散测量达到极高的精度，，并且允许我们明确地检查激活体积的温度依赖性，但这与亚利桑那大学正在进行的其他测量结果相冲突。我1971年8月进行博士论文答辩，当时我的未婚妻Annette Winslow在一个带有副本功能的打字机上至少打了三四次论文。为了适应任何推荐的变更，她必须重新输入整篇论文。幸运的是，我的论文只有45页，因为我导师的理念是将该论文按照期刊论文要求，因此可以直接向期刊投稿。我的论文答辩委员会反对这种论文风格，Mike Gilder很快提出了一个妥协方案，将我们的两个投稿文章纳入附录，这样将论文增加到大约72页。这对我来说是一个快速的解脱，我的论文发表在期刊上（Chhabildas和Gilder，1972）。
1971年经济衰退，我不是入籍公民，这些因素使我的求职变得困难。Mike Gilder有一些他需要解决的家庭问题，他聘请我作为博士后，并将他的整个实验室交给我，包括三名学生（Michael Current、Neil Shea和Alan Baker）。我作为他们的导师再两年多，Hilliard B. Huntington博士担任他们的官方导师。Michael Current和Neil Shea毕业取得了博士学位，Alan Baker毕业并获得硕士学位。我对全职工作的追求仍然没有成功，Huntington博士向我推荐了纽约伊萨卡康奈尔大学材料科学与工程系的Arthur L. Ruoff教授。顺便提一下，在获得全职工作职位之前，许多Huntington博士的博士研究生与Ruoff教授一起工作，他给我提供了研究助理职位，与他的一位博士研究生合作。他对我的评论是：我希望他毕业，我希望你在一年内让他离开这里。在我与Ruoff教授会面时，我收到了犹他州普罗沃杨百翰大学Dan Decker教授的博士后邀请函，研究主题是使用氯化钠作为高压计。在康奈尔大学开始日期是9月1日，我们期待着9月份我们第一个孩子诞生。我要求开始日期是10月1日，Ruoff教授说可以10月1日开始，无论如何你仍然会从9月1日开始，除非你将在第一个月休假。我无法想象你在第一个月正在度假的任何地方开始新职位。
在桑迪亚国家实验室之前的几年：康奈尔大学材料科学与工程系
我们决定去康奈尔大学，因为我们期待着我们的第一个孩子；我们想要接近Annette的家人，并且不想离我们土生土长之地移动数千英里。我们的第一个女儿出生后一个星期，我们搬到了康奈尔大学。在康奈尔大学，我们立即对离子晶体进行研究，试图以极高的精度确定压力-体积行为，该精度是必要的，因为我们想要通过实验确定体积模量B对压力P的二阶导数。B与P的线性关系得到了Birch-Murnaghan关系及其相应的和状态方程。具有精确确定二阶二次系数的非线性关系将使我们能够研究与常规Birch-Murnaghan关系的偏离程度，并同时评估文献中的其他状态方程。我们的第一个实验是关于一米长单晶氟化锂圆柱杆的实验。使用一米长晶体可以测量长度Sl/l的变化，达到非常高的精度。杆长度l越长，随着压力增加Sl/l越大，实验压力最大到1GPa。我们用He-Ne激光器测量了Sl/l到106的一部分。然而，压力测量限制了精度。无论如何这些LiF研究表明，材料太硬，无法获得体积模量与压力关系二阶导数的合理和准确数值，这基本上是我们的结论，足以让Kwang Yul Kim完成论文，并发表一篇期刊论文（Kim等，1976）。
我们的下一步是使用比LiF更可压缩的离子晶体，我们选择了一米长的氯化钠单晶，它的初始体积模量Bo约为LiF初始体积模量的三分之一，因此，我们将进行Sl/l测量，其标称值是LiF中观察到的三倍。我们很乐观并认为这将允许测量大量体积模量的二阶导数，我们方向肯定是正确的。即使相比LiF长度变化更大，但仍然不够。好消息是测量结果非常精确，这允许准确估计Bo和Bo的一阶导数，我们能够估计Bo对压力的二阶导数。非线性最小二乘拟合结果表明Bo的二阶导数是负的，但其大小与不确定性相当。至少对于离子晶体，似乎二阶导数是负的。这一重要结果表明，材料的状态方程不像Birch-Murnaghan关系所暗示的那样僵硬，特别是在高体积压缩时。这意味着Bridgman压腔的压力估计可能偏高。你必须记住，在那些日子里，从压力高达1GPa的实验推断压力-体积关系主要用作确定Bridgman砧装置中较高压力的标准。即使我没有去Brigham Young研究NaCl压力计，但对于讨论其作为压力计来估算Bridgman铁砧设备的高压，我在康奈尔大学的高精度研究（Ruoff和Chhabildas，1976）是有用的。
当时，由于其高动态屈服强度，碳化钨是高压砧的首选材料。使用金刚石砧产生静态高压相当普遍，并且首先由国家标准局工作的G. Piermarini博士证明，他能够使用带衬垫的金刚石砧，并且在压力大小（超过50GPa）和高精度下推动静态高压包络。Ruoff教授非常不耐烦，雄心勃勃，兴奋不已，给自己买了一套钻石砧，我是第一个在他实验室使用这套钻石砧的人。我们研究了硫（Chhabildas和Ruoff，1977），检测到了大约23GPa下的导电相变。作为一名新研究人员，使用金刚石砧在实验室中以非常小的体积应对超过30GPa的压力，至少可以说是令人兴奋的。信不信我破坏了不少钻石！它们可能未对准或可能存在限制屈服强度的缺陷。回家告诉你的妻子，你打破了大钻石是一种享受！
这是1976年初，我再一次积极寻找永久性的职位，除了我现在是归化的公民。早在1974年，也就是在我加入Ruoff梯队大约3个月之后，他曾说过，当你获得公民身份时，我才能找到合适的地方。他将桑迪亚国家实验室命名为他认为我所属的地方。我不知道他在我身上看到了什么，但他确信我应该在桑迪亚国家实验室。他于1966年在桑迪亚国家实验室度过了一个夏天，并接触到冲击物理学，即动态高压。Barry Butcher是Ruoff的第一位博士生，并加入了桑迪亚国家实验室的冲击物理学小组。当时冲击和静态高压研究人员之间存在着密切的合作关系，其动机是需要使用冲击Hugoniot来校准和确定砧中的静压。我要求洛斯阿拉莫斯、利弗莫尔和桑迪亚国家实验室的职位，桑迪亚国家实验室和利弗莫尔从未发过申请，但我确实在1975年4月在洛斯阿拉莫斯与Jerry Wackerle会谈过。我从未见过火药炮、两级轻气体炮（即光滑炮筒炮）和VISAR。Richard Warnes正在整理VISAR。我非常震惊，而且我对这些工具缺乏清晰明了的了解。Jerry没有选择我在这里工作；我很失望，但并不感到惊讶。Ruoff告诉我打电话给他，给出他没有选择我的原因。我打电话给他并问我为什么拒绝我。Ruoff对我的有说服力的论点是，如果你发现你做错了什么或他们不喜欢什么，你会为下一次面试做好准备。我接受了Ruoff的建议，并且根据我更好的判断，打电话给Jerry Wackerle，并问他在我的申请中发现了什么。是因为Was it 因为他无法与RPI的论文导师Mike Gilder取得联系吗？Mike从未从法国回来，很难取得联系。我觉得Jerry Wackerle和我一样不舒服。他告诉我他有七名候选人，而且我在冲击物理学方面经验最少。显然，Jerry Wackerle选择了一位冲击物理学经验最多的人。然而，回顾过去，面试之旅非常具有教育意义，增长了见识；我接触到当时冲击物理学中广泛使用的一些工具。
此后不久，令我惊讶的是，我在邮箱中发现桑迪亚国家实验室聘用申请，求职信说申请是Ruoff教授要求发出的，因为他建议我担任一个职位。我将我的申请邮寄到桑迪亚国家实验室，并分别在康奈尔与Richard Schwoebel和Venkatesh Narayanamurti进行了校园职业面试，他们分别代表桑迪亚国家实验室和西部电气公司（我从未听过Venkatesh Narayanamurti的回复，后来他来到桑迪亚国家实验室担任研究副主任）。我问Richard Schwoebel他是否认识Barry Butcher，幸运的是，他们认识。我接到了Barry的电话进行面试。后来，我发现Schwoebel在康奈尔与Ruoff进行了讨论，他将我的简历发送给了冲击物理学小组的Barry。当Barry打电话给Ruoff要求参考时，Ruoff告诉Barry他需要在接下来的4周内做出回应，以帮助他决定是否应尽快寻找博士后替代人选。Ruoff重视我们在硫磺方面所做的研究，并不想被该领域的其他研究人员所取代。这对我有利，因为他非常重视我的研究，除非得到一个好的替代人选，否则他不希望我离开研究。这是一个可以给未来雇主的最佳建议！我在1976年8月中旬进行面试，我在洛斯阿拉莫斯的早期工作面试变得非常有价值，因为我再次接触到光滑炮管炮—压缩气体炮、火药炮和两级轻气体炮以及VISAR。我不再对技术一无所知，并且能够为讨论做出一些有意义的贡献。我在9月初得到了工作机会，并于同年12月晚些时候加入桑迪亚国家实验室。我当时也不知道我会在那里工作30多年！
桑迪亚国家实验室
Barry Butcher是我的直接上司；Walt Herrmann是我们的部门经理，John Galt是我们的主任。我提出John Galt有几个原因。首先，在我与John Galt面试时，他很高兴得知Hilliard Huntington教授是我在RPI的默认导师，如上所述，即使尽管我的论文导师是Mike Gilder，但当我向Huntington教授报告那时Gilder在法国休假。我很高兴得知John Galt和Huntington教授是大学同学，整个面试是关于他和Huntington大学时期的事情；Galt很高兴能够找到更多关于他的大学同学的信息，这绝对不会影响我获得录用的机会。其次，我认为Galt非常关注，当他发现利弗莫尔迫切需要特征化一种有毒物质铍时，他推翻了我们所有人，并要求我们介入（他当时是副主任）。Galt是个冒险主义者；他建立了一个高可见度的实验室研究项目，利用Lynn Barker正在开发的等熵加载技术对氢进行金属化。我不知道他积极参与其他高知名度的项目，但我确信他参与很多项目。
当我于1976年加入桑迪亚国家实验室时，Jim Asay、Herb Sutherland和我是Barry团队中仅有的冲击实验主义人士，而Barry负责855号楼的压缩气体炮。Dennis Grady是Darrell Munson团队的另一位冲击实验主义人士；Darrell负责9950号大楼的火药炮和两级轻气体炮。Carl Konrad和Robert Hardy在9956号大楼炮装置处，目前称为STAR装置。在我帮助Jim Asay进行所有实验活动之前大约6个月，Dave Cox来到这里。在20世纪70年代后期，我们从未在实验冲击物理学方面配备过大量人员。这是George Samara领导的部门，其中Lee Davison是实验部门的主管。Bob Graham、Pete Lysne、Jim Kennedy和Bill Benedick是该组中仅有的实验人员。
上升时间测量：
我的第一个任务是测量冲击波上升时间，以估算在兆巴压力下金属的塑性粘度。在俄罗斯文献中，有关于粘度在金属中的大小数量级的不一致证据。我对冲击物理学知之甚少，更不用说粘度是什么了。至少可以说，Jim Asay在让我熟悉研究内容方面非常有帮助。他在冲击物理学中指导我，给了我合适的文献材料，回答了很多问题，并在必要时辅导我。在第一年我可能每天都会与他交谈，如果不是更长时间的话。安排Richard Kinchen作我的技术助理，帮助我建立实验设置。为了得到兆巴压力，我们需要使用两级轻气体炮。不幸的是，那时没有建立两级炮进行良好控制的状态方程研究。Marlin Kipp和Joel Lipkin使用这种炮，来观察太空导弹的热防护层材料上由聚乙烯（如模拟雨滴）引起的缩孔。那时桑迪亚国家实验室未建立标准技术进行两级炮的状态方程研究，更不用说时间分辨技术（如VISAR）。我和Barry谈到了在火药炮上使用VISA
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