ジョン・アレクサンダー・シンプソン
アメリカの物理学者、科学教育者
ジョン・アレクサンダー・シンプソン
生まれる（1916年11月3日）1916年11月3日
ポートランド、オレゴン州、米国
死亡2000年8月31日（2000年8月31日）（83歳）
シカゴ、イリノイ州、米国
市民権アメリカ合衆国
母校リード大学
ニューヨーク大学
知られている原子科学者会報の創設者
受賞歴ガガーリンメダル（1986年）
ブルーノ・ロッシ賞 （1991年）
アルクトフスキーメダル （1993年）
レオ・シラード講演賞 （1999年）
ウィリアム・ボウイメダル （2000年）
科学者としてのキャリア
フィールド物理
機関シカゴ大学
論文ガイガー・ミュラー計数管における自然不感時間の短縮 （1944年）
博士課程の指導教員セルジュ・アレクサンダー・コルフ
博士課程の学生サム・トレイマン、
エドワード・C・ストーン、
ブライアン・カートライト、ジェームズ
・J・ビーティ

ジョン・アレクサンダー・シンプソン（1916年11月3日 - 2000年8月31日）は、アメリカの物理学者であり科学教育者でした。彼は、科学とその影響について一般市民や政治指導者を啓蒙することに深く尽力し、特に『原子科学者会報』の設立者であり、同組織の長年のスポンサー理事会メンバーとして活躍しました。[1]

彼は、ガスフローα粒子 比例計数管（高強度核分裂生成物の存在下でのプルトニウム収量を測定するためのもの）や中性子モニターなどの発明で知られており、[1]また、スターダスト宇宙船に搭載されたダストフラックスモニターなど、彼が開発したいくつかの機器が宇宙に打ち上げられたことでも知られています。[2]

シンプソンはシカゴ大学エンリコ・フェルミ研究所および物理学部で講師および研究者としてキャリアを積み、原子核物理学および宇宙線に関する実験を行った。彼の研究は死の数週間前まで続けられた。[1] [3] [4]彼は心臓手術の成功後、入院中に肺炎にかかり、亡くなった。[1] [3] [4]彼が亡くなった年、宇宙に設置された彼の観測機器は40年近くにわたってデータを送信し続けていた。[3]

若いころ

オレゴン州ポートランドで生まれたシンプソンは、若いころにはクラリネットとサックスの名手であり、高校時代にはその技巧を認められ賞を受賞していた。[1] 1940年にリード大学で学士号を取得し、そこでギリシャから中世、そして天文学と物理学の最新の発見に至るまでの科学技術の歴史に興味を持つようになった。[1] [5] [6] 1943年にニューヨーク大学で修士号、1年後に博士号を取得した。 [4] [7] 1943年、ニューヨーク大学在学中に、シンプソンはシカゴ大学に招聘された。シカゴ大学の冶金研究所の管理者であるヴォルニー・ウィルソンから、高レベル放射能を測定するための機器の発明を手伝ってほしいと依頼された。かなりの説得を要したが、シンプソンはついに協力することに同意した。[5]

研究

シンプソンは1943年に物理学者としてプロとしてのキャリアを開始し、マンハッタン計画のグループリーダーを務めた。[1] [3]マンハッタン計画は、第二次世界大戦中に英国およびカナダと共同で実施された、最初の原子爆弾を開発するための米国のプロジェクトのコードネームである。第二次世界大戦中、政府がそのような任務のために物理学者を採用するのは一般的なことだった。シンプソンは原子力エネルギーの社会的および人間的影響を認識した後、その申し出を受け入れ、その開発に参加したいと考えた。このため、シンプソンは、米国が広島に原爆を投下した翌日、彼がキャリアをスタートしてから2年後の1945年8月にシカゴの原子科学者の創設メンバーおよび初代会長になった。[1] [8]彼は同年、原子科学者会報の共同創設者でもある。この会報の目的は、原子爆弾の影響を詳しく説明し、その影響に応じた合理的な行動方針を提供することであった。[1] 1945年10月29日号の『ライフ』誌で、シンプソンはユージン・ラビノウィッチと共に原子力エネルギーへの取り組みについて語り、科学者は初めて核兵器のさらなる使用の危険性を警告する道徳的責任を認識したと述べた。シンプソンは、科学者や技術者はもはや自らの研究の結果から無関心でいることはできないと感じていた。[2]

同年、シンプソンはシカゴ大学で物理学の講師として教鞭をとり、生涯を通じて同大学に留まり、2000年8月に亡くなる直前まで研究に携わった。1945年には、大学を休職した後、コネチカット州選出の上院議員ブライアン・マクマホンの非公式顧問も務めた。同大学教員として、シンプソンはプルトニウム含有ガスを計数管自体に通すことで「高強度核分裂生成物存在下でプルトニウム収量を測定するためのガスフローα粒子比例計数管」を発明し、特許を取得した。[1]

シンプソンは15件の特許を保有しており、その中には放射線の精度と読み取り速度を向上させる装置である多線比例計数管や中性子モニターなどがある。[1] [9] ナンシー・ファーリー・ウッドはシンプソンと共に働き、研究所の放射線検出器の開発と製造に貢献したとされている。[10] [11] [12] [13]

シンプソンは宇宙線研究の先駆者であった。1946年の下層大気中の宇宙線中性子の研究（セルジュ・コルフによる第二次世界大戦前の研究から発展）に始まり、彼は科学的研究によってこの分野の発展に長年にわたり大きく貢献した。[1] [8]シンプソンの貢献は、周囲の人々の業績とキャリアを後押しするような形で仕事を成し遂げたという点で独特であった。1955年、彼はユージン・N・パーカーにシカゴ大学エンリコ・フェルミ研究所の研究員の職を与え、パーカーの進歩は主にシンプソンの継続的な支援によるものであった。1949年、シンプソンは中性子で見られる緯度効果が電離箱よりも約20倍大きいという発見に貢献し、1951年には時間による変化もさらに大きいことを発見した。彼は、中性子や低エネルギー宇宙線粒子が時間変動の原因を探る上で大きな可能性を秘めていることを認識していました。同年、安定した地上設置型中性子検出器の必要性に応えるため、中性子モニターも発明しました。これにより、ペルーのワンカヨ、メキシコシティ、ニューメキシコ州のサクラメントピーク、コロラド州クライマックス、イリノイ州シカゴなど、様々な場所に中性子モニターステーションを設立しました。[1]

1954年と1955年、シンプソンは世界中の中性子観測ステーションで宇宙線の地球規模および時間的変動を調査しました。1956年には、巨大な宇宙線フレアが発生し、惑星間空間の組成が初めて直接的に明らかになりました。[1]この時点で、宇宙線と太陽活動をめぐる科学界は大きく成長していました。シンプソンは、国際地球観測年（1957～1958年）の企画・調整を担当した12人の科学者の一人であり、同年の大成功に貢献しました。[1] [4]

1957年末、ソ連によるスプートニク打ち上げ後、シンプソンは米国が宇宙に機器を送る必要性を認識し、科学的な状況と自身の活動計画を大学総長ローレンス・キンプトンに説明した。キンプトンはシンプソンにプロジェクト立ち上げのための5,000ドルを支給し、ピーター・マイヤーと共同で宇宙環境に適した小型軽量の粒子検出器の開発に着手した。シンプソンの最初の粒子検出器は、1958年に宇宙船パイオニア2号に搭載されて打ち上げられた。

1962年、シンプソンとピーター・マイヤー教授は、シカゴ大学エンリコ・フェルミ研究所内に天体物理学・宇宙研究研究所（LASR）を設立しました。NASAは研究所の建設資金と建物の建設資金を提供し、1964年に完成しました。この研究所では、機器開発と宇宙研究が一元管理され、進行中の研究や宇宙実験の成果に関連する理論研究も行われました。

1965年、シンプソンは学生や同僚とともに、火星を訪れる最初の宇宙線検出器を製作した。また、木星（1973年）、水星（1974年）、土星（1979年）を訪れた最初の宇宙線検出器となった。[1] [3]木星探査では、木星が放出する相対論的電子（3-30MeV）が初めて検出された。木星磁気圏内の電子が観測され、少なくとも1AUの距離から逃げ出しているのが観測された。1974年のシンプソンの検出によって、水星で観測された磁場は太陽風によって太陽から運ばれたものではなく、実際には水星自体に属するものであることが初めて立証された。シンプソンは1959年からこのミッションの構想段階から開発に携わってきた。[1]また、1980年には、土星の磁場に閉じ込められた高エネルギー粒子の分布に小さな隙間があることを発見し、これまで発見されていなかった小さな衛星が宇宙空間のその位置を周回し、本来であれば発見されるはずだった粒子を吸収していることを示唆した。その後、科学者たちは土星の衛星[どの衛星か？ ]を光学的に特定した。[1] 1976年と1982年には、シンプソンは太陽風の衝撃波の通過に伴う高エネルギー粒子のバーストも検出し、その遷移が粒子の効率的な加速器として機能するという証拠を示した。

1970年、シンプソン、ウィリアム・ディートリッヒ、ジョン・デイビッド・アングリンは、いくつかの衝動的な太陽フレアが高エネルギー粒子を生成することを発見しました。その中で、ヘリウム3 （2つの陽子と1つの中性子を持つヘリウムの軽い非放射性同位体）は、ヘリウム4 （2つの陽子と2つの中性子を持つ、同じく軽い非放射性同位体）の少なくとも10倍豊富です。地球上では、ヘリウム4は総ヘリウムの約99.986%を占めています。1973年、シンプソンが搭載したパイオニア10号と11号の観測機器は、宇宙線強度が1AUあたり約1%増加していることを示しました。 1975年、彼は、3年前の活動の最低点の間に、陽子がゼロエネルギーに向かって減少するようにエネルギーが低下するにつれて宇宙線ヘリウムの存在量が減少するのとは対照的に、非常に低いエネルギーで宇宙線ヘリウムの存在量が奇妙に増加していることを発見しました。

1975年と1977年、シンプソンは宇宙線中にベリリウム10 原子核がほとんど存在しないことを発見し、この希少性からベリリウム10原子核が約2×10 7年存在してきたことが示唆されました。これにより、彼は宇宙線が銀河系のガス円盤と拡張磁気ハロー領域の間を自由に通過し、その周囲のガス密度が10 -2 atoms/cm 3以下であると結論づけました。

1980年代、シンプソンとAJ・タッツォリーノはスターダスト宇宙船用のダストフラックスモニターを開発した。[14]この装置は、プラスチックの薄いシートを用いており、このシートはプラスチックの面に対して垂直な強い電界下で重合され、その後電気的に分極され、一方の面に正電荷、もう一方の面に負電荷を帯びる。ダスト粒子または重原子核がこのシートを貫通すると、小さな領域が蒸発し、シート上の電荷が解放され、プラスチックの穴の位置と大きさを示す電気信号が生成される。精密な較正により、粒子の速度や大きさといった衝突に関する情報をこの信号から抽出することができた。これらの較正は1985年から1989年まで行われました。この装置は1986年にハレー彗星に向かったベガ1号とベガ2号宇宙船で使用され、ベガ計画の成功への貢献により同年ガガーリン宇宙探査メダルを獲得しました。これは、彼の機器が米国からハレー彗星に遭遇した唯一の機器であったためです。[1]

実績

ジョン・アレクサンダー・シンプソンは、高強度核分裂生成物の存在下でプルトニウム収量を測定する「ガスフローα粒子比例計数管」や中性子モニターなどの発明で知られています。[1]ガーディアン紙の死亡記事では、彼が宇宙探査用科学機器の最も多作な発明家の一人であったと評されています。[2]彼の機器の最初のものは1958年に宇宙に打ち上げられました。最後の2つは1999年に打ち上げられ、1つは宇宙船ユリシーズに、もう1つはスターダストに搭載されました。[2]

1959年、シンプソンは米国科学アカデミーに選出された。1968年には、シカゴ大学の初代ライアソン教授に就任し、特別功労教授に任命された。1974年には、コンプトン教授に初代任命され、1986年には名誉教授となった。

シンプソンは、同年ハレー彗星に衛星を送ったベガ計画の成功に貢献したことにより、1986年に宇宙探査に関するガガーリン賞を受賞した。1991年には、高エネルギー天体物理学への貢献によりアメリカ天文学会からブルーノ・ロッシ賞を受賞し、1993年には米国科学アカデミーからアルクトフスキー・メダルを受賞した。[15] 1999年には、科学者、米国議会議員、一般大衆に対して核政策の文民統制の重要性を啓蒙した功績と、国際地球観測年の企画・実施における重要な取り組みにより、レオ・シラード講演賞と宇宙線物理学への貢献によりオー・セアライ・メダルを受賞した。 [16] [4] [7] 2000年には、地球に降り注ぐ宇宙線やその他の高エネルギー粒子の広範な探査により、アメリカ地球物理学連合の最高賞であるウィリアム・ボウイ賞も受賞した。 [1]

彼は優れた教授として知られ、研究生活を通じて34名の博士課程の学生の研究を指導し、その多くが現在では宇宙科学のリーダーとなっている。[1] [4]彼は学部教育における優秀さに対してクォントレル賞を受賞した。 [17]シンプソンはまた、自身の研究をより多くの人々に知ってもらうために、1974年に自身のコンプトン講座から得た資金を使って一般向けの講義も行った。[1] [8] 1982年には、宇宙科学研究所を代表して米国議会およびNASAと交渉するために、ワシントンD.C.に大学宇宙科学ワーキンググループを設立し、初代議長に就任した。[1]

参考文献

  1. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwx ユージン・N・パーカー、全米アカデミーズ出版。『ジョン・アレクサンダー・シンプソン伝記回顧録』。2020年2月10日閲覧。
  2. ^ abcd Pearce Wright、The Guardian。「ジョン・シンプソン」、2000年9月14日木曜日。2010年8月28日に訪問。
  3. ^ abcde National、ニューヨーク・タイムズ。「ジョン・アレクサンダー・シンプソン、83歳、核科学者・宇宙科学者」、2000年9月7日。2010年9月1日に訪問。
  4. ^ abcdef Welther, BL , Bulletin of the American Astronomical Society . 「死亡記事：ジョン・アレクサンダー・シンプソン（1916-2000）（Bulletin of the American Astronomical Society; vol. 33, no. 4, p. 1581-1582）」。2010年8月28日に訪問。
  5. ^ ab ムーア、マイク、『原子科学者会報』「ジョン・シンプソンを偲んで。（核物理学者）（死亡記事）」、2000年11月1日。2010年9月1日に訪問。
  6. ^ Simpson, JA (1940). 実験用電子顕微鏡（リード大学博士論文）
  7. ^ ab Forum on Physics & Society アメリカ物理学会. 「1999年レオ・シラード講演賞受賞者」. 2010年8月28日訪問.
  8. ^ abc American Philosophical Society「Proceedings of the American Philosophical Society Vol. 150 No. 3 September 2006」Wayback Machineに2011年6月11日アーカイブ。2010年8月28日閲覧。
  9. ^ ジャイアンツ州シンプソン (1955)。中性子モニター。シカゴ大学。
  10. ^ Cholo, Ana Beatriz. (2003年5月17日). ナンシー・ファーリー・ウッド、99歳。初期のフェミニスト、事業主。シカゴ・トリビューン。イリノイ州シカゴ。
  11. ^ Simpson, JA (1946). 高精度アルファ比例計数管（第80巻）. 陸軍省、工兵隊、マンハッタン地区地区技師局.
  12. ^ Simpson Jr, JA (1947). 高精度アルファ比例計数管. 科学機器評論. 18(12): 884-893.
  13. ^ Simpson Jr, JA (1948). 空気比例計数管. 科学機器評論. 19(11): 733-743.
  14. ^ パーカー、ユージン・N. (2000年12月). 「訃報：ジョン・アレクサンダー・シンプソン」. Physics Today . 53 (12): 83– 84. Bibcode :2000PhT....53l..83P. doi : 10.1063/1.4808481 .
  15. ^ “Arctowski Medal”. 米国科学アカデミー. 2006年1月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年2月13日閲覧。
  16. ^ 「O'Ceallaigh Medal」. www.dias.ie . ダブリン：ダブリン高等研究所. 2025年. 2025年7月30日閲覧。
  17. ^ 「学部教育における優秀さに対するルウェリン・ジョンおよびハリエット・マンチェスター・クアントレル賞」シカゴ大学。
  • シカゴ大学特別コレクション研究センター所蔵ジョン・A・シンプソン文書1940-1988および補遺ガイド
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