ジョン・エリス（物理学者、1946年生まれ）

ジョン・エリス
CBE FRS HonFInstP
生まれる（1946年7月1日）1946年7月1日
ハムステッド、ロンドン、イングランド、イギリス
母校ケンブリッジ大学キングス・カレッジ
知られている
受賞歴メイヒュー賞（1968年）マクスウェル賞（1982年）ポール・ディラック賞（2005年）
科学者としてのキャリア
フィールド素粒子物理学
機関キングス・カレッジ・ロンドンCERN
論文ハドロンの近似対称性
博士課程の指導教員ブルーノ・レナー

ジョナサン・リチャード・「ジョン」・エリスCBE FRS HonFInstP（1946年7月1日生まれ[ 6 ]）は、イギリス系スイス人の理論物理学者です。

ハイゲート校で中等教育を修了後、1964年からケンブリッジ大学キングス・カレッジに入学し、1970/71年度に欧州原子核研究機構（CERN）の客員学生として過ごした後、1971年に理論（高エネルギー）粒子物理学で博士号を取得した。[ 7 ] SLAC理論グループ[ 8 ]とカリフォルニア工科大学[ 9 ]で1年間のポスドク研究員を務めた後、1973年に最初は研究員として、1974年からはスタッフメンバーとしてCERNに戻り、 [ 10 ] 65歳の定年退職年齢に達するまでそこに留まった。[ 11 ] 2010年以来、エリスはロンドン大学キングス・カレッジの理論物理学のクラーク・マクスウェル教授であるが、客員科学者としてCERNで働き続けている。[ 12 ] [ 13 ]

エリスのCERNでの活動は、研究に加えて多岐にわたっています。[ 14 ] [ 15 ]彼は理論部門（「TH」）の副部門長を2度務め、1988年から1994年までは部門長を務めました。[ 10 ]彼はLEP [ 16 ]とLHC加速器[ 17 ]での実験を選択する委員会のメンバーであり、 CLIC [ 18 ]やFCCなどの将来の衝突型加速器の初期研究に参加しました。[ 19 ] 2000年代初頭には、彼は歴代のCERN事務局長に非加盟国との関係について助言しました。[ 20 ]彼はまた、CERNの機会均等諮問委員会の初代議長でもありました。[ 21 ]

科学研究

エリスの研究対象は素粒子物理学の現象論的側面に集中しており、天体物理学、宇宙論、量子重力にも重要な貢献を果たしている。[ 22 ] [ 23 ] 彼の論文のほとんどは、測定結果の解釈や新粒子探索の結果から、将来の加速器で実現可能な物理学の探究に至るまで、実験に直接関連している。彼は素粒子物理学と宇宙論の境界領域における研究の先駆者の一人であり、この領域は後に素粒子天体物理学という独自の専門分野となった。

エリスの初期の研究はゲージ理論の現象論に集中していた。ディミトリ・ナノプーロスとメアリー・ガイヤールと共に、彼は1976年に、ヒッグス粒子がZ粒子から放射される、いわゆる「ヒッグス・ストラールング」過程を提唱した[ 2 ] （これは大型電子陽電子衝突型加速器（LEC ）におけるヒッグス粒子の探索に最適な方法であることが証明された）。そして、LHCにおけるヒッグス粒子の最も特徴的な特徴であるZ光子へのヒッグス崩壊を計算した。同年、彼は稀な中性K中間子崩壊におけるCP対称性の破れの直接的な寄与を推定した[ 24 ] （これは後にCERNのNA31実験とNA48実験によって観測された）。また、1976年には、 e粒子中のグルーオンを見つけるための「グルー・ストラールング」手法を提案する論文を発表した。+e−対消滅。[ 1 ]翌年、彼は大統一理論に基づいてボトムクォークの質量を予測したが、これはこのクォークが実験で観測される前のことであった。[ 25 ] 1978年に彼はアンジェイ・J・ブラス、ガイヤール、ナノポロス と共同で、そのような理論に関する頻繁に引用される一般論文を発表した。 [ 26 ]

1980年代、エリスは超対称性モデルの主導的な提唱者となった。初期の研究の一つで、彼は最も軽い超対称粒子が自然な暗黒物質の候補であることを示した。[ 27 ] 1990年には、初期のLEPデータが大統一理論の超対称モデルを支持することを示した。[ 28 ]翌年、彼は極小超対称モデルにおける最も軽いヒッグス粒子の質量への放射補正により、その質量が大型電子陽電子衝突型加速器（LEP）の探索の範囲を超えて増加することを示した。[ 29 ]エリスと共同研究者はその後、超対称性モデルから期待される現象の範囲を示すことを目的とした、いわゆる「ベンチマークシナリオ」の分析を開拓した。[ 30 ]このような分析は、将来の様々な加速器オプションの将来性を評価する上で重要な役割を果たしてきた。

超対称現象論の研究と並行して、エリスは量子重力と弦理論の現象論的探究も提唱してきた。これらの探究には、CPLEAR共同研究[ 31 ]による量子力学の直接検証や、弦理論から大統一理論を導出することなどが含まれる。この流れの中で、光速度不変性の検証と弦理論宇宙論モデルに関する研究は、それぞれ重力研究財団から最優秀賞を受賞した[ 32 ]。

1996年、彼と共同研究者は、近くの超新星爆発によって堆積した可能性のある地質堆積物中の異常な放射性同位体を探すことを提案した。その後、いくつかの実験で鉄60とプルトニウム244の同位体が検出され、過去数百万年以内に地球から100パーセク以内で1回以上の天体物理学的爆発が発生したことが示唆された。 [ 33 ] [ 34 ]

2012年のヒッグス粒子の発見後、エリスと当時博士課程の学生だったテヴォング・ユーは、その特性を分析しました。ピーター・ヒッグスとフランソワ・アングレールのノーベル賞受賞理由書には、彼らの論文の一つから「合理的な疑いの余地なく、これはヒッグス粒子である」という一文が引用されています。 [ 35 ] [ 36 ]エリスはその後、LHCやその他の実験で得られたヒッグス粒子やその他の関連データの解析手法として、標準模型の有効場理論に反対する主要な人物の一人となりました。[ 37 ] [ 38 ]

2019年以来、彼は英国の原子干渉計観測ネットワーク（AION）の主要メンバーであり、原子干渉計を用いて超軽量暗黒物質と重力波の探索を計画している。[ 39 ]これに関連して、彼は最近（2024年）、パルサータイミングアレイによって報告された重力波信号の解釈と意味を調査している。[ 40 ]

エリスの研究がいかに大きなインパクトを与えたかは、素粒子物理学および関連分野の科学論文を収録したINSPIRE-HEPの参照システムから窺い知ることができる。2024年現在、このデータベースには彼が著者である1,000本以上の科学論文が登録されており、引用総数は12万回を超えている。2004年のSPIRES調査では、彼は理論物理学者の中で2番目に被引用数の多い論文にランクされている[ 41 ]。彼の出版物には、1,000回以上引用されている論文が6本含まれている。彼の発表論文のh指数（2024年）は159である[ 42 ]。

粒子加速器プロジェクトの支援

2012年1月、CERNのオフィスにいるジョン・エリス

ジョン・エリスは理論研究に加え、 LEP [ 43 ]やLHC [ 44 ]に始まり、コンパクト・リニアコライダー（CLIC）[ 45 ]、光子衝突型加速器、そして将来の陽子加速器に至るまで、将来の加速器の提唱者であり支持者でもある。当然のことながら、彼の理論的研究はこれらのつながりを反映しており、例えばスタンフォード・リニアコライダー（SLC）とLEPのデータを用いてトップクォークとヒッグス粒子の質量を予測できることを示した。[ 46 ]

LHCに関しては、エリスは1984年に開催された、そのような加速器で行われる物理学に関する画期的なワークショップで主導的な役割を果たしました。[ 47 ] [ 48 ] [ 44 ] それ以来、彼はLHCでのヒッグス粒子と超対称粒子の探索に関する多くの論文を、素粒子物理学コミュニティとより一般のレベルの両方に向けて執筆してきました。

ジョン・エリスは現在、将来の高エネルギー衝突型加速器複合施設に関するFCCの選択肢を強く支持している。[ 49 ]

賞と栄誉

物理学を世界中に広める

2008年11月、ビルツァイト大学にてジョン・エリス氏

エリスは、素粒子物理学および関連分野に関する公開講演に定期的に招かれ、フランス語、スペイン語、イタリア語、そして英語で講演を行っています。CERN滞在中は、学生や教師を含む来訪者向けに入門講演を頻繁に行っています。

CERNの非加盟国関係顧問を務めるジョン・エリス氏

エリス氏は、欧州連合（CERN）の科学活動に非ヨーロッパ諸国を巻き込むための尽力で知られています。LHC研究において、彼は物理学者、大学や研究所の管理者、資金提供機関の大臣、そして様々な国の外交団と頻繁に交流してきました。その対象は、米国、ロシア、日本、カナダ、インド、イスラエル、アルメニア、中国といったCERNの主要パートナーから、アゼルバイジャン、バルト三国、ボリビア、コロンビア、クロアチア、キプロス、イラン、マダガスカル、ニュージーランド、パキスタン、ルーマニア、スリランカ、ベトナム、パレスチナ、ルワンダといった、物理学プログラムが初期段階にある国々まで多岐にわたります。こうした交流は、CERNの国際性向上に貢献し、世界中で科学的な議論の道を切り開きました。

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