ジョセフ・ドワイヤー（物理学者）
ジョセフ・ドワイヤー
母校シカゴ大学
科学者としてのキャリア
フィールド物理

ジョセフ・R・ドワイヤー（1963年生まれ）は、雷の研究で知られるアメリカの物理学者。ニューハンプシャー大学の物理学教授。ドワイヤーは1994年にシカゴ大学で物理学の博士号を取得し、コロンビア大学とメリーランド大学で研究者として宇宙線物理学とガンマ線天文学の研究を行い、2000年にフロリダ工科大学の教授に加わった。フロリダ州メルボルンに引っ越した後、ドワイヤーは雷物理学に興味を持つようになり、現在は雷雨と雷による高エネルギー放射線生成に焦点を当てた研究を行っている。2002年、ドワイヤーと共同研究者はロケット誘雷が大量のX線を生成することを発見し、暴走ブレークダウンとして知られる大気現象の詳細な研究を初めて可能にした。2014年、ドワイヤーはフロリダ工科大学を離れ、ニューハンプシャー大学に着任した。

研究

2002年、ドワイヤーはフロリダ工科大学およびフロリダ大学の同僚とともに、フロリダ州キャンプ・ブランディングにある現在フロリダ大学/フロリダ工科大学国際雷研究試験センター（ICLRT）として知られる施設で、雷雨の最中にロケットを打ち上げた。ドワイヤーと彼の学生が製作した、シンチレーション検出器を含む強力にシールドされた機器を使用して、彼らは雷が確かにX線を生成すること、そして雷ではX線が放射されるのが一般的であることを発見した。この研究はサイエンス誌に掲載された（Dwyer et al. 2003）。[1]それ以来、ドワイヤーと彼の共同研究者は、雷からのX線放射の多くの重要な特性を明らかにしてきた。その中には、X線放射は雷のステップ過程で生成されること、[2]エネルギーが約1 MeVまで達すること、そしてX線は伝搬する際に先導雷によって生成される高電場領域で生成されることなどがある。[3] [4] 2005年には、雷からのX線とガンマ線の測定を継続し、雷雨に関連するX線の特性をさらに研究するために、24個の検出器アレイであるTERA（Thunderstorm Energetic Radiation Array）が構築されました。[5]また、2005年にドワイヤーと共同研究者は、空気中の長い実験室の火花も雷に似たX線を生成するという驚くべき発見をしました。[6]それ以来、世界中の多くのグループが火花からのX線放射を研究するようになりました。 最近では、ドワイヤーと彼のチームはICLRTにX線カメラを製作して設置し、世界初の雷のX線画像を作成しました。[7]ドワイヤーは、高エネルギー大気物理学という新興分​​野にも重要な理論的貢献を果たしており、暴走電子や暴走崩壊の物理学、[8]ガンマ線や無線周波放射や大気ノイズ、[3] [9]雷の発生に関する研究などを行っている。[8] 2003年には、相対論的暴走電子雪崩の相対論的フィードバック機構[10]を提示した。これは、雷雲が地球ガンマ線フラッシュ（TGF）と呼ばれる非常に大きなガンマ線フラッシュを生成する仕組みを説明する、空気中の新しい放電機構である。 [11]この研究は、陽電子 の重要性も示した。雷雲の電気力学における反電子ビーム（TGF）の役割を研究しました。UCSCのデイビッド・スミス氏との共同研究により、TGFはこれまで考えられていた高高度ではなく、大気圏深部から発生することが明らかになりました。実際、ドワイヤー氏と彼のチームは2004年にキャンプ・ブランディングで地上レベルのTGFを観測しました。[12] 最後に、コンプトン・ガンマ線観測衛星のBATSEデータを用いて、ドワイヤー氏と共同研究者は、雷雨からの高エネルギー放射によって生成される地表電子ビーム（TEB）[13]を内部磁気圏内で発見しました。

実績

ドワイヤーは100本以上の科学研究論文を執筆または共著しており、そのうち40本以上は雷、地上ガンマ線フラッシュ、雷からのX線に関するものである。彼は、雷に関するPBS/NOVAウェブサイトにコンテンツを提供している。[14]彼は、多くの大学のコロキウム、会議、ワークショップで自分の研究について講演している。彼の研究は、Nova ScienceNow、[15]ディスカバリーチャンネル、[16]ウェザーチャンネル、BBCなど、複数のドキュメンタリーにも登場している。[17]ドワイヤーはフロリダ工科大学のジオスペース物理学研究所の所長、大学院生のアドバイザー、アメリカ地球物理学連合の会員であり、フロリダ工科大学がフロリダ大学の雷研究グループと共同で国際雷研究試験センターを運営するのを支援している。

ドワイヤーは2019年にアメリカ地球物理学連合のフェローに任命された。[18]

参照

参考文献

  1. ^ Dwyer, Joseph R.; Uman, Martin A.; Rassoul, Hamid K.; Al-Dayeh, Maher; Caraway, Lee; Jerauld, Jason; Rakov, Vladimir A.; Jordan, Douglas M.; Rambo, Keith J.; Corbin, Vincent; Wright, Brian (2004年1月4日). 「ロケット誘雷時に生成される高エネルギー放射線」 . Science . 299 (5607): 694– 697. doi :10.1126/science.1078940. PMID  12560549. 2005年1月4日閲覧.
  2. ^ 「雲対地雷の先行ステップに関連するX線バースト」『地球物理学研究レター』 2003年1月31日。2007年9月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2003年1月31日閲覧。
  3. ^ ab 「ロケット誘雷からのX線放射測定」『地球物理学研究レター』 2004年3月13日。2005年4月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2004年3月13日閲覧。
  4. ^ 「雷からのX線放射の意義」『地球物理学研究レター』 2004年6月18日。2004年9月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2004年6月18日閲覧。
  5. ^ 「雷雨エネルギー放射アレイ（TERA）によるロケット誘雷からのX線放射特性の測定」『Journal of Geophysical Research』2009年9月15日。 2009年9月15日閲覧。[永久リンク切れ]
  6. ^ 「実験室の空気中スパークによって生成されるX線バースト」『地球物理学研究レター』 2005年10月22日。2013年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2005年10月22日閲覧。
  7. ^ 「誘発雷撃のダートリーダーの高速X線画像」『Journal of Geophysical Research』、2011年10月26日。2013年2月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年10月26日閲覧。
  8. ^ ab 「空気中の電界に関する基本的な限界」『地球物理学研究レター』 2003年10月25日。2003年12月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2003年10月25日閲覧。
  9. ^ 「雷雲静電場の遠隔測定」『Journal of Geophysical Research』、2009年5月7日。2009年6月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年5月7日閲覧。
  10. ^ 「地上ガンマ線フラッシュの発生メカニズム」『Journal of Geophysical Research』、2008年5月20日。2011年11月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年5月20日閲覧。
  11. ^ 「雷とガンマ線フラッシュの可能性」物理学、2011年1月3日。 2011年1月3日閲覧。
  12. ^ 「ロケット誘雷に伴う地上ガンマ線バーストの観測」『地球物理学研究レター』 2004年3月13日。2004年5月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2004年3月13日閲覧。
  13. ^ 「雷雨によって宇宙に打ち上げられた高エネルギー電子ビーム」『地球物理学研究レター』 2008年1月31日。2008年2月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年1月31日閲覧。
  14. ^ 「Lightning: エキスパートQ&A」NOVA、2005年10月1日。 2005年10月1日閲覧。
  15. ^ 「雷の仕組み」NOVA、2005年10月1日。 2005年10月1日閲覧。
  16. ^ 「宇宙線が雷の発生原因を解明か」ディスカバリー・ニュース、2009年6月9日。 2009年6月9日閲覧。
  17. ^ 「地球上の雷雨から流れ出る反物質を捉える」BBCニュース、2011年1月11日。 2011年1月11日閲覧。
  18. ^ Bell, Robin; Holmes, Mary (2019). 「2019年度AGUフェロー発表」. Eos . 100. doi : 10.1029/2019eo131029 . 2020年6月19日閲覧。
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