フォルカー・ビュルケルト
フォルカー・D・ブルケルト
職業物理学者、学者、研究者
受賞歴アメリカ物理学会ボナー賞、 米国バージニア州知事優秀科学者賞、アメリカ物理学会フェロー
学歴
教育BA、MS、物理学、PhD、哲学
母校ボン大学
学術研究
機関トーマス・ジェファーソン国立加速器施設（ジェファーソン研究所/JLab）

フォルカー・D・ビュルケルトはドイツの物理学者、学者、研究者である。彼は、バージニア州ニューポートニューズ（米国）にあるジェファーソン研究所（JLab）のトーマス・ジェファーソン国立加速器施設の主任スタッフサイエンティストである。 [ 1 ]彼は、スピン偏極電子散乱の研究実験において高輝度動作に適したCEBAF大型受入れ分光計（CLAS）の設計に大きく貢献した。

2002年から、ビュルケルトはCEBAF装置のエネルギーが12 GeVに倍増したことを最大限に活用するために必要な、はるかに高いレート能力に合わせて調整された新しい大型受入検出器CLAS12のコンセプトを開発しました。CLAS12は2018年から稼働しています。ビュルケルトの研究は、陽子の3次元構造を調査するJLabの主力プログラムに貢献しました。[ 2 ]

バーカートはアメリカ物理学会のフェローであり、[ 3 ] 2019年バージニア州知事優秀科学者賞を受賞している。[ 4 ]

教育

ビュルケルトはドイツのボン大学で学び、1967年に学士号、1969年に物理学の修士号、1975年に博士号を取得した。博士号取得後、1981年までボンで研究を続けた。[ 5 ]

キャリア

ビュルケルトは1975年にボン大学の研究員としてキャリアをスタートさせた。1978年にはドイツの助教授に昇進し、1984年までその職を務めた。この間、スイスの欧州原子核研究機構（CERN）の科学研究員として休暇を取得し、陽子-陽子交差貯蔵リング（ISR ）の軸場分光計（AFS）チームに加わった。1984年に米国で長期研究を行った後、1985年に連続電子ビーム加速器施設（CEBAF）にスタッフサイエンティストとして参加し、計画されていた3つの実験ホールのうち2つで原子核物理学実験用の機器開発に従事した。[ 6 ]

1992年、ビュルケルトは上級スタッフ科学者に昇進し、核子の励起状態を調べて核子の内部構造を解明し、理論家によるクォークモデルの開発を支援するための幅広い研究プログラムを開発した。同様の作業はヨーロッパとアジアの研究センターでも行われた。2003年、彼は実験部門ホールBと科学研究グループの責任者となり、陽子、中性子、原子核の内部のクォークとグルーオンの構造を調査する影響力の大きい科学プログラムを推進する科学者、エンジニア、技術者のチームを率いた。 [ 7 ]この間、ビュルケルトは、動作輝度が元のCLAS検出器の性能を1桁上回る新しい分光計システムCLAS12の概念設計を開発した。彼はCLAS12分光計システムと補助装置の設計、構築、試運転を監督した。[ 8 ]

研究

ビュルケルトは500本以上の科学論文を執筆・共著し、56,000件以上の引用がある。[ 9 ]研究初期の頃は、高エネルギー偏極電子ビームとスピン偏極水素・重水素標的を用いた核子励起を研究した。 [ 10 ]ボン大学電子加速器において、ビュルケルトはシンクロトロン加速過程において電子ビームに誘起される複数の脱偏極共鳴のエネルギーと強度を計測するための電子スピン偏極計を開発した。この成果により、科学実験に必要な加速過程における偏極値を高く維持するための補償手段を設計することが可能になった。[ 11 ]

CERNにおけるビュルケルトの研究は、最大31 GeVのエネルギーを持つ2本の陽子ビームを衝突させる硬散乱過程に焦点を当てていた。この研究は、陽子のグルーオン構造関数の初めての直接決定につながった。[ 12 ]ジェファーソン研究所（CEBAF）では、ビュルケルトは高エネルギー電子ビームと光子ビーム、偏極水素と重水素のターゲット、そして強力な電子ビームでの高速動作に適したCLAS検出器システムを用いて、陽子、中性子、原子核の構造を実験的に研究する研究プログラムを主導した。これにより、相互作用で生成されるすべての粒子がCLASで検出・同定される、電子散乱測定のみを行うという影響力の大きい科学プログラムが開拓された。検出器に必要な改造により、理論的に予測されていた深仮想コンプトン散乱（DVCS）過程の発見が可能となり[ 13 ]、陽子内部のクォーク分布とそれらの内部機械的特性の3D画像を構築するための大規模なプログラムの基礎が築かれました。これらの改造は、NSTARプログラムの一環として陽子の一連の励起状態の内部構造を明らかにする測定においても極めて重要でした。

原子核物理学と素粒子物理学

BurkertはCLASの設計、建設、性能に大きく貢献した。[ 6 ]陽子内部の圧力分布に関する研究は、素粒子内部の強い相互作用メカニズムと、陽子で初めて観測された極めて高い圧力の原因についての知見を与えた。さらに、陽子、中性子、原子核の基本的な重力特性と機械的特性に関する新たな研究分野を開拓し、素粒子内部の法線応力とせん断応力、およびそれらの物理的半径へのアクセスを可能にした。[ 14 ]この研究の成果は、コンプトン形状因子の抽出を通じて、核子の断層像を明らかにした。[ 15 ]この結果は、陽子上での光子の硬排他的電子生成における微分断面積とビームスピン非対称性を、広い運動学的範囲にわたって高い統計精度で以前に測定した結果に基づいている。[ 16 ]

ブルケルトは2003年から2004年にかけて行われた多数の実験結果をレビューし、4つのクォークと1つの反クォークからなるエキゾチックな重粒子Ɵ + (1535) の存在の証拠を発見した。この重粒子は、例えば重水素のɣd→K-(K + n)pなどの光生成過程で生成される。このようなエキゾチックな状態は、核子や他の重粒子に存在する3つのクォークだけでは形成できず、4つのクォークと1つの反クォークの組み合わせを必要とする量子数を持つ。彼は​​、Θ + (1535) 状態の実験的証拠は新たな精密データによって大幅に弱まり、(K + n) 系における500 KeV未満の非常に狭い固有エネルギー幅を持つ仮説的な重粒子状態のみが存在する余地を残し、そのような状態が存在する可能性は非常に低いことを発見した。[ 17 ]

実験と理論の両方における励起核子共鳴の電気励起の研究の進歩のレビューでは、4 つの最低励起状態の遷移振幅が強調されています。[ 18 ]これらの結果は、アップクォークとダウンクォークのみで構成される 3 価クォークの標準クォークモデルでは、小さな光子仮想性での共鳴遷移振幅を説明できないことを示しています。中間子 - 重粒子の寄与を含む、より高次のフォック状態を含める必要があります。これらの結果は、ローパー共鳴[ 19 ]に関する長年の論争の解決に道を開いた。ローパー共鳴は、基底状態核子の最低質量のラジアル励起である。その遷移振幅は、遠距離で調査した場合のクォークモデルの予測から大きく逸脱し、この共鳴を、波動関数の構造部分としてグルーオンを使用するハイブリッド励起[ 20 ]および動的中間子 - 重粒子励起として、よりエキゾチックな解釈を呼び起こすことになった。[ 21 ] このことはProgress in Nuclear and Particle PhysicsやReview of Modern Physicsでも議論されている。[ 22 ]同様ではあるが小さい効果が他の励起状態Δ(1232)3/2 +、N(1520)3/2 − 、N(1535)1/2-でも見られ、これが電磁相互作用における共鳴励起への基本的な寄与である可能性を示している。

賞と栄誉

  • 2004年 - アメリカ物理学会核物理学部門フェロー[ 3 ]
  • 2013年 -粒子データグループ（PDG）、不安定重粒子セクションメンバー
  • 2019年 - バージニア州知事優秀科学者賞[ 4 ]
  • 2021年 - 原子核および素粒子物理学における優れた業績、MARQUIS Who's Who、[ 23 ]
  • 2025年 - アメリカ物理学会/原子核物理学部門ボナー賞

参考文献

  • CEBAF大型受入分光計（CLAS）. 核物理研究における核計測・分析法 A部：加速器、分光計、検出器および関連機器, 503(3), 513–553.
  • N* 物理学と非摂動量子色力学、S. Simula、B. Saghai、VD Burkert、NC Mukhopadhyay (編)、1999 年発行、Springer ISBN 978-3-211-83299-8。
  • 励起核子とハドロン構造、NSTAR 2000会議議事録、2000年2月16～19日、ニューポートニューズ、米国。World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.、Burkert VD、Elouadrhiri L.、Kelly JJ、Minehart RC（編）、
  • フランク・クローズ、サンディ・ドナチー、グラハム・ショー編 (2007).電磁相互作用とハドロン構造. doi : 10.1017/CBO9780511534928 . ISBN 978-0-521-84420-8。
  • 第 8 回国際励起核子物理学ワークショップ、米国バージニア州ニューポートニューズ、2011 年 5 月 17 ～ 20 日、AIP 会議議事録、ニューヨーク州メルヴィル、2012 年、Burkert, VD、Jones, M.、Pennington, M.、Richards, D. (編)。
  • 第 12 回国際中間子-核子物理学および核子の構造会議、AIP 会議議事録/高エネルギー物理学)、D. Armstrong、V. Burkert、W. Detmold、J. Dudek、JP Chen、W. Melnitchouk、D. Richards (編)、2011 年。ISBN 9780735409347。
  • 粒子データグループ、田中正人、他「粒子物理学レビュー」、Physical Review D、98(3)、030001 (2018)。
  • ローパー共鳴：50年パズルの解決に向けて。Reviews of Modern Physics、91(1)、011003。
  • 粒子データグループ、Zyla, P. 他「粒子物理学レビュー」理論・実験物理学の進歩、2020(8)、083C01。
  • ジェファーソン研究所のCLAS12分光計。核物理学研究における計測機器と方法セクションA：加速器、分光計、検出器および関連機器、959、163419（2020年）。

参考文献

  1. ^ “フォルカー・ブルケルト” . www.jlab.org 。2022 年5 月 3 日に取得。
  2. ^ 「ホールB物理プログラムとアップグレード計画」（PDF） . 2022年5月3日閲覧。
  3. ^ a b「APSフェローアーカイブ」www.aps.org . 2022年5月3日閲覧。
  4. ^ a b「フォルカー・バーケルト氏がバージニア州の優秀科学者に選出 | ジェファーソン研究所」 www.jlab.org 2019年9月12日. 2022年5月3日閲覧。
  5. ^ "ORCID" . orcid.org . 2022年5月3日閲覧。
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  23. ^モデレーター、Marquis Who's Who (2021年10月12日). 「Volker D. Burkert, Ph.D.」Marquis Who's Who Top Scientists . 2022年7月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年5月3日閲覧。
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