John Alexander Simpson - John Alexander Simpson
John Alexander Simpson | |
|---|---|
 | |
| narozený |
3. listopadu 1916 |
| Zemřel | 31. srpna 2000 (ve věku 83) |
| Státní občanství | Spojené státy |
| Alma mater |
Reed College New York University |
| Známý jako |
Kosmický paprsek Jaderná fyzika vysokoenergetická astrofyzika Průzkum vesmíru |
| Ocenění |
Gagarinova medaile (1986) Cena Bruna Rossiho (1991) Medaile Arctowski (1993) Cena Leo Szilarda za přednášku (1999) Medaile Williama Bowieho (2000) |
| Vědecká kariéra | |
| Pole | fyzika |
| Instituce |
Laboratoř astrofyziky a kosmického výzkumu na University of Chicago (LASR) Washington DC |
| Doktorandi |
Sam Treiman Edward C. Stone George Gloeckler Brian Cartwright Glenn M. Mason James J. Beatty |
John Alexander Simpson (3. listopadu 1916 - 31. srpna 2000) byl americký fyzik a pedagog vědy. Byl hluboce odhodlán vzdělávat veřejnost a politické vůdce o vědě a jejích důsledcích, zejména jako hlavní zakladatel Bulletinu atomových vědců a dlouholetý člen rady organizací sponzorů.
Je známý pro vynálezy, jako je proporcionální počitadlo toku částic α-částic (pro měření výtěžku plutonia v přítomnosti vysoce intenzivních štěpných produktů), a neutronový monitor a pro vypuštění několika nástrojů, které vytvořil, do vesmíru.
Simpson strávil svou kariéru jako instruktor a výzkumný pracovník na Institutu Enrica Fermiho a katedry fyziky na Chicagské univerzitě , kde prováděl experimenty v jaderné fyzice a s kosmickými paprsky . Jeho výzkum pokračoval až několik týdnů před jeho smrtí. Zemřel na zápal plic, který utrpěl v nemocnici po úspěšné operaci srdce . V roce, kdy zemřel, jeho přístroje ve vesmíru posílaly data zpět téměř 40 let.
Časný život
Simpson, který se narodil v Portlandu v Oregonu , byl v raných létech uznávaným klarinetistou a saxofonistou a za svou virtuozitu získal ocenění na střední škole . V roce 1940 získal titul AB na Reed College , kde se začal zajímat o historii vědy a techniky od Řeků přes středověk až po nejnovější objevy v astronomii a fyzice . V roce 1943 získal MS na New York University a o rok později doktorát . Bylo to na New York University v roce 1943, kdy byl Simpson pozván, aby byl zaměstnán na University of Chicago . Volney Wilson, správce metalurgické laboratoře univerzity, ho požádal, aby pomohl vymyslet nástroje pro měření vysokých úrovní radioaktivity . Trvalo to hodně přesvědčivě, ale Simpson nakonec souhlasil, že pomůže.
Výzkum
Simpson zahájil svou profesionální kariéru jako fyzik v roce 1943, kdy působil jako vedoucí skupiny v projektu Manhattan . Projekt Manhattan byl kódovým označením pro projekt Spojených států se Spojeným královstvím a Kanadou provedený během druhé světové války s cílem vyvinout první atomové bomby . Bylo běžné, že vláda během druhé světové války na tyto úkoly nabírala fyziky. Simpson se této nabídky chopil poté, co uznal sociální a lidské důsledky jaderné energie a chtěl se podílet na jejím vývoji. Z tohoto důvodu se Simpson stal zakládajícím členem a prvním předsedou atomových vědců v Chicagu v srpnu 1945, den poté, co USA shodily atomovou bombu na Hirošimu a dva roky po začátku své kariéry. Ve stejném roce byl také spoluzakladatelem Bulletinu atomových vědců . Cílem bulletinu bylo vysvětlit důsledky atomové bomby a poskytnout racionální postup v reakci na tyto důsledky. V časopise Life z 29. října 1945 Simpson spolu s Eugenem Rabinowitchem hovořili o jejich zapojení do jaderné energie a uvedli, že vědci poprvé uznali morální odpovědnost varovat před nebezpečím jakéhokoli dalšího použití jaderných zbraní . Simpson měl pocit, že vědci a inženýři již nemohou zůstat stranou důsledků jejich práce.
Ve stejném roce začal působit jako profesor na univerzitě v Chicagu jako instruktor fyziky a zůstal tam po celou dobu své kariéry ve výzkumu až krátce před svou smrtí v srpnu 2000. V roce 1945 pracoval také jako neoficiální poradce v Connecticutu Senátor Brien McMahon poté, co si vzal volno z univerzity. Jako součást univerzitní fakulty Simpson vynalezl a patentoval proporcionální čítač toku částic α-částic pro měření výtěžku plutonia za přítomnosti produktů štěpení s vysokou intenzitou potrubím plynem nesoucím plutonium přes samotný čítač.
Simpson má pod svým jménem 15 patentů, které zahrnují proporcionální čítač s více vodiči , zařízení zvyšující přesnost a rychlost čtení záření a monitor Neutron . Nancy Farley Woodová spolupracovala se Simpsonem a je pověřena vývojem a výrobou detektorů záření pro laboratoř.
V roce 1946 vyvinul Simpson zvláštní zájem o kosmické paprsky. Počínaje vyšetřováním neutronů kosmického záření v nižší atmosféře byl Simpson od počátečních fází pole a svými vědeckými výzkumy významně přispíval v průběhu let k jeho vývoji . Simpsonovy příspěvky byly jedinečné v tom, že svou práci dokončil způsobem, který posílil úspěchy a kariéru ostatních kolem něj. V roce 1955 dal Eugene N. Parkerovi pozici výzkumného pracovníka na Institutu Enrica Fermiho z Chicagské univerzity a jeho pokrok byl do značné míry důsledkem pokračující podpory Simpsona. Jeho výzkum neutronů kosmického záření ve spodní atmosféře byl vyvinut z práce Serge Korffa před druhou světovou válkou. V roce 1949 Simpson přispěl k objevu, že účinek šířky pozorovaný u neutronů je přibližně 20krát větší než u ionizačních komor . V roce 1951 zjistil, že časové variace jsou také mnohem větší. Poznal potenciál neutronů a částic kosmického záření s nižší energií pro zkoumání příčin časových variací. Ten rok také vynalezl neutronový monitor, aby splnil potřebu stabilního pozemního detektoru neutronů. Přitom založil neutronové monitorovací stanice na různých místech, včetně Peru, Huancayo , Mexika, Mexico City , Nového Mexika , Sacramento Peak , Colorada, Climaxu a Chicaga Illinois .
V letech 1954 a 1955 Simpson na těchto neutronových monitorovacích stanicích zkoumal globální a časové variace kosmických paprsků po celém světě. V roce 1956 poskytla první přímý pohled na stav věcí v meziplanetárním prostoru obří záře kosmického záření . V tomto okamžiku se vědecká komunita obklopující kosmické paprsky a sluneční aktivitu rozrostla a pro Mezinárodní geofyzikální rok (1957–58) byl Simpson jedním z 12 vědců odpovědných za organizaci a koordinaci mezinárodního programu, což mu pomohlo dosáhnout obrovského úspěchu.
Na konci roku 1957 po zahájení Sputniku ze strany Sovětského svazu , Simpson, když si uvědomil, že je nezbytné pro nás poslat přístrojů do vesmíru, nastínil vědeckou situaci a jeho plány pro takové činnosti na univerzitní kancléřka Lawrence Kimpton . Společnost Kimpton poskytla společnosti Simpson částku 5 000 $ na uvedení projektu do praxe a ve spolupráci s Peterem Meyerem vyvinula malé detektory lehkých částic vhodné pro vesmírné prostředí. První Simpsonův detektor částic byl vypuštěn v roce 1958 na kosmické lodi Pioneer 2 .
V roce 1962 založili Simpson a profesor Peter Meyer Laboratoř pro astrofyziku a vesmírný výzkum (LASR), která byla postavena v rámci Enrico Fermi Institute na University of Chicago. NASA přispěla do laboratoře a financovala budovu pro LASR, která byla dokončena v roce 1964. Při vývoji laboratorních přístrojů a výzkumu vesmíru byly sloučeny pod jednu střechu spolu s teoretickým výzkumem spojeným s výsledky probíhajících výzkumů a vesmírných experimentů.
V roce 1965 postavil Simpson spolu se svými studenty a spolupracovníky první detektory kosmického záření (částice energie), které navštívili Mars . V roce 1973 navštívil Jupiter jako první ; v roce 1974 Merkur ; v roce 1979 byl navštíven Saturn . Mise Jupitera detekovala relativistickou (3–30 MeV) elektronovou populaci, kterou planeta emitovala poprvé; elektrony byly pozorovány uvnitř jovianské magnetosféry a poté unikly ve vzdálenostech nejméně 1 AU . Simpsonova detekce v roce 1974 poprvé prokázala, že magnetická pole pozorovaná na Merkuru nebyla přenášena ze Slunce dopadajícím slunečním větrem , ale ve skutečnosti patřila planetě samotné. Simpson pomáhal rozvíjet misi od konceptu od roku 1959. Také v roce 1980 mu jeho detekce malé mezery v distribuci energetických částic zachycených v magnetickém poli Saturnu naznačila přítomnost dříve nezjištěného malého měsíce obíhajícího kolem ta poloha v prostoru a absorbující částice, které by se jinak našly bez narušení. Vědci následně opticky identifikovali Saturnův měsíc. V letech 1976 a 1982 Simpson také detekoval výbuchy energetických částic spojených s průchodem rázových vln ve slunečním větru a poskytl důkaz, že přechod slouží jako účinný urychlovač částic.
V roce 1970 Simpson, William Dietrich a John David Anglin zjistili, že některé impulzivní Sun světlice vyrábět energetických částic, z nichž Helium-3 , světlo neradioaktivní izotop z heliem se dvěma protony a jednoho neutronu, je alespoň desetkrát hojnější než héliem 4 , neradioaktivní a lehký izotop helia. Na Zemi je Helium-4 tím, co zde tvoří asi 99,986% helia. V roce 1973 jeho přístroje na Pioneer 10 a 11 ukázaly zvýšení intenzity kosmického záření asi o 1 procento na AU. V roce 1975 zjistil, že během nízkého bodu aktivity před třemi lety byla nadbytek kosmického záření hélia podivně zvýšena při těchto velmi nízkých energiích, na rozdíl od toho, že klesá s klesajícími energiemi, jako to dělají protony k nulové energii .
V letech 1975 a 1977 Simpson zjistil, že jádra berýlia 10 jsou v kosmických paprscích vzácná a že tento nedostatek naznačuje, že existují asi 2 x 10 7 let. To ho vedlo k závěru, že kosmické paprsky procházejí volně mezi plynným diskem a prodlouženou magnetickou halo částí galaxie , kde hustota okolního plynu je více než 10-2 atomů / cm 3 nebo méně.
V 80. letech 20. století vyvinuli Simpson a AJ Tuzzolino nástroj pro sledování toku prachu, který zahrnoval tenkou vrstvu plastu, která byla polymerována v přítomnosti silného elektrického pole kolmého k rovině plastu a poté elektricky polarizována nesoucí kladný elektrický náboj na jedné jeho povrchů a záporný náboj na druhé straně. Způsob, jakým fungoval, byl takový, že částice prachu nebo těžké jádro pronikající přes vrstvu se nejprve odpaří na malé ploše, uvolní náboje a poté elektrický signál indikuje umístění a velikost otvoru v plastu, který je kalibrován tak, aby poskytoval informace na jeho rychlosti a velikosti. Tyto kalibrace probíhaly od roku 1985 do roku 1989. Simpsonovo zařízení bylo používáno na kosmických lodích Vega 1 a Vega 2 na Halleyovu kometu v roce 1986 a v tomto roce mu bylo uděleno Gagarinovo vyznamenání za průzkum vesmíru za jeho přínos k úspěchu mise Vega, jako jeho nástroje se jako jediné ze Spojených států setkaly s kometou.
Úspěchy
John Alexander Simpson je známý pro vynálezy, jako je proporcionální počitadlo toku částic α-částic pro měření výtěžku plutonia v přítomnosti vysoce intenzivních štěpných produktů a monitor neutronů . Jeho nekrolog v The Guardian poznamenal, že byl jedním z nejplodnějších vynálezců vědeckých nástrojů pro průzkum vesmíru . V roce 1958 byl jeho první vytvořený nástroj vypuštěn do vesmíru a poslední dva byly vypuštěny v roce 1999. Jeden na palubě Stardustu se setkal s kometou Wild-2 , zmrzlou sněhovou koulí o průměru jeden a půl míle v roce 2004.
V roce 1959 byl Simpson zvolen do Národní akademie věd , v roce 1968 zastával první křeslo v Ryersonu a stal se profesorem Distinguished Service Professor na své univerzitě, v roce 1974 byl jako první jmenován předsedou Comptonu a v roce 1986 se stal emeritním . Simpson je držitelem Gagarinovy medaile z roku 1986 za průzkum vesmíru za přínos k úspěchu mise Vega , která na začátku toho roku poslala satelity k Halleyově kometě . V roce 1991 mu byla udělena cena Bruna Rossiho od Americké astronomické společnosti za přínos k vysokoenergetické astrofyzice a v roce 1993 mu byla udělena Arctowského medaile Národní akademie věd. V roce 1999 mu byla udělena cena Leo Szilard Lectureship Award za roli při vzdělávání vědců, členů Kongresu Spojených států a veřejnosti o důležitosti civilní kontroly nad jadernou politikou a za jeho kritické úsilí při plánování a provádění Mezinárodního geofyzikálního roku . V roce 2000 mu byla navíc udělena medaile Williama Bowieho, což je nejvyšší ocenění udělené Americkou geofyzikální unií za jeho rozsáhlý průzkum kosmických paprsků a dalších energetických částic , kterými je naše planeta neustále bombardována. Je známý jako vynikající profesor, který během své akademické kariéry dohlížel na výzkum 34 doktorandů, z nichž mnozí jsou nyní lídry v kosmických vědách. Simpson také poskytl přednášky veřejnosti s využitím finančních prostředků v roce 1974, které pocházely z jeho Compton Chair ve snaze oslovit širší publikum svým výzkumem. V roce 1982 také založil a stal se prvním předsedou pracovní skupiny pro vesmírnou vědu ve Washingtonu, DC , aby zastupoval laboratoře pro vesmírnou vědu při jednání s kongresem a NASA