Johna Alexandra Simpsona

Johna Alexandra Simpsona
Urodzić się	( 03.11.1916 ) 3 listopada 1916 Portland , Oregon
Zmarł	31 sierpnia 2000 ( w wieku 83) ( 31.08.2000 )
Obywatelstwo	Stany Zjednoczone
Alma Mater	Reed College na Uniwersytecie Nowojorskim
Znany z	Promieniowanie kosmiczne Fizyka jądrowa Astrofizyka wysokich energii Eksploracja kosmosu
Nagrody	Medal Gagarina (1986) Nagroda Bruno Rossiego (1991) Medal Arctowskiego (1993) Nagroda Lectureship Leo Szilarda (1999) Medal Williama Bowiego (2000)
Kariera naukowa
Pola	fizyka
Instytucje	Laboratorium Astrofizyki i Badań Kosmicznych Uniwersytetu w Chicago (LASR) w Waszyngtonie
Doradcy akademiccy	Siergieja Aleksandra Korffa
Doktoranci	Sam Treiman Edward C. Stone George Gloeckler Brian Cartwright Glenn M. Mason James J. Beatty Douglas C. Hamilton

John Alexander Simpson (3 listopada 1916 - 31 sierpnia 2000) był amerykańskim fizykiem i pedagogiem. Był głęboko zaangażowany w edukowanie społeczeństwa i przywódców politycznych na temat nauki i jej implikacji, przede wszystkim jako główny założyciel Biuletynu Naukowców Atomowych i długoletni członek Rady Sponsorów organizacji.

Znany jest z wynalazków, takich jak proporcjonalny licznik cząstek α ​​przepływu gazu (do pomiaru wydajności plutonu w obecności produktów rozszczepienia o dużej intensywności) i monitor neutronów , a także z wystrzelenia w kosmos kilku stworzonych przez siebie instrumentów, takich jak monitor strumienia pyłu na pokładzie statku kosmicznego Stardust .

Simpson spędził swoją karierę jako instruktor i badacz w Instytucie Enrico Fermi i Wydziale Fizyki Uniwersytetu w Chicago , gdzie prowadził eksperymenty z fizyki jądrowej i promieni kosmicznych . Jego badania trwały aż do kilku tygodni przed śmiercią. Zmarł na zapalenie płuc , którego nabawił się w szpitalu po udanej operacji serca . W roku jego śmierci jego instrumenty w kosmosie wysyłały dane przez prawie 40 lat.

Wczesne życie

Urodzony w Portland w stanie Oregon , Simpson był znakomitym klarnecistą i saksofonistą we wczesnych latach, otrzymując nagrodę w szkole średniej za swoją wirtuozerię . Uzyskał stopień AB w Reed College w 1940 roku, gdzie zainteresował się historią nauki i techniki od Greków przez średniowiecze po najnowsze odkrycia astronomii i fizyki . Uzyskał tytuł magistra na Uniwersytecie Nowojorskim w 1943 r., a doktorat rok później. To było na New York University w 1943 roku, kiedy Simpson został zaproszony do pracy na University of Chicago . Volney Wilson, administrator w uniwersyteckim Laboratorium Metalurgicznym, poprosił go o pomoc w wynalezieniu instrumentów do pomiaru wysokiego poziomu radioaktywności . Trzeba było dużo przekonywać, ale Simpson w końcu zgodził się pomóc.

Badania

Simpson rozpoczął swoją karierę zawodową jako fizyk w 1943 roku, gdzie pełnił funkcję lidera grupy w Projekcie Manhattan . Projekt Manhattan był kryptonimem projektu Stanów Zjednoczonych z Wielką Brytanią i Kanadą prowadzonego podczas II wojny światowej w celu opracowania pierwszej bomby atomowej . Podczas II wojny światowej rządy często rekrutowały fizyków do takich zadań. Simpson przyjął ofertę po uznaniu społecznych i ludzkich implikacji energii jądrowej i chciał uczestniczyć w jego rozwoju. Z tego powodu Simpson został członkiem-założycielem i pierwszym przewodniczącym Atomic Scientists of Chicago w sierpniu 1945 r., Dzień po zrzuceniu bomby atomowej na Hiroszimę przez Stany Zjednoczone i dwa lata po rozpoczęciu jego kariery. W tym samym roku był także współzałożycielem Biuletynu Naukowców Atomowych . Celem biuletynu było przedstawienie implikacji bomby atomowej i przedstawienie racjonalnych sposobów działania w odpowiedzi na implikacje. W numerze Life z 29 października 1945 r . Simpson wraz z Eugene'em Rabinowiczem , mówił o swoim zaangażowaniu w energię jądrową i powiedział, że naukowcy po raz pierwszy uznali moralny obowiązek ostrzegania przed niebezpieczeństwem dalszego użycia broni jądrowej . Simpson uważał, że naukowcy i inżynierowie nie mogą dłużej trzymać się z daleka od konsekwencji swojej pracy.

W tym samym roku Simpson rozpoczął swoją kadencję jako członek wydziału na Uniwersytecie w Chicago jako instruktor fizyki i pozostał tam przez całą swoją karierę, biorąc udział w badaniach aż na krótko przed śmiercią w sierpniu 2000 r. W 1945 r. Pracował również jako nieoficjalny doradca senatorowi z Connecticut Brienowi McMahonowi po urlopie na uniwersytecie. W ramach wydziału uniwersyteckiego Simpson wynalazł i opatentował „proporcjonalny licznik cząstek α ​​do przepływu gazu do pomiaru wydajności plutonu w obecności produktów rozszczepienia o dużej intensywności”, przepuszczając gaz zawierający pluton przez sam licznik.

Simpson ma pod swoim nazwiskiem 15 patentów, wśród których można wymienić wielodrutowy licznik proporcjonalny , urządzenie poprawiające dokładność i szybkość odczytu promieniowania oraz monitor neutronów . Nancy Farley Wood współpracowała z Simpsonem i jest uznawana za twórcę i twórcę detektorów promieniowania dla laboratorium.

Simpson był pionierem w badaniu promieni kosmicznych . Począwszy od 1946 roku od badań neutronów promieniowania kosmicznego w niższych warstwach atmosfery (opracowanych na podstawie prac Serge'a Korffa sprzed II wojny światowej ), przez lata znacząco przyczynił się do rozwoju tej dziedziny swoimi badaniami naukowymi. Wkład Simpsona był wyjątkowy, ponieważ wykonywał swoją pracę w sposób, który wspierał osiągnięcia i kariery innych wokół niego. W 1955 roku dał Eugene'owi N. Parkerowi pracę jako pracownik naukowy w Instytucie Enrico Fermi z University of Chicago, a jego postępy były w dużej mierze konsekwencją ciągłego wsparcia Simpsona. W 1949 roku Simpson przyczynił się do odkrycia, że ​​efekt szerokości geograficznej obserwowany w przypadku neutronów jest około 20 razy większy niż w przypadku komór jonizacyjnych ; w 1951 roku odkrył, że różnice czasowe są również znacznie większe. Rozpoznał potencjał neutronów i cząstek promieniowania kosmicznego o niższej energii w badaniu przyczyn zmian czasu. W tym samym roku wynalazł również monitor neutronów, aby zaspokoić zapotrzebowanie na stabilny naziemny detektor neutronów. W ten sposób założył stacje monitorowania neutronów w różnych miejscach, w tym Huancayo, Peru ; Meksyk, Meksyk ; Sacramento Peak, Nowy Meksyk ; Punkt kulminacyjny, Kolorado ; i Chicago, Illinois .

W latach 1954 i 1955 Simpson badał globalne i czasowe zmiany promieni kosmicznych na tych stacjach monitorowania neutronów na całym świecie. W 1956 roku gigantyczny rozbłysk promieniowania kosmicznego dostarczył pierwszego bezpośredniego wglądu w skład przestrzeni międzyplanetarnej . W tym momencie społeczność naukowa zajmująca się promieniami kosmicznymi i aktywnością słoneczną bardzo się rozrosła. Simpson był jednym z 12 naukowców odpowiedzialnych za organizację i koordynację Międzynarodowego Roku Geofizycznego (1957–58), przyczyniając się do jego ogromnego sukcesu.

Pod koniec 1957 roku, po wystrzeleniu Sputnika przez Związek Radziecki , Simpson, zdając sobie sprawę z konieczności wysłania przez USA instrumentów w kosmos, przedstawił sytuację naukową i swoje plany takiej działalności rektorowi uniwersytetu Lawrence'owi Kimptonowi . Kimpton przyznał Simpsonowi 5000 dolarów na rozpoczęcie projektu i nawiązał współpracę z Peterem Meyerem w celu opracowania małych, lekkich detektorów cząstek odpowiednich do środowiska kosmicznego. Pierwszy detektor cząstek Simpsona został wystrzelony w 1958 roku na statku kosmicznym Pioneer 2 .

W 1962 roku Simpson i profesor Peter Meyer założyli Laboratorium Astrofizyki i Badań Kosmicznych (LASR), które zostało zbudowane w Instytucie Enrico Fermi na Uniwersytecie w Chicago. NASA przyczyniła się do powstania laboratorium i sfinansowała budynek dla LASR, który został ukończony w 1964 roku. W laboratorium pod jednym dachem skonsolidowano rozwój instrumentów i badania kosmiczne, wraz z badaniami teoretycznymi związanymi z wynikami trwających badań i eksperymentami kosmicznymi.

W 1965 roku Simpson wraz ze swoimi studentami i współpracownikami zbudował pierwsze detektory promieniowania kosmicznego , aby odwiedzić Marsa . Jako pierwszy odwiedził również Jowisza (w 1973 r.), Merkurego (1974 r.) i Saturna (1979 r.). Misja Jowisza po raz pierwszy wykryła relatywistyczną (3-30 MeV) populację elektronów emitowaną przez planetę; elektrony obserwowano w magnetosferze Jowisza , a następnie uciekały na odległość co najmniej 1 jednostki astronomicznej . Wykrycie Simpsona w 1974 roku po raz pierwszy ustaliło, że pola magnetyczne obserwowane na Merkurym nie były przenoszone ze Słońca przez wiatr słoneczny , ale w rzeczywistości należały do ​​samej planety. Simpson pomagał rozwijać misję od 1959 roku. Również w 1980 roku wykrycie przez niego niewielkiej luki w rozkładzie cząstek energetycznych uwięzionych w polu magnetycznym Saturna wskazywało na obecność wcześniej niewykrytego małego księżyca krążącego w tym miejscu . w przestrzeni i pochłaniania cząstek, które inaczej zostałyby znalezione. Następnie naukowcy zidentyfikowali księżyc Saturna optycznie. W latach 1976 i 1982 Simpson wykrył również wybuchy energetycznych cząstek związane z przechodzeniem fal uderzeniowych w wietrze słonecznym i dostarczył dowodów na to, że przejście służy jako skuteczny akcelerator cząstek.

W 1970 roku Simpson, William Dietrich i John David Anglin odkryli, że niektóre impulsywne rozbłyski słoneczne wytwarzają energetyczne cząstki, wśród których hel-3 (lekki nieradioaktywny izotop helu z dwoma protonami i jednym neutronem ) jest co najmniej dziesięć razy liczniejszy niż hel-4 (inny lekki nieradioaktywny izotop helu z dwoma protonami i dwoma neutronami). Na Ziemi hel-4 stanowi około 99,986% całkowitego helu. W 1973 roku jego instrumenty na Pioneer 10 i Pioneer 11 wskazywały na wzrost intensywności promieniowania kosmicznego o około 1 procent na AU. W 1975 roku odkrył, że podczas najniższego punktu aktywności trzy lata wcześniej obfitość helu w promieniowaniu kosmicznym była dziwnie zwiększona przy tych bardzo niskich energiach, w przeciwieństwie do spadku energii wraz ze spadkiem protonów do energii zerowej .

W latach 1975 i 1977 Simpson odkrył, że jądra berylu-10 są rzadkie w promieniowaniu kosmicznym i że ten niedobór wskazuje, że istnieją one od około 2 x 107 ^lat . Doprowadziło go to do wniosku, że promienie kosmiczne swobodnie przechodzą między gazowym dyskiem a częścią galaktyki z rozszerzonym halo magnetycznym , gdzie gęstość otaczającego gazu jest rzędu 10-2 ^atomów /cm ³ lub mniej.

W latach 80. Simpson i AJ Tuzzolino opracowali monitor strumienia pyłu dla statku kosmicznego Stardust . Instrument obejmował cienki arkusz tworzywa sztucznego, który został spolimeryzowany w obecności silnego pola elektrycznego prostopadłego do płaszczyzny tworzywa sztucznego, a następnie spolaryzowany elektrycznie, przenosząc ładunek elektryczny dodatni na jednej z jego powierzchni i ładunek ujemny na drugiej. Kiedy cząsteczka pyłu lub ciężkie jądro wniknął w arkusz, odparował niewielki obszar, uwalniając ładunki na arkuszu i tworząc sygnał elektryczny, który wskazywał położenie i rozmiar otworu w plastiku; precyzyjna kalibracja umożliwiła wydobycie z sygnału informacji o zderzeniu, takich jak prędkość i rozmiar cząstek. Kalibracje te miały miejsce od 1985 do 1989 roku. To urządzenie było używane na Vega 1 i Vega 2 do komety Halleya w 1986 roku i przyniósł mu w tym roku Medal Gagarina za eksplorację kosmosu za wkład w sukces misji Vega, ponieważ jego instrumenty jako jedyne ze Stanów Zjednoczonych napotkały kometę.

Osiągnięcia

John Alexander Simpson jest znany z wynalazków, takich jak „proporcjonalny licznik cząstek α ​​do przepływu gazu”, który mierzy wydajność plutonu w obecności produktów rozszczepienia o dużej intensywności, oraz monitor neutronów . W swoim nekrologu w The Guardian odnotowano, że był jednym z najbardziej płodnych wynalazców instrumentów naukowych do eksploracji kosmosu . Pierwszy z jego instrumentów wystrzelony w kosmos miał miejsce w 1958 roku; ostatnie dwa zostały wystrzelone w 1999 roku, jeden na pokładzie statku kosmicznego Ulysses , a drugi na pokładzie Stardust .

W 1959 roku Simpson został wybrany do Narodowej Akademii Nauk . W 1968 roku objął pierwszą katedrę Ryersona i został mianowany profesorem wybitnej służby na Uniwersytecie w Chicago; w 1974 r. jako pierwszy został powołany na katedrę Compton, aw 1986 r. został emerytem .

Simpson jest laureatem Medalu Gagarina za eksplorację kosmosu w 1986 roku za wkład w sukces programu Vega , który wysłał satelity do komety Halleya na początku tego roku. W 1991 roku otrzymał nagrodę Bruno Rossi od Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego za wkład w astrofizykę wysokich energii , aw 1993 został odznaczony Medalem Arctowskiego Narodowej Akademii Nauk. W 1999 roku otrzymał nagrodę Leo Szilard Lectureship Award za wkład w kształcenie naukowców, członków Kongres Stanów Zjednoczonych i opinię publiczną na temat znaczenia cywilnej kontroli polityki nuklearnej oraz jego krytycznych wysiłków w planowaniu i realizacji Międzynarodowego Roku Geofizycznego . W 2000 roku został dodatkowo odznaczony Medalem Williama Bowiego , najwyższym odznaczeniem przyznawanym przez Amerykańską Unię Geofizyczną , za szeroko zakrojone badania promieni kosmicznych i innych cząstek energetycznych bombardujących Ziemię.

Był znanym wybitnym profesorem, który w trakcie swojej kariery naukowej nadzorował badania 34 doktorantów, z których wielu jest obecnie liderami nauk o kosmosie. Simpson prowadził również wykłady dla publiczności, korzystając z funduszy pochodzących z jego katedry w Compton w 1974 r., Próbując dotrzeć ze swoimi badaniami do szerszego grona odbiorców. W 1982 roku założył także i został pierwszym przewodniczącym Universities Space Science Working Group w Waszyngtonie , aby reprezentować laboratoria kosmiczne w kontaktach z Kongresem USA i NASA .

Linki zewnętrzne

• Przewodnik po dokumentach Johna A. Simpsona z lat 1940-1988 i załącznikach w Centrum Badań Zbiorów Specjalnych Uniwersytetu w Chicago