ブレンダン・スケイフ

スカーフは、オイゲノール、グリセロール、水などの極性液体の複素誘電率を、最大 12 kbar の圧力の関数として測定することに成功した最初の科学者でした。これは、Proc. Phys. Soc. B、68 (1955) 790 の研究ノートに掲載されています。それまで、米国ブリッジマンの研究室で働いていたチャンとダンフォースは、いくつかの液体の平衡相対誘電率 ε(ω) を基本的に測定していました。当時、この研究分野の実験設備は非常に限られていました。複素誘電率を測定するための市販のブリッジは入手できませんでした。戦前にブルムラインが発明した 3 端子トランス結合比アームブリッジは、インド人学生 S. シャランが博士課程の研究のためにクイーン メアリーで製作しました。このブリッジは、高圧にさらされたサンプルの測定にうまく適用されました。この仕事を終え、ウェンブリーのGECで短期間勤務した後、彼はアイルランド人の両親とともにアイルランドに戻り、海外からの多くのオファーにもかかわらず、残りのキャリアをアイルランドで過ごした。

スカーフは1954年にダブリン高等研究所に入所した。当時、エルヴィン・シュレーディンガー教授とコルネリウス・ランチョス教授はともに上級教授を務めていた。20世紀を代表するこの二人の理論物理学者の業績は、スカーフにとって大きなインスピレーションの源となり、その後の研究の方向性を決定づけるものとなった。1961年、彼はトリニティ・カレッジの工学部に移籍した。

誘電体理論への関心から、彼はリバプール大学のハーバート・フローリッヒと共同研究を行うようになり、1950年代から1960年代にかけて同大学を頻繁に訪れた。彼はフローリッヒとその研究グループのメンバーと生涯にわたる友情を築いた。スカーフは、カレンとウェルトン（1951年）のゆらぎ散逸定理の研究を、誘電体における双極子モーメントのゆらぎに関するフローリッヒの研究に応用しようとした。この誘電体理論の研究は、1959年に電気研究協会（現在のERAテクノロジー社）から「誘電体に特に関連する線形システムの分散とゆらぎ」と題する長大な報告書として発表された。その中で彼は、線形システムでは、減衰関数は対応するゆらぎのある巨視的変数の自己相関関数に直接比例することを指摘した。彼は、誘電体の双極子モーメントのゆらぎのスペクトル密度が、複素誘電率 ε(ω) = ε'(ω) – iε"(ω) の周波数依存性から計算できることを示した。この研究は後に『Progress in Dielectrics』誌（1963年）に掲載された。これは、1957年に磁性材料に関する同様の理論を開発した久保良吾とは独立した研究である。この研究は、しばしば引用されるロバート・コールの1965年の研究よりも前に発表された。

平衡相対誘電率の理論${\displaystyle \epsilon (\omega )}$双極性物質の誘電率の理論は、カークウッド（1939年）とフローリッヒ（1948年）によって開発され、彼らはデバイ（1913年）とオンサーガー（1936年）の先駆的な研究に基づいていた。1959年の彼の報告の結果は、オンサーガー、カークウッド、フローリッヒの研究を一般化し、複素誘電率の周波数依存性に関する理論を得るために利用できると期待されていた。${\displaystyle \epsilon (\omega )=\epsilon '(\omega )-i\epsilon ''(\omega )}$最初のステップは、オンサーガーによって導入された反応場の概念を明確にすることであった。これが完了すると、オンサーガーの方程式の一般化がどのように${\displaystyle \epsilon (0)}$周波数依存の場合については、同様の式が得られる。このような式は、1964年にロンドン物理学会紀要84巻616ページに短い論文として掲載された。この式の正当性は、1965年にスカーフが発表した電気研究報告書に初めて示された。より詳細な説明は、 1971年に出版された『複素誘電率』に掲載されている。

1965年までに発表された研究では、慣性効果は十分に考慮されていませんでした。この欠点を補うための初期の試みは、1933年にロカールによって行われました。大きな進歩は、サック（1953年、1957年）とグロス（1955年）によって達成されました。サックの研究は、分子の配向分布の時間的発展を支配するフォッカー・プランク方程式に基づいています。問題の物理的側面を明確にするために、スカーフは分子の回転ブラウン運動の確率的ランジュバン方程式（1908年）から始めて、サックの結果を導き出しました。

平面回転子および球に関する彼の研究は、1971 年に初めて発表されました。これは、ジョン T. ルイス^{[ 2 ]}およびジェームズ ロバート マコーネル^{[ 3 ]} (ボイル賞受賞者でもある) との共同研究として、Proceedings of the Royal Irish Academy A、76 (1976) 43 に掲載されました (この論文により、彼はFamous Trails to Paul Erdősに登場しています)。^{[ 4 ]}慣性効果に関する研究では、双極子-双極子結合を無視するのが一般的でした。この無視を是正するための正しい手順は、1989 年に出版された彼の著書に記載されています。残念ながら、提案されたランジュバン方程式の正確で自己無矛盾な解を得ることはできません。適切な近似解が得られるかどうかは、まだ未解決の問題です。

1963年にスカーフは^{[ 5 ]}複素誘電率を置き換えることを提案した${\displaystyle \epsilon (\omega )}$コール・コールプロット（1941年）、分極率プロット、${\displaystyle \alpha (\omega )}$このグラフでは、${\displaystyle \alpha ''(\omega )}$に対してプロットされている${\displaystyle \alpha '(\omega )}$、 どこ${\displaystyle \alpha '(\omega )}$そして${\displaystyle \alpha ''(\omega )}$は関数の実座標と虚座標です

${\displaystyle \alpha (\omega )=\alpha '(\omega )-i\alpha ''(\omega )=(\epsilon (\omega )-1)/(\epsilon (\omega )+2),}$

これは、単位半径の巨視的な球の複素分極率に直接比例する。多くの研究者によって、分極率プロットは高周波誘電率データの表現においてコール・コールプロットよりも優れていることが示されている。1989年に出版された彼の著書『誘電体の原理』（1998年に改訂）には、これまで発表されていなかった多くの結果と考察が含まれている。

スカーフは研究学生のT・アンブローズと共に、双極子モーメントのゆらぎの理論をファンデルワールス力における遅延効果（カシミール効果）に応用した。また、別の学生であるWT・コフィーと共に、オンサーガーの理論を拡張し、双極子物質の分極に対する高電場効果を考慮に入れる研究を行った。

彼は研究学生のK. Raji、JC Fisher、KV Kamath、VJ Rossiterとともに、高圧下におけるアルカリハライドの平衡誘電率の実験的研究を行った。その結果は複数の論文で報告されている。彼は兄のW. Garrett Scaifeの助けを受けた。BKP Scaifeが最初に誘電体に興味を持たせた人物である。後にGarrett Scaifeは高圧装置の設計と自動化、誘電率測定技術の確立に強い関心を持ち、キャリアの大部分を高圧下における液体および液晶の誘電特性の研究に費やした。

スカーフは数年間サルフォード大学の客員教授を務め、JHカルダーウッド教授と共同で数々の重要な論文を発表した。ロンドン王立協会の哲学紀要269（1971）217に掲載された論文の一つでは、照射下の液体で観測される複雑な過渡電圧および電流挙動は、誘電体媒体中の空間電荷の運動に関する単純なモデルで説明できることを示した。

彼は同僚であり元研究学生のPC Fanninと共同で、強磁性流体の磁化率を測定するための分割トロイド法（「Fanninの（トロイド）法」）を設計した。^{[ 6 ]}また、これらの流体の周波数依存磁化率の分散を研究し、必要な基礎理論を開発した。これは1986年から1991年にかけて多数の論文で発表されている。この研究は、また別の重要な研究分野の基礎を築いた。

誘電体や磁性流体への関心に加え、彼は電気通信、信号処理における数学的手法、科学技術史にも貢献している。後者に関しては、かつての研究学生であり同僚でもあるショーン・ソーズとレーダーの初期の歴史に関する研究に取り組んでいた際に、レーダーの先駆者たちと数多く接触した。彼が得た情報や洞察は、レーダーの国際的な始まりに関する新たな理解に大きく貢献した。ショーン・ソーズの博士論文（スカーフの指導の下）は、IEE History of Technology Seriesの第6巻として出版された。^{[ 7 ]}

スカーフは、ウィリアム・ローワン・ハミルトン卿の数学論文集第4巻を編集した^{[ 8 ]} 。彼はまた、ハミルトンと同時代のもう一人のアイルランドの数学者で理論物理学者であるジェームズ・マッカローの伝記も出版している^{[ 9 ]}。

スカーフは、別の元学生であるJK Vijとともに、電磁スペクトルの吸収に関する新しい理論を開発した。^{[ 10 ]}彼の結果は、当時文献に掲載されていた研究と矛盾していた。これはJ. Chem. Phys. 122, 174901 (2005)に掲載され、一連の高精度実験によって実験的に検証され、[Phys Rev. E 80, 021704 (2009)]に掲載された。

彼は1964年にトリニティ・カレッジ・ダブリンのフェロー（FTCD）に選出され、1966年にリーダーに任命された。1967年には准教授になった。1972年には工学科学の教授に任命され、同年、王立アイルランドアカデミーに選出された。1973年には、出版された研究に対してロンドン大学から工学博士号（D.Sc. (Eng.)）を授与された。1986年には、誘電体の分野における国際的な評価が認められ、電磁気学の個人教授に選出された。1992年には、王立ダブリン協会からボイル・メダル^{[ 11 ]}を授与された。

トリニティ・カレッジ・ダブリンは、彼の功績を称え、電子工学および電気工学の学部生にBKPスカーフ賞^{[ 12 ]を授与している。}