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デイビッド・マティアス・デニソン（1900年4月26日、オハイオ州オーバリン生まれ- 1976年4月3日没）[ 1 ]は、量子力学、分光法、分子構造の物理学に貢献したアメリカの物理学者であった。 [ 2 ]
1917年、デニソンはスワースモア大学に入学し、1921年に卒業した。その後、ミシガン大学アナーバー校に進学し、ウォルター・F・コルビーとオスカー・クラインのもとで物理学の大学院課程を修了した。カルツァ＝クライン理論（1921年）ですでに知られていたクラインは、ニールス・ボーアが率いるコペンハーゲン大学理論物理学研究所に6年間在籍した後、1922年にミシガン大学の教員となった。[ 3 ]デニソンはクラインを通して、ヨーロッパで発展していた最新の理論物理学について多くを聞き、学び、コペンハーゲンでさらに研究したいという強い願望を抱くようになった。デニソンの博士論文はメタン分子の分子構造と赤外線スペクトルに関するもので、[ 4 ] 1924年に博士号を授与された。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
1924年から1926年にかけて、デニソンは国際教育委員会（IEB）の奨学金を得て、ヨーロッパで大学院の研究を行った。その期間の終わりに、ミシガン大学物理学科長のハリソン・マカリスター・ランドールは、デニソンがミシガン大学の奨学金を得てさらに1年間ヨーロッパに滞在できるよう手配した。デニソンは1924年10月にコペンハーゲン大学の理論物理学研究所に到着した。[ 8 ]ヨーロッパでの3年間、彼は主にコペンハーゲンで博士研究員として研究を行い、そこでポール・ディラック、サミュエル・アブラハム・グーズミット、ヴェルナー・ハイゼンベルク、ウォルター・ハイトラー、ラルフ・H・ファウラー、フリードリヒ・フント、ヘンドリック・アンソニー・クレイマーズ、西名義雄、ヴォルフガング・パウリ、ジョージ・ユージン・ウーレンベックなど、他の客員物理学者たちと交流を持った。1925年後半、ハイゼンベルクとマックス・ボルンは量子力学の行列力学定式化を発表した。1926年秋、彼はチューリッヒ大学に行き、その年の初めに量子力学の波動力学定式化に関する論文を発表したエルヴィン・シュレーディンガーと共に研究を行った。 1927年の春の初めにデニソンはコペンハーゲンに戻り、春の終わりにはケンブリッジ大学でラルフ・ファウラーと6週間研究を行った。当時、そこにはアーネスト・ラザフォード、ネヴィル・フランシス・モット、ピョートル・カピツァ、パトリック・ブラケット、ジョン・コッククロフトがいた。フェローシップの最後の数週間はライデン大学でポール・エーレンフェストと過ごした。[ 6 ] [ 7 ]
1925年、ジョージ・ユージン・ウーレンベックとサミュエル・アブラハム・グーズミットはスピンを提唱し、ヴォルフガング・パウリはパウリの排他原理を提唱した。1926年、エンリコ・フェルミとポール・ディラックはフェルミ・ディラック統計を導入した。ケンブリッジ大学在籍中、デニソンは分子水素に対する量子力学的計算を用いて、陽子は電子と同様にフェルミ・ディラック統計に従う、つまりスピン1/2を持ち、したがってパウリの排他原理に従うことを示した。[ 9 ] [ 10 ]
1927年、デニソンはヨーロッパから帰国し、1976年までミシガン大学で生涯のキャリアをスタートさせた。[ 11 ]オットー・ラポートは1926年にミシガン大学に着任し、ジョージ・ウーレンベックとサミュエル・グーズミットは1927年に着任した。この4人は、量子力学を含む理論物理学を長年にわたり発展させたチームであった。彼らは物理学科長のハリソン・マカリスター・ランドールによって、同科の理論的能力を構築するために招かれた。[ 7 ] [ 12 ]
デニソンはニールス・ボーアの教え子であり、ハンス・ベーテ、ヴォルフガング・パウリ、エンリコ・フェルミが世界的に有名になる前から彼らを知っていた。[ 13 ] デニソンの研究のほとんどは分子構造に関するものであった。1925年にジョージ・ウーレンベックとサミュエル・グーズミットが電子のスピンを発見した後、水素の比熱は未解決の大きな問題となった。デニソンは1927年に、陽子のスピンは測定中に頻繁に遷移しないと仮定することでこの問題を解決した。この新しい理論は、陽子のスピンが1/2であることを考慮すると、実験と正確に一致した。[ 14 ] 1932年、デニソンとウーレンベックは、アンモニア中の窒素の位置に関する2つの極小値「反転傘」問題を解決した。この結果はマイクロ波波長での吸収を予測し、これがニール・ウィリアムズに分子マイクロ波分光器の構築を促し、史上初の分子マイクロ波分光器の1つとなった。第二次世界大戦中、デニソンはVT無線近接信管の研究で米国海軍から表彰を受けた。[ 13 ]戦後、デニソンは分子構造の研究に戻り、ミシガン大学の新しいシンクロトロンの設計にも携わった。彼はセオドア・H・ベルリンと共に、直線部分を持つシンクロトロンにおける安定軌道の理論を開発した。この特徴はすぐにほとんどの大型シンクロトロンの標準となった。[ 14 ]
ミシガン大学のキャンパスにあるデイビッド・M・デニソン・ビルディングは、当初は彼の名誉を称えて名付けられましたが、ロン・ワイザーからの多額の寄付により、2017年に改築され、ワイザー・ビルディングと改名されました。[ 15 ]物理学科のコロキウム・ホールは現在、デニソンの名を冠しています。南極のクリスタル・サウンドにあるデニソン・リーフも、彼の名誉を称えて名付けられています。[ 16 ]
デイビッド・M・デニソンは1924年にヘレン・レネット・ジョンソンと結婚し、2人の息子をもうけた。[ 17 ]