フランシス・バーチ（地球物理学者）

フランシス・バーチ
バーチ、 1970年頃
生まれる	( 1903-08-22 )1903年8月22日 ワシントン D.C.
死亡	1992年1月30日(1992-01-30)（享年88歳） マサチューセッツ州ケンブリッジ
母校	ハーバード大学
知られている	バーチの法則 バーチ・マーナガンの状態方程式
配偶者	バーバラ・チャニング
受賞歴	レジオンドメリット勲章(1945) アーサー・L・デイ勲章(1950) ウィリアム・ボウイ勲章(1960)アメリカ 国家科学勲章(1967) ヴェトレセン賞(1968) ペンローズ勲章(1969) 王立天文学会金メダル(1973)
科学者としてのキャリア
フィールド	地球物理学
機関	ハーバード大学
博士課程の指導教員	パーシー・ブリッジマン
サイン

アルバート・フランシス・バーチ（1903年8月22日 - 1992年1月30日）は、アメリカの 地球物理学者。固体地球物理学の創始者の一人とされる。また、広島と長崎への原爆投下にも関わったことでも知られる。

第二次世界大戦中、バーチはマンハッタン計画に参加し、リトルボーイとして知られる銃型核兵器の設計と開発に携わった。彼はその製造を監督し、テニアン島に行き、その組み立てと、爆弾投下を任された ボーイングB-29スーパーフォートレス、エノラ・ゲイへの積み込みを監督した。

ハーバード大学を卒業したバーチは、研究助手として地球物理学の研究を始めました。その後、ハーバード大学でのキャリア全体をこの分野に従事し、1943年に地質学の准教授、1946年に教授、1949年に地質学のスタージス・フーパー教授、 1974年に名誉教授になりました。

バーチは 100 以上の論文を発表しました。1947 年に、現在バーチ マーナハンの状態方程式として知られる方程式を考案しました。1952 年には、地球のマントルは主にケイ酸塩鉱物で構成され、内核と外核は溶融鉄でできていることを実証しました。1961 年に発表した圧縮波速度に関する 2 つの論文では、現在バーチの法則と呼ばれる法則を確立しました。

バーチは1903年8月22日、ワシントンDCで、銀行業と不動産業に携わっていたジョージ・アルバート・バーチと、ワシントンDCのセント・マシュー大聖堂の教会聖歌隊の歌手兼ソリストであったメアリー・ヘミック・バーチの息子として生まれた。彼には3人の弟がいた。銀行家になったデイビッド、外交官になったジョン、作詞家になったロバートである。彼はワシントンDCの学校とウェスタン高等学校で教育を受け、 1916年に高等学校士官候補生団に入団した。^{[1] [2]}

1920年、バーチは奨学金を得てハーバード大学に入学した。在学中、バーチはハーバード大学予備役将校訓練部隊野戦砲兵大隊に所属した。 1924年に優秀な成績で卒業し、電気工学の理学士号（SB）を取得した。^[1]

バーチはニューヨーク電話会社の技術部に勤め始めた。1926年にアメリカ野外奉仕フェローシップに応募して受給し、ストラスブールに渡り、ストラスブール大学物理学研究所でピエール・ワイスの指導の下で学んだ。^{[3]そこで彼は、}シアン化カリウムの常磁性やCu++イオンの磁気モーメントなどのテーマについて、フランス語で4本の論文を執筆または共著した。 ^[4]

1928年に米国に戻ると、バーチは物理学を追求するためにハーバード大学に戻った。 1929年に文学修士号（AM）を取得し、1932年にパーシー・ブリッジマン^[3]の指導の下、哲学博士号（Ph.D.）取得のための研究を開始した。ブリッジマンは1946年にノーベル物理学賞を受賞した。バーチは論文のために水銀の気液臨界点を測定した。彼はこれを1460±20 °Cおよび1640±50 kg/cm ^{2と決定し、その結果を1932年に}フィジカル・レビュー誌に発表した。^{[4] [5]}

この頃、ハーバード大学では地球物理学への関心が高まり、レジナルド・アルドワース・デイリーはブリッジマン、天文学者ハーロウ・シャプレー、地質学者ルイス・キャリル・グラトンとDHマクローリン、化学者GPバクスターを含む実験地質学および地球物理学委員会を設立した。ブリッジマンの博士課程の学生の一人であるウィリアム・ジズマンは委員会の研究員として雇われたが、岩石の研究にほとんど興味がなかったため1932年に辞職した。その後、地質学にほとんど興味も経験もなかったバーチにその職がオファーされたが、大恐慌の到来で仕事を見つけるのが難しく、彼はそれを受け入れた。^{[6] [7]}

1933年7月15日、バーチはブリンマー大学の卒業生で神学者ウィリアム・エラリー・チャニングの傍系の子孫であるバーバラ・チャニングと結婚した。二人の間にはアン・キャンパスペ、フランシス（フランク）・シルバヌス、メアリー・ナルシッサの3人の子供が生まれた。フランクは後にニューハンプシャー大学の地球物理学教授になった。^{[8] [9]}

1942年、第二次世界大戦中、バーチはハーバード大学を休学し、マサチューセッツ工科大学 放射線研究所でレーダーの開発に携わった。彼は、標的の近くで砲弾を爆発させるレーダー作動信管である近接信管の研究に取り組んだ。翌年、彼はアメリカ海軍に少佐として任命され、ワシントンDCの船舶局に配属された^[10]。

その年の後半、彼はマンハッタン計画に配属され、家族とともにニューメキシコ州ロスアラモスに移住した。そこで彼は、別の海軍士官であるウィリアム・S・パーソンズ大佐の指揮下にあったロスアラモス研究所の兵器 (O) 部門に加わった。当初、O部門の目標は、シンマンとして知られる銃型の核兵器を設計することだった。しかし、原子炉で生成されたプルトニウムがプルトニウム240で汚染されていたため、これは非現実的であることが判明し、1944年2月、部門はウラン235を使用する小型装置であるリトルボーイの開発に重点を移した。バーチは、濃縮されていないウランを使用して、装置のスケールモデル、後には実物大のモックアップを作成した。^[11]

バーチはリトルボーイの製造を監督し、テニアン島に行き、その組み立てと、爆弾投下を任されたボーイングB-29スーパーフォートレスであるエノラ・ゲイへの搭載を監督した。彼は「ダブルプラグ」システムを考案し、エノラ・ゲイが離陸した後に実際に爆弾を起動して、墜落しても核爆発が起こらないようにした。^[11]彼はレジオンド・オブ・メリット勲章を授与された。表彰状には次のように記されている。

史上最大の軍事兵器である原子爆弾の開発に関連して、米国政府に多大な貢献を果たした、非常に優れた行動に対して。当初の任務は、実験室および実地試験の機器化であった。彼はこの任務を非常に優れた方法で遂行したため、最初の原子爆弾のエンジニアリングと開発の責任者に任命された。彼はこの任務を優れた判断力と技能で遂行し、最後には爆弾を携えて前線基地に行き、そこで彼の注意と指導力によって、あらゆる点で爆弾が適切に準備されることを保証した。バーチ中佐のエンジニアリング能力、関連するすべての原則の理解、専門的技能、および原子爆弾の開発と運搬全体にわたる任務への献身は傑出しており、米国海軍の最高の伝統にかなうものであった。^[12]

バーチは1945年に司令官に昇進し、海軍を除隊した。^[13]

バーチは戦争が終わった後、ハーバード大学に戻り、1943年に地質学の准教授に昇進した。彼はハーバード大学で生涯を過ごし、1946年に教授、1949年にスタージス・フーパー地質学教授、1974年に名誉教授となった。バーチ教授は100本以上の論文を発表した。 ^{[2] [3]彼は1964年に}アメリカ地質学会の会長を務め、 1969年にペンローズ賞を受賞した。 ^[14]

1947年に彼は、微小ひずみのために開発された等温マーナガン状態方程式をオイラー有限ひずみに適用し、現在バーチ・マーナガン状態方程式として知られる方程式を開発した。^[15]

アルバート・フランシス・バーチは、高圧高温下での地球形成鉱物の特性に関する実験研究で知られ、1952年にJournal of Geophysical Researchに有名な論文を発表し、マントルは主にケイ酸塩鉱物で構成され、上部マントルと下部マントルはケイ酸塩相転移に関連する薄い遷移層によって分離され、内核と外核は結晶鉄と溶融鉄の合金であることを実証しました。彼の結論は今日でも正しいと認められています。しかし、この論文で最も有名な部分は、彼が序文に書いたユーモラスな脚注です。^{[16] : 234}

不注意な読者は、通常の言語が地球内部に適用されると高圧形式に変化するという警告を受けるべきです。同等の例をいくつか示します。

1961年にバーチは圧縮波速度に関する2つの論文を発表し、平均原子量が一定の岩石や鉱物の圧縮波速度V _pと密度の間に次のような直線関係があることを示した。^{[17] [18]} ${\displaystyle {\bar {M}}}$${\displaystyle \rho}$

${\displaystyle V_{p}=a({\bar {M}})+b\rho }$。

この関係はバーチの法則として知られるようになりました。バーチは1942年にアメリカ芸術科学アカデミー、^[19] 1950年に米国科学アカデミー、[ 20 ^] 1955年にアメリカ哲学協会、[ 21 ^] 1963年と1964年にはアメリカ地質学会の会長を務めた。 ^[3]彼はそのキャリアの中で、1950年にアメリカ地質学会のアーサー・L・デイメダル、1969年にペンローズメダル、1960年にアメリカ地球物理学連合のウィリアム・ボウイメダル、 1967年にリンドン・ジョンソン大統領からアメリカ国家科学賞、1968年にヴェットルセン賞（サー・エドワード・ブラードと共同受賞）、 1973年に王立天文学会金メダル、1983年に国際高圧研究促進協会のブリッジマン賞など、数多くの栄誉を受けた。^[22] 1992年以来、アメリカ地球物理学連合のテクトノフィジックス部門は、この分野の著名な研究者を招いて年次総会でフランシス・バーチ講演会を開催している。 ^[23]

バーチは1992年1月30日、マサチューセッツ州ケンブリッジの自宅で前立腺癌のため亡くなった。遺族には妻バーバラ、3人の子供、3人の兄弟が残された。^{[2] [20]}彼の文書はハーバード大学アーカイブに保管されている。^[3]

• アーレンズ、トーマス J. (1998)。アルバート・フランシス・バーチ(PDF)。伝記回顧録。第 74 巻。ワシントン DC: 米国科学アカデミー。pp. 1–24 。2014 年2 月 4 日閲覧。
• セジウィック、ヒューバート M. (1961)。セジウィック家系図: ディーコン ベンジャミン セジウィックの子孫。コネチカット州ニューヘイブン: ニューヘイブン コロニー歴史協会。2014年2 月 4 日閲覧。
• アーレンス、トーマス・J.（1999年12月）「フランシス・バーチ（1903年8月22日-1992年1月30日）」アメリカ哲学協会紀要、143（4）、アメリカ哲学協会：652-661、JSTOR  3181993