JGフォックス

ジョン・G・フォックス
ジャック・フォックス
生まれる	1916年3月5日 ビガー、サスカチュワン州
死亡	1980年7月24日（64歳） (1980-07-25) ペンシルベニア州ピッツバーグ
国籍	私たち
母校	プリンストン大学
科学者としてのキャリア
フィールド	原子核物理学
機関	カーネギーメロン大学

ジョン・ガストン・フォックス（1916年3月5日 - 1980年7月24日）は、アメリカの原子物理学者。1941年にプリンストン大学で博士号を取得し、すぐにマンハッタン計画に採用された。その後ピッツバーグに移り、カーネギーメロン大学の物理学教授として残りのキャリアを過ごした。1960年代に、特殊相対性理論と放射理論の両方に関連する当時の実験的証拠に 消滅定理の結果を適用した研究で最もよく知られている。

ジャック・フォックスは、サスカチュワン州ビガーで生まれた。^[1] 13歳の時に母親とビクトリアに移り、高校を2年早く中退してビクトリア・カレッジに入学した。その後、サスカチュワン大学で修士号を取得し、プリンストン大学で博士号を取得した。いずれも物理学が専攻だった。短期間産業界で働いた後、第二次世界大戦中はロスアラモスのマンハッタン計画に参加した。1947年、ビクトリアのコンスタンス・サリバンと結婚し、カーネギー工科大学（後のカーネギーメロン大学）に入学したペンシルバニア州ピッツバーグに移った。1955年、2人ともアメリカ市民となり、ペンシルバニア州オークモント郊外で3人の子供を育てた。フォックスは1980年、ピッツバーグで死去した。

アインシュタインの特殊相対性理論の第二公理は、光速は光が発せられる光源の速度に関わらず不変であるというものである。消滅定理は（本質的には）透明媒体を通過する光は、媒体自体によって同時に消滅し、再放射されるということを述べている。^[2]これは、光が測定される前に介在する透明物質を十分に通過すると、移動光源からの光速に関する情報が失われる可能性があることを意味する。1960年代以前に移動光源（主に動く鏡や地球外光源を使用）からの光速の不変性を検証することを目的としたすべての測定は、光がそのような静止物質（ガラスレンズ、地球の大気、または深宇宙の不完全な真空）を通過した後にのみ行われた。 1961年、フォックスは第二公準の決定的な証拠はまだないかもしれないと判断した。「特殊相対性理論の誕生から半世紀が経った現在、このような状況に陥っているとは驚きだ。」^[3]にもかかわらず、彼は特殊相対性理論に完全に自信を持っており、実験記録に「小さな空白」しか生じていないと指摘した。^[3]

フォックスは、その「小さなギャップ」を埋めるために、よりよい実験が可能だと示唆した。高エネルギーの光子は、平均して、消滅して再放射されるまでに、どの物質でもはるかに長い距離を移動するので、低エネルギーの可視光や X 線の代わりにガンマ線を使用する実験は、消滅の問題に対する感度が劇的に低くなるだろう。 1963 年、フォックスは、TA フィリッパ (カーネギー工科大学所属) とともに、0.2 c (つまり光速の 10 分の 2) で移動する中性パイオンによって前方および後方に放射される 68 MeV ガンマ線を調べた。これらの光子の古典的な速度は、それぞれ 1.2 cと 0.8 cであるはずだったが、そうではなかった。この実験は、おそらく消滅効果がないと考えられる最も初期の実験であり、成功しました。「私たちの結果は、移動する源からの放射速度が、cと源の速度の古典的なベクトル和ではないという強力な証拠を提供すると結論付けています。私たちの精度の範囲内で、結果として得られる和は特殊相対性理論で要求されるcです。」 ^[4]

ウォルター・リッツの放射理論は、早くからアインシュタインの特殊相対性理論に代わるものと考えられていた。両者の主な違いは、放射理論では、光の速度はその発生源の速度に応じて変化すると予想されることである。放射理論は1960年代までには長らく不評だったが、フォックスは、光速度の測定における減光の影響が、放射理論に反する受け入れられた証拠の多くを無効にすることに気づいた。そのため、1964年、特殊相対性理論を固く信じていたフォックスは、リッツの理論に反する証拠をすべて批判的に再検討する必要があると判断した。^{[5]そうすることで、彼は、1921年に相対性理論に関するモノグラフで}ヴォルフガング・パウリが列挙したものを含め、理論的議論に基づいてリッツのアイデアをこれまで拒否してきたもののほとんどが無効であることを示した。さらに、消滅効果を考慮すると、放出理論に不利なこれまでの実験結果のほとんども破棄できる。なぜなら、速度が測定された光（またはその他の放射線）は、実際には元の移動源以外のどこかで再放出されたからである。しかし、フォックスは、フィリッパスと自身の研究^[4]や、CERN 研究所で行われたcに非常に近い速度で移動する中性パイ中間子からの 6 GeV ガンマ線を使用した最新の研究^{[6] が}、特殊相対論を決定的に支持すると判断した。彼は次のようにまとめている。「我々の一般的な結論は、放出理論に反する十分な根拠がまだあるが、その証拠はこれまで考えられていたものとは異なり、より少ないということである。」^[5]

1940年代後半から1950年代にかけて、フォックスはカーネギー工科大学のチームの一員として、当時最新鋭の450MeVシンクロサイクロトロンを近くのサクソンバーグにある原子核研究センターに建設した（前述のフィリッパの実験はこの施設で行われた）。彼は1955年から1961年までカーネギー工科大学の物理学部長を務めた。1962年から1963年にかけて、フォックスはフランスのオルセー原子核物理研究所で1年間の長期休暇を過ごしたが、これは同研究所に新しいシンクロサイクロトロンが設置されたためでもある。1967年から1968年、および1971年から1972年にかけて、フォックスはインドのカンプールに新設されたインド工科大学に合計3年間住み、働いた。最初は客員教授として、その後はカンプール・インド・アメリカン・プログラムの運営責任者を務めた。^[7]フォックスはピッツバーグのセントフランシス総合病院の核医学部門のコンサルタントでもあった。

2004年、アルベルト・マルティネスは、リッツの放射理論が否定され特殊相対論が支持された経緯を歴史的観点から検証した。^[8]その論文ではフォックスの研究結果についてかなり詳しく論じている。