マイケル・D・フェイアー

マイケル・デイビッド・フェイアー（1947年9月12日生まれ）は、アメリカの化学物理学者。スタンフォード大学のデイビッド・マルヴェイン・エールサムおよびエドワード・カーティス・フランクリン化学教授である。

彼は学部と大学院の両方をカリフォルニア大学バークレー校で学び、1974年にチャールズ・B・ハリス教授の指導の下、化学の博士号を取得しました。^[1]フェイヤーは1974年にスタンフォード大学で助教授として学術キャリアをスタートしました。^[2]

フェイヤーは、複雑な分子システムのダイナミクスと動的相互作用を調査する方法の根本的な変革を開拓し、推進しました。彼が始めた複数の実験的アプローチは、化学者、生物学者、分子物理学者、材料科学者が自然の重要な側面を調査する方法を永遠に変えました。

1970 年代初頭、フェイヤーがキャリアをスタートさせたころには、レーザー技術の進歩により、分子運動の時間スケールに達するほど短い光パルスを生成できるようになっていった。^[1]フェイヤーはレーザー開発に貢献したが、彼の真に画期的な貢献は、分子運動を観察するために使用する方法にある。超短光パルスを使用しても、通常の意味での分子運動を観察することは依然として不可能である。フェイヤーは、いわゆる超高速非線形光学実験を開発し、液体、ガラス、結晶、生物系などの複雑な分子システムの分子動力学の研究に適用し続けている。超高速非線形法には、一連の光パルスが含まれる。典型的な実験では、3 つの光パルスがサンプルに衝突し、驚くべきことに、サンプル内の非線形相互作用により、4 番目の光パルスが発生し、サンプルから特定の方向に出ていく。実験を可視光で実施すると、この追加の光パルスの非線形生成を実際に見ることができる。^[1]超短光パルスの3本のビームがサンプルに入りますが、サンプルから出てくるのは4本のビームです。サンプルに関する情報が含まれているのはこの4本目のビームです。このタイプの実験には多くのバージョンがあり、フェイヤーはそれを分子材料の理解に応用しました。パルスのタイミング、パルスの色、サンプルに入るパルスの方向に応じて、さまざまな特性を調べることができます。フェイヤーは、これらの新しい方法の開発と使用を通じて、複雑な分子システムの特性を解明し、超高速光分光法の分野を牽引しました。^[1]

フェイヤーの貢献は2つの時期に分けられます。最初の時期、およそ1974年から1993年にかけて、フェイヤーの超高速非線形実験は可視光または紫外線を使用して行われました。^[1]これらは、当時のレーザー技術で利用可能な色でした。1990年代初頭、フェイヤーは、実験を光スペクトルの赤外線領域に拡張できれば大きな飛躍を遂げることができることに気づきました。^[1]赤外線は分子振動、つまり分子を構成する原子の運動に作用します。赤外線を使用すると、可視光や紫外線を使用する場合よりも、分子システムの構造ダイナミクスをより直接的に調べることができます。ただし、超短赤外線パルスの光源が必要であったため、フェイヤーはスタンフォード大学の物理学者と協力し、自由電子レーザーを超高速赤外線非線形実験を使用した分子プロセスの研究に転用しました。^[1]自由電子レーザーを使った最初の実験は、フットボール場2つ分の長さがあり、作業員が走らせなければならなかったが、赤外線非線形法への関心が爆発的に高まった。10年も経たないうちに、通常の研究室に設置でき、自由電子レーザーを必要としないレーザーを使って実験を行うことができるようになった。フェイヤーは装置面で大きく貢献したが、彼の主な創造的影響は、新しい超高速赤外線法と技術を、根本的に重要な分子の問題の幅広い分野に活用したことであった。これらの方法は、現在では超高速多次元赤外分光法と呼ばれるものに進化した。^[1]フェイヤーが普及させた方法は、現在では世界中に広まっている。

フェイヤーは1999年にアメリカ芸術科学アカデミー、 2007年に米国科学アカデミーに選出された。 ^[3]

1982年にグッゲンハイムフェローシップを受賞したフェイヤー氏は、^[4]アメリカ物理学会から数々の賞を受賞しており、その中には2000年のアール・K・プライラー分子分光賞「光学的および赤外線超高速分光法の開発、特にこれらの方法を用いた凝縮相システムの動的プロセスを測定する実験に対して」や2012年のアーサー・L・ショーローレーザー科学賞「超高速非線形および多次元振動分光法の開発におけるレーザー科学への先駆的な貢献に対して」などがある。^{[5]フェイヤー氏は、2007年に}アメリカ化学会からE・ブライト・ウィルソン分光賞を受賞しており、「超高速非線形レーザー分光法、過渡回折格子、および赤外線光子エコー技術の開発を通じて、複雑な凝縮系におけるダイナミクスと励起輸送の理解への先駆的な貢献に対して」も受賞している。^[6]彼は2009年にアメリカ光学会からエリス・R・リッピンコット賞を受賞しました。「超高速非線形振動実験法と分光法の開発と応用を通じて、液体のダイナミクスと相互作用の理解に多大な貢献をした」ためです。^{[7]フェイヤーはまた、2014年の超高速科学技術におけるアハメド}・ゼワイル賞の受賞者に選ばれることも発表されました。「コヒーレント赤外分光法の開発と、複雑な分子系における超高速ダイナミクスの測定へのその応用」により。^[8]彼はまた、2022年にオプティカからウィリアム・F・メガーズ賞を受賞し、オプティカフェローでもあります。^[9]

科学研究に加えて、フェイヤーは科学教育の発展にも多大なエネルギーを注いでいます。量子論に関する 2 冊の本を執筆しており、1 冊は大学院レベルの教育用、もう 1 冊は一般向けです。大学院向けの量子力学の本である「Elements of Quantum Mechanics」（オックスフォード大学出版、2000 年）は、量子論の高度な入門書です。

フェイヤーの著書『Absolutely Small – How Quantum Theory Explains Our Everyday World』 (AMACOM、2010年) は、量子力学の概念と、私たちの身の回りにある分子および原子システムへの量子力学の応用について、数学を使わずに厳密に解説した入門書です。この本は、科学に興味がある非科学者だけでなく、分子物理学の分野に属しておらず、無数の方程式に煩わされることなく量子論の概念を理解したい科学者にも人気があります。

フェイヤー氏はテリー・フェイヤー氏と40年以上結婚しており、ビクトリアとウィリアムという2人の子供がいる。