コロンビア大学物理学科

コロンビア大学物理学部には、天体物理学、高エネルギー原子核物理学、高エネルギー粒子物理学、原子分子光学物理学、凝縮物質物理学、理論物理学の分野で教育と研究を行っている約 40 名の教員がいます。

この研究は、同大学のモーニングサイドハイツキャンパスにあるピューピンホールとシャピロ工学物理科学研究センター（CEPSR）、ニューヨーク州北部のネビス研究所、およびその他多くの関連機関で実施されています。同部門は、ブルックヘブン国立研究所と欧州原子核研究機構で実施されている研究と連携しています。

コロンビア大学には約 20 人の学部物理学専攻者がおり、約 100 人の大学院生が在籍しています。

歴史

大学院物理学の起源は、1864 年の鉱山学校の開校に遡りますが、学部が正式に設立されたのは 1892 年です。1899 年、コロンビア大学での会議でアメリカ物理学会が設立されました。数年後、アーネストケンプトンアダムス基金により、学部は著名な科学者を学校に招聘できるようになりました。著名な EKA 講師には、ヘンドリックローレンツ(1905-1906) やマックスプランク(1909) がいます。ローレンツはコロンビア大学在学中に、彼の最も重要な著作の 1 つである「電子論」を執筆しました。

1931 年までに、ピューピン研究所は主要な研究センターとなっていました。この間、ハロルド・ユーリー(ノーベル化学賞受賞者) が重水素を発見し、ジョージ・B・ペグラムは新たに発見された中性子に関連する現象を調査していました。1938 年、エンリコ・フェルミは誘導放射能に関する研究でノーベル賞を受賞した後、ファシスト政権下のイタリアから脱出しました。実際、彼は妻と子供たちを連れてストックホルムに行き、すぐにニューヨークに移住しました。到着後すぐに、彼はコロンビアで働き始めました。彼の核分裂に関する研究は、ラビの原子および分子物理学に関する研究とともに、大学の基礎研究の黄金時代の先駆けとなりました。国内初のサイクロトロンの 1 つがピューピンホールの地下に建設され、その一部が今も残っています。

第二次世界大戦の前後には、原子核と電子の磁気モーメントに関する研究が行われた。ウィリス・ラムによる水素の微細構造の解明に関する研究とともに、これらの実験は量子電磁力学のその後の発展に極めて重要であり、この研究でファインマンとシュウィンガーはノーベル賞を受賞した。同じ時期に、呉健雄はネビス島で弱い相互作用に関する画期的な研究を行っており、これが最大パリティ非保存の理論的予測とその後の観察につながった。

戦争中、多くのマイクロ波技術が習得され、それらは後にコロンビア大学で、レーザーのマイクロ波の前身であるメーザーの開発や、ジェームズ・レインウォーターによる統一原子核モデルの導入につながった大きな原子核四重極モーメントの観測に利用された。1940年代には、理論研究は量子電磁力学の計算に集中した。1950年代には、高エネルギー物理学へと移行した。この時期に、ツングダオ・リーと彼の協力者たちの研究は、弱い相互作用におけるパリティ対称性と電荷共役対称性の発見につながった。この時期に、より強力な新しいサイクロトロンもネビス島に建設された。

物理学者が物質をより微細なスケールで研究するにつれて、より高エネルギーの実験が必要になった。これらの多くは、ネビスとブルックヘブンで行われた。レインウォーターとフィッチは、ミューオン原子のX線遷移を観測することで原子核の構造を研究した。リチャード・ガーウィンとレオン・レーダーマンは、パイ中間子とミュー中間子の崩壊におけるパリティ非保存を観測した。レーダーマン、シュワルツ、スタインバーガーは、ミューオンニュートリノが電子ニュートリノとは異なることを証明した。

現在、コロンビア大学の実験者は世界中の研究所で研究を行っています。これらの研究所には、スイスのジュネーブにあるCERN 、ニューヨーク州アプトンのブルックヘブン国立研究所、イリノイ州バタビアのフェルミ国立加速器研究所が含まれます。また、ピューピン研究所には、ノーマン・クリストが構築した 400 ギガフロップスの専用スーパーコンピューターがあり、格子量子色力学の計算に使用されています。

ノーベル賞受賞者

コロンビア大学在籍中に研究を行いノーベル賞を受賞した科学者：

その他の教員:

ノーベル賞を受賞し、コロンビア大学で博士号を取得した科学者：

客員教授:

研究スタッフ:

EKA講師:

参照

参考文献

この記事は、コロンビア大学物理学部のホームページにある要約された歴史を改変したものです。

部門ホームページ
コロンビアの物理学の伝統
コロンビア大学ノーベル賞