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ロバート・ジェームズ・ゴールドストン（1950年5月6日生まれ）は、プリンストン大学の天体物理学教授であり、プリンストン・プラズマ物理研究所の元所長である。
ゴールドストンは1950年にオハイオ州クリーブランドで、弁護士でビジネスエグゼクティブのイーライ・ゴールドストンと医療ソーシャルワーカーのエレイン・フリードマン・ゴールドストンの息子として生まれた。 [ 1 ]彼にはダイアンという妹がいる。[ 2 ]ゴールドストンは1962年までオハイオ州シェーカーハイツの公立学校に通っていたが、父親がマサチューセッツ州ボストンのイースタン・ガス・アンド・フューエル・アソシエイツの社長に就任したため、一家は近くのケンブリッジに引っ越した。ゴールドストンは私立デイスクールのブラウン・アンド・ニコルズに2年間通った後、高校はコモンウェルス・スクールに転校した。高校時代には、ケンタッキー州レキシントンでアメリカ・フレンズ奉仕委員会のコミュニティオーガナイザーとして夏を過ごした。[ 3 ]
彼はハーバード大学に通い、当初は心理療法士になることを考えていた。カリフォルニアのエサレン研究所で1学期を過ごした後、物理学を研究する方が自分に合っていることに気づいた。 [ 3 ] 3年生の夏、ゴールドストンはトカマクの建設に携わった。1972年に卒業後、プリンストン大学の物理学博士課程に入学した。5年間の研究期間中、ゴールドストンは研究助手としても働いた。[ 3 ] 1974年、彼は心理学者のルース・バーガーと結婚した。
1977年に博士号を取得した後、ゴールドストンはプリンストン・プラズマ物理研究所の職員としての職を得た。[ 3 ]そこでの初期の研究では、高エネルギーイオンによってプラズマがどのように加熱されるかを研究し、最終的な目標は、重い原子核の核分裂反応ではなく、軽い原子核の核融合反応を起こす装置である核融合炉を建設することであった。1979年のインタビューで、ゴールドストンは自身の研究の重要性について次のように説明した。「これが実現できれば、現在ある原子力発電所が生み出すような大量の危険な放射性廃棄物を残さずに燃焼する、枯渇しない燃料を作り出すことになるでしょう。」[ 3 ]
その後の10年間で、ゴールドストンは、トカマク構成のようなトロイダル磁気閉じ込めプラズマ内を循環する高速イオンが古典的な衝突理論とよく一致する減速を示す物理的証拠を提示し、これにより、次世代のトカマクやステラレータなどの他の磁気プラズマ閉じ込め装置で加熱および電流駆動に用いられてきた強力な中性ビームシステムのさらなる開発のための物理的基盤を提供した。続く20年間、ゴールドストンは、中性ビームによるトカマクプラズマ加熱の物理と有効性を研究するいくつかの実験的取り組みを主導し、その過程で、中性ビームシステムがトカマクプラズマに対して直交しすぎると、高エネルギービームイオンを放出する可能性のある不安定性を発見した。彼はまた、高エネルギーイオンの他の多くの損失メカニズムも調査した。これは、将来の中性ビームシステムがトロイダルプラズマ構成にアクセスできる角度の範囲を決定する上で極めて重要であることが証明された。[ 4 ] [ 5 ]
当時稼働していたほとんどのトカマクからの膨大な実験データに基づいて、ゴールドストンは、主半径、副半径、密度、電流、中性ビームシステムなどのソースからの加熱電力などのパラメータの関数として、トカマクプラズマ内のエネルギー閉じ込めに関する最初の広く適用可能な経験的スケーリング関係を開発しました。[ 6 ]このスケーリング関係は「ゴールドストンスケーリング」として知られるようになり、トカマクの性能を推定するための予測ツールを提供し、広く利用され、最終的には、後続の世代のトカマクからのデータのはるかに大規模な分析に基づく後のエネルギー閉じ込めスケーリングの出発点となりました。トカマク内のエネルギー閉じ込めが優れているほど、核融合反応が十分に速く進行して正味の電力生産を生み出す温度まで加熱するために必要な外部電力は少なくなります。[ 7 ]
1980年代、ゴールドストンは米国エネルギー省のためにプリンストンのトカマク核融合試験炉の物理研究チームを率いた。1988年、彼はジェームズ・D・ストラチャン、リチャード・J・ハウルクとともに、閉じ込めが大幅に改善されたトカマク運転モードの発見により、米国物理学会のドーソン賞を受賞した。このモードは「スーパーショットモード」と呼ばれるようになった。[ 8 ]
1990年代初頭、ゴールドストンは、より高度なトカマクの設計開発のための2つの取り組みで物理設計チームを率いた。最初のコンパクト点火トカマクは、核融合反応によって放出されるエネルギーがプロセスを継続させるのに十分な条件までプラズマを加熱するための比較的低コストの装置となることを意図していたが、最終的にはトカマク物理実験へと発展した。これは点火に到達することを意図したものではなく、トカマクプラズマの閉じ込めと安定性を制御および増強するためのより複雑で動的な方法を探求することを目的としていた。 [ 9 ]この設計は、最終的に韓国の核融合プログラムの現在稼働中の旗艦トカマクであるKSTARトカマクの設計の出発点となった。
1992年、ゴールドストンはプリンストン大学天体物理学・天文学科の教授に任命され、1997年にはプリンストン・プラズマ物理研究所の所長に任命された。また、フランスのプロヴァンス地方で建設中の国際トカマクプロジェクトITERの科学技術諮問委員会の創設以来のメンバーも務めている。[ 10 ] 1995年には、教科書『プラズマ物理学入門』を共著した。 [ 11 ]
ゴールドストン氏がPPPL所長を辞任して以来行っている核融合研究は、エネルギー生産トカマクの構築という文脈におけるプラズマと物質の界面に焦点を当てている。彼はトカマクから熱がどのように逃げるかについてのヒューリスティックモデルを開発し、既存の装置での測定値をうまく予測した。[ 12 ]
1987年、彼は「トカマクプラズマの輸送と加熱の理解に対する優れた理論的および実験的貢献」により、アメリカ物理学会のフェローに選出された[ 13 ]。
ゴールドストンは長年にわたり核軍縮を提唱してきた。2013年、彼はボアズ・バラク、アレクサンダー・グレイザーと共に、軍縮対象に指定された核弾頭が実際にその通りのものであることを確認するための「ゼロ知識」システムを設計した。調査対象の核弾頭に高エネルギー中性子を照射し、通過した中性子分布を既知の核弾頭を通過した分布と比較することで、査察官は核の秘密を漏らすことなく、軍縮対象となっている核弾頭が本物か、条約の要件を回避するために考案された偽装かを判断することができる。[ 14 ] この功績により、フォーリン・ポリシー誌は彼らを2014年の「世界をリードする思想家100人」に選出した。[ 15 ]