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ロバート・ラスバン・ウィルソン（1914年3月4日 - 2000年1月16日）は、第二次世界大戦中のマンハッタン計画での功績、彫刻家としての活動、そしてフェルミ国立加速器研究所（フェルミラボ）の設計者として知られ、 1967年から1978年まで初代所長を務めたアメリカの物理学者。
カリフォルニア大学バークレー校を卒業したウィルソンは、バークレー放射線研究所でサイクロトロン の開発に関する研究を行い、アーネスト・ローレンスの指導の下で博士号を取得した。その後、プリンストン大学に移り、ヘンリー・デウルフ・スミスと共にウラン同位体の電磁分離の研究を行った。1943年、ウィルソンは多くの同僚と共にマンハッタン計画のロスアラモス研究所に加わり、そこでサイクロトロングループ（R-1）の責任者となり、後に研究（R）部門の責任者となった。
戦後、ウィルソンはハーバード大学の准教授として短期間教鞭を執った後、コーネル大学に移り、物理学教授および新設された原子核研究所の所長に就任した。ウィルソンとコーネル大学の同僚たちは、4基の電子シンクロトロンを建設した。1967年、彼は国立加速器研究所（後にフェルミラボとして知られる）の所長に就任した。彼は予定通り、予算内で施設を完成させただけでなく、メインの管理棟をボーヴェ大聖堂を彷彿とさせるデザインにし、アメリカバイソンの群れがいる復元された草原を設けるなど、美観にも配慮した施設を作り上げた。彼は政府の資金不足に抗議して1978年に辞任した。
ロバート・ラスバン・ウィルソンは1914年にワイオミング州フロンティアでプラット・エルビンとエディス・エリザベス（ラスバン）ウィルソンの息子として生まれた[ 1 ] 。彼には姉のメアリー・ジェーンがいた[ 2 ] 。両親は彼が8歳の時に別居し[ 3 ]、親権は父親に与えられたが、彼は時折母親と暮らした[ 4 ] 。幼少期の多くを牧場で過ごした。彼は頻繁に転校し、祖母が働いていたイリノイ州ウッドストックのトッド・スクール[ 3 ]など、いくつかの学校に通った[ 4 ]。
ウィルソンは1932年にカリフォルニア大学バークレー校に入学し、1936年に優等で文学士号（AB）を取得した。 [ 3 ]彼はアーネスト・O・ローレンスの放射線研究所に加わった。当時、ローレンスとJ・ロバート・オッペンハイマーの努力により、この研究所は実験物理学と理論物理学の両方においてアメリカ最高の拠点へと発展しつつあった。[ 5 ]ウィルソンは1940年に「サイクロトロンの理論」に関する論文で哲学博士号（PhD）を取得した。 [ 6 ]同年、彼はジェーン・イネス・シェイヤーと結婚した。[ 7 ]
ウィルソンはサイクロトロンの研究中にローレンスの厳しい倹約主義に悩まされ、放射線研究所を2度解雇された。1度目は、37インチサイクロトロンのゴム製シールを紛失したため、潜在的な寄付者へのデモンストレーションに使用できなかったことが原因だった。その後、ルイス・アルバレスの勧めで再雇用されたが、溶接中に高価なペンチを溶かしてしまい、再び解雇された。復職の申し出があったものの、彼は代わりにプリンストン大学でヘンリー・デウルフ・スミスと研究することにした。[ 8 ] [ 4 ]
プリンストン大学で、ウィルソンは最終的に、ローレンスのカルトロン法に代わる電磁分離法の開発というスミスのプロジェクトを引き継いだ。この方法は、原子爆弾製造の重要なステップである、核分裂性ウラン235同位体を、より一般的なウラン238から分離するために用いられた。1941年までに、このプロジェクトは「アイソトロン」と呼ばれる装置を開発した。これはカルトロンとは異なり、磁場ではなく電場を用いてウランを分離するものであった。[ 8 ]
プリンストンでの研究は、第二次世界大戦中にオッペンハイマーの原子爆弾研究のための秘密研究所、マンハッタン計画のロスアラモス国立研究所が1943年に開設されたことで中断された。「まるでプロの兵士の集団のように」とウィルソンは後に回想している。「我々はこぞってロスアラモスに行くために志願した」[ 9 ]
ウィルソンはプリンストン大学のスタッフ数名とハーバード大学のサイクロトロンと共にそこへ移り、オッペンハイマーによってサイクロトロングループ（R-1）の責任者に任命された。彼はまだ20代後半で、実験部門で最年少のグループリーダーだった。[ 10 ] [ 7 ]サイクロトロンはプルトニウムの中性子断面積の測定に使用された。[ 11 ]
オッペンハイマーが1944年8月に爆縮型核兵器の開発に注力するために研究所を再編成した際、ウィルソンはR（研究）部門の責任者となった。[ 11 ]そのため、彼には4つのグループが報告することになった。サイクロトロングループ（R-1）は依然として彼自身が率いており、静電グループ（R-2）はジョン・H・ウィリアムズが率い、DD（重水素-重水素）グループ（R-3）はジョン・H・マンリーが率い、放射能グループ（R-4）はエミリオ・G・セグレが率いていた。1945年3月、R部門は1945年7月のトリニティ核実験のための計測機器の開発という追加の責任を負った。ウィルソンは、その前に行われた100トンの実験のために爆薬の箱を積み上げるのを手伝った。 [ 10 ]ロスアラモスでは、彼は町議会議員を務めるなど、地域社会の活動にも積極的に参加していた。[ 12 ]
1945年5月、ナチス・ドイツが降伏し、ドイツの原子力開発計画が何年も遅れていることが判明したことで、急速な原子爆弾開発計画の当初の動機が消え去ったとき、ウィルソンは作業を続けるべきかどうかという疑問を提起した。このニュースは、マンハッタン計画の責任者であるレスリー・グローブス少将 から冷ややかな反応を受けた。後年、アカデミー賞にノミネートされたドキュメンタリー映画『トリニティ実験の翌日』（1980年）のインタビューで、ウィルソンは、ドイツ降伏後に原爆開発を中止することを真剣に検討すべきだったと述べ、そうしなかったことをある程度後悔していると語った。[ 13 ]リチャード・ファインマンは、トリニティ実験の翌朝、皆が祝賀会を開いている中、ウィルソンが座ってふさぎ込んでいるのを見たことを回想している。理由を尋ねられたウィルソンはファインマンに「我々が作ったのは恐ろしいものだ」と答えた。[ 14 ]
広島と長崎への原爆投下後、ウィルソンはロスアラモス科学者協会（ALAS）の組織化に尽力し、科学者たちの請願書によって原子力の国際管理を訴えた。[ 15 ]この請願書はオッペンハイマーによってワシントンDCに届けられ、最終的には陸軍長官ヘンリー・L・スティムソンを通じてハリー・S・トルーマン大統領に届いた。[ 16 ]
戦後、ウィルソンはアメリカ科学者連盟の設立にも尽力し、1946年には会長を務めた。ハーバード大学の准教授に就任したが、1946年の最初の8ヶ月間はバークレーで、ロスアラモスに持ち去られたサイクロトロンに代わるハーバード大学用の新しい150 MeVサイクロトロンの設計に携わった。[ 7 ]ハーバード大学で、ウィルソンは「高速陽子の放射線学的利用」という画期的な論文を発表し、陽子線治療の分野を確立した。[ 17 ] [ 18 ]
1947年、ウィルソンはコーネル大学に物理学教授兼新設の原子核研究所所長として着任した。コーネル大学で、ウィルソンと彼の同僚は4基の電子シンクロトロンを建設した。最初の300 MeVシンクロトロンは、彼が着任した時点で建設中だった。[ 7 ] 1948年に海軍研究局に提出した報告書の中で、彼はその目的を次のように説明している。
我々の考えでは、原子核物理学の最も重要な問題は、原子核を構成する素粒子とは何か、そしてこれらの粒子を結合させている力の性質とは何か、ということである。より一般的ではあるが関連する問題は、我々のシンクロトロンによって生成されるような高エネルギーにおける電気法則の一般的な表現に関するものである。我々の実験は、これら3つの問題すべてに取り組むように計画されている。したがって、我々は、素粒子であると考えられる人工中間子を生成し、これらの中間子と原子核との相互作用を研究したいと考えている。さらに、高エネルギー電子と電子および陽子との電気的相互作用を探求し、高エネルギーにおける電気の正しい理論を示す証拠を探すつもりである。[ 7 ]
ウィルソンは1952年に1.4 GeVシンクロトロンの建設に着手した。1948年に彼が予見した通り、このシンクロトロンは人工K中間子とρ中間子を生成し、短距離での量子電磁力学を検証した。彼がコーネル大学で最後に建設した装置は12 GeVシンクロトロンで、1977年から1999年にかけて建設されたコーネル電子蓄積リング（CESR）の入射器として現在も使用されている。 [ 19 ]これは現在ウィルソンシンクロトロン研究所として知られる場所に設置されている。[ 20 ]
ウィルソンはモンテカルロ法を最初に用いた物理学者の1人であり、それを用いて電子や陽子によって誘発される粒子シャワーをモデル化した。彼は高エネルギーX線ビームの強度を測定できるように量子計を発明した。[ 21 ]
1967年、彼はコーネル大学を休職し、イリノイ州バタビアに設立されたばかりの国立加速器研究所の所長に就任した。この研究所は当時建設された中で最大の粒子加速器となる予定だった（1989年にCERNの大型電子陽電子衝突型加速器が稼働を開始するまで、その地位は変わらなかった）。1969年、ウィルソンは数百万ドル規模のこの装置を議会合同原子力委員会に正当化するよう求められた。当時の風潮に逆らい、ウィルソンはそれが国家安全保障とは全く関係ないことを強調し、むしろ次のように述べた。
それは、私たちがお互いを尊重する気持ち、人間の尊厳、文化への愛といったことに関係しています。それは、私たちが優れた画家、優れた彫刻家、偉大な詩人であるかどうかに関係しています。つまり、私たちがこの国で本当に敬い、尊敬し、愛国心を持っているすべてのものに関わるということです。そういう意味で、この新しい知識はすべて名誉と国に関係していますが、国を守ることと直接関係はありません。ただし、国を守る価値があるようにするのに役立つという点を除いては。[ 22 ]
ウィルソンの才能あるリーダーシップ、特にローレンスから受け継いだ経営スタイルのおかげで、施設は予定通り予算内で完成した。ウィルソンによれば、彼は原子力委員会の委員長グレン・T・シーボーグに、承認された2億5000万ドルの予算を超えないことを「血で署名」し、もし超えたら「地獄に落ちる」と約束したという。[ 23 ]この施設は、周囲4マイル、400GeVの加速器を中心としていた。[ 23 ]ウィルソンはその後、1TeVの粒子加速器であるテバトロンの設計を開始した。[ 21 ]国立加速器研究所は、 1974年にエンリコ・フェルミにちなんでフェルミ国立加速器研究所と改名された。しばしば「フェルミラボ」と呼ばれる。[ 24 ]
ウィルソンは1961年にサバティカル休暇中にイタリアのフィレンツェ美術アカデミーで彫刻を学んでおり[ 21 ]、フェルミラボを魅力的な職場にしたいと考えていた。外部の調和が内部の調和も促すと信じており、典型的な「政府研究所」のように見えないように個人的に尽力し、設計と建築において重要な役割を果たした[ 23 ] 。施設の周囲には復元された草原があり、ウィルソンが1969年に雄牛1頭と雌牛4頭を連れてきたことから始まったアメリカバイソンの群れの住処となっていた[ 25 ]。
敷地内には池もあり、メインの建物はボーヴェ大聖堂を意図的に彷彿とさせる造りになっている。[ 23 ]フェルミラボは彫刻家としての彼の功績も称え、「メビウスの帯」、「双曲オベリスク」、「トラクトリシャス」、「ブロークン・シンメトリー」など、彼の作品をいくつか展示している。また、金属彫刻「トポロジカルIII」はハーバード科学センターのロビーに置かれている。[ 26 ]フェルミラボの中央研究所の建物は、1980年に彼の功績を称えてロバート・ラスバン・ウィルソン・ホールと名付けられた。[ 27 ]
ウィルソンは、連邦政府の資金が不十分だと考えたことに抗議して辞任した1978年までフェルミラボの所長を務めた。[ 28 ]その後、エンリコ・フェルミ研究所のリッツマ教授としてシカゴ大学の教員に加わった。1980年にシカゴ大学の物理学名誉教授となった。コロンビア大学に移り、1979年にIIラビ科学・人間関係客員教授、 1980年にマイケル・I・プーピン物理学教授、1982年に名誉教授となった。1983年に退職し、ニューヨーク州イサカに戻った。[ 7 ]
ウィルソンは、1964年にフランクリン研究所からエリオット・クレソン・メダル、 1973年に国家科学賞、1984年にエネルギー省からエンリコ・フェルミ賞など、数々の賞や栄誉を受けた。彼は米国科学アカデミーとアメリカ哲学協会に選出され、1985年にはアメリカ物理学会の会長を務めた。 [ 29 ] 1986年には、アメリカ功績アカデミーからゴールデンプレート賞を受賞した。[ 30 ]
ウィルソンは1999年に脳卒中を起こし、回復することはありませんでした。彼は2000年1月16日、ニューヨーク州イサカの老人ホームで85歳で亡くなり[ 31 ]、フェルミラボのバタビア・ロード沿い、フェルミラボ・サイト39近くの19世紀のパイオニア墓地（1839年設立）[ 32 ]に埋葬されました[ 33 ] [ 34 ]。妻のジェーン、3人の息子ダニエル、ジョナサン、ランド、そして妹のメアリー・ジェーン・グリーンヒルが遺されました[ 34 ]。彼の文書はコーネル大学図書館に所蔵されています[ 21 ]。
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