ロバート・S・シャンクランド

ロバート・S・シャンクランド
シャンクランド 1969年頃
生まれる	ロバート・シャーウッド・シャンクランド ( 1908-01-11 )1908年1月11日 ウィロビー、オハイオ州、米国
死亡	1982年3月1日(1982-03-01)（享年74歳） クリーブランド、オハイオ州、米国
母校	シカゴ大学ケース応用科学大学院
知られている	コンプトン散乱現代物理学 の歴史
配偶者たち	ヒルダ・キャサリン・キネソン ​ ​ （ 1929年生まれ 、1970年死去） エレノア・ニューリン ​ （ 1970年生まれ）
子供たち	5
科学者としてのキャリア
フィールド	物理学者
博士課程の指導教員	アーサー・コンプトン

ロバート・シャーウッド・シャンクランド（1908年1月11日 - 1982年3月1日）は、アメリカの物理学者、歴史家であった。^[1]

ロバート・S・シャンクランドは、1925年から1929年までケース応用科学学校で学部生として学び、1933年に修士号を取得した。 1935年にはシカゴ大学でアーサー・コンプトンと共同で光子散乱に関する研究を行い、博士号を取得した。その他の研究には、 1929年から1930年にかけて米国国立標準局で電離層と標準周波数規制に関する研究があり、第二次世界大戦初期にはイギリスで潜水艦戦用のソナーの研究に従事した。

アルバート・A・マイケルソンのアーバイン牧場の実験に関するシャンクランドの報告書は1953年に出版された。イギリスの雑誌ネイチャーで、シャンクランドは、1905年にアインシュタインがマイケルソン・モーリーの実験から特殊相対性理論の最初の2つの原理をどのようにして定式化したかについての歴史的背景を説明した。シャンクランドは、マイケルソン・モーリーの実験に対する受け入れられた直接的な説明は、1905年にアインシュタインが示した特殊相対性理論によって提供されると信じていた。シャンクランドは、マイケルソンのサンタアナ旅行はエーテルの科学を調べるためだったと記録している。

大学院を修了後、ケース応用科学学校の教授に就任。1941年、デイトン・C・ミラーの後任としてケースのアンブローズ・スウェイジー物理学教授に就任し、1976年に退職するまでその職を務めた。シャンクランドは1953年から1969年までアルゴンヌ国立研究所でニュートリノ実験に携わり、その他にも相対性理論の歴史や建築音響学などに興味を持っていた。クリーブランド管弦楽団の指揮者ジョージ・セルと協力してセヴェランス・ホールの音響を改善し、ステージ上の演奏者が互いの音を聞き取りやすくした。

シャンクランドの父フランク・ノース・シャンクランドは、「モダン・ロマンス」や鳥類や動物に関する数冊の本の著者でした。1929 年にシャンクランドはヒルダ・キャサリン・キネソンと結婚しました。2 人にはルース・エレン、ドロシー・マーガレット、ロイス・バージニア、アヴァ・ガートルード、シャーウッド・ジーンの 5 人の子供と 14 人の孫がいました。ヒルダは 1970 年に亡くなり、エレノア・ニューリンと結婚しました。シャンクランドは熱心なアウトドア愛好家で、鉄製の動物用罠やネイティブ アメリカンの工芸品の知識豊富な収集家でもありました。

1952年から、シャンクランドはデイトン・ミラーの干渉計による結果の分析を行うチームを率い、ミラーが報告した正のエーテルドリフトは熱変動によって引き起こされた可能性が高いと結論付け、これを考慮に入れると、結果は特殊相対性理論と一致すると結論付けた。シャンクランドの説明は現在、主流の科学者のほとんどに受け入れられている。

1925年から1926年にかけて、デイトン・ミラーはウィルソン山でマイケルソン・モーリーの実験に似た干渉計による観測を行った。この観測結果は、地球が光を伝えるエーテルの中を測定可能な程度に漂っていることを反映しているように見えたが、これは明らかに、同種の他の実験や、エーテルは観測できないはずだという相対性理論の予測とは矛盾していた。

1955年、シャンクランドはミラーのデータを分析した論文を発表し^[2] 、 「ミラーが発見した小さな周期的な縞の変位は、非常に困難な実験における縞の位置の読み取り値の統計的変動に一部起因する」とし、「残りの体系的な影響は局所的な温度条件に起因する」と主張した。さらに、彼は、影響の原因となる温度勾配は「マウント・ウィルソンでは、ミラー自身がクリーブランドのケースで行った研究を含め、他の実験者が遭遇したものよりもはるかに厄介だった」と主張している。1973年の相対性理論の実験的発展に関するレビュー論文で、シャンクランドは、彼の分析に同意するアインシュタインからの1954年8月31日の手紙を掲載した（シャンクランドは、その出版前にアインシュタインに原稿を送っていた）。アインシュタインは次のように書いている。

ミラー実験に関するあなたの綿密な研究を送ってくださり、誠にありがとうございます。非常に注意深く行われたこれらの実験は、もちろん、綿密な統計的調査に値します。これは、些細ではない肯定的な効果の存在が、現在受け入れられている理論物理学の基礎に非常に深く影響する可能性があるため、なおさらです。

あなたは、観察された効果が偶然の偏差の範囲外であり、したがって体系的な原因があるに違いないことを説得力を持って示しました。あなたは、この体系的な原因が「エーテル風」とは何の関係もなく、干渉帯を生成した 2 つの光束が通過する空気の温度差に関係している可能性をかなり高くしました。実験室の壁の温度差が無視できないのであれば、そのような効果は実際に避けられません。

これは、装置の寸法とともに系統誤差が急速に増加するケースの 1 つです。

シャンクランドの再分析では、エーテルの存在を示す統計的に有意なシグナルは発見されなかった。この分析は主流の物理学者に受け入れられ、エーテルの概念の放棄はほぼ普遍的であり、ミラーが観測したシグナルは実験者の偏見の結果であると考えられている。ミラーが 1933 年に観測した「シグナル」は、実際には数百の測定値の平均である点から構成されており、シグナルの大きさは測定値が記録された解像度の 10 分の 1 以下である。

モーリス・アレーとジェームズ・デメオはシャンクランドの反論を受け入れず、ミラーの実験は相対性理論を否定すると信じていますが、アインシュタインの理論は今日、ほとんどの物理学者によって証明済みとみなされています。これは主に、多数の独立した研究者が現代の光学技術を使用して行った、ミラーの測定のはるかに正確な繰り返し測定に基づいており、ミラーが報告した正の信号は偽物であることが決定的に示されています。ミラーのデータとシャンクランドによるその分析は、現在では歴史的な関心事にすぎません。

• AIP International Catalog of Sources、Robert S. Shankland オーディオ アーカイブの概要。
• ジェームズ・デメオ、「デイトン・ミラーのエーテルドリフト実験：新たな視点」
• アレ、モーリス、「デイトン・C・ミラーの実験（1925～1926年）と相対性理論」。21世紀 - 科学と技術。1998年春。
  • 「デイトン・C・ミラー（1925～1926年）の実験と相対性理論」（ドイツ語）
• Allais, Maurice、「デイトン C. ミラーの 1925 ～ 1926 年の干渉計観測における非常に重要な規則性」。フランス科学アカデミー、1997 年 1 月 23 日。
• Allais, Maurice、「デイトン C. ミラーの 1925 ～ 1926 年の干渉計観測における新たな非常に重要な規則性」。フランス科学アカデミー、1999 年 4 月 26 日。
• アレ、モーリス、「デイトン C. ミラーの 1925 ～ 1926 年の干渉計観測で示された非常に重要な規則性の起源: 温度の影響か、空間異方性か?」フランス科学アカデミー、2000 年 12 月
• 「ミラー式マイケルソン・モーリー干渉計における縞シフトに対する太陽運動の影響」。ルイ・ド・ブロイ財団年報、第 27 巻第 3 号、2002 年 463 ページ。( PDF )
• 「アーバイン牧場でのマイケルソンの光速度実験」
• 時間と永遠 – 第1章
• タイム：科学的説明 [1]
• RS Shankland、SW McCuskey、FC Leone、G. Kuerti、「Dayton C. Miller の干渉計観測の新しい分析」、Rev. Mod. Phys. 27、167–178 (1955)。
• RSシャンクランド、「相対性理論の発展におけるマイケルソンの役割」、応用光学 12（10）、2280（1973）。

• RS Shankland、「光子散乱理論の明らかな失敗」、Phys. Rev. 49、8–13 (1936)。
• RS Shankland、JW Coltman、「振動ワイヤの倍音の真の倍音列からの逸脱」、J. Acoust. Soc. Am. 10 (3)、161–166 (1939)。
• RS Shankland、「高調波分析装置によるパルスの分析」、J. Acoust. Soc. Am. 12 (3)、383–386 (1941)。
• EW Samuel、RS Shankland、「Straubel Xカットクリスタルの音場」、J. Acoust. Soc. Am. 22 (5)、589–592 (1950)。
• RS Shankland、SW McCuskey、FC Leone、G. Kuerti、「Dayton C. Miller の干渉計観測の新しい分析」、Rev. Mod. Phys. 27、167–178 (1955)。
• HJ Ormestad、RS Shankland、AH Benade、「Severance Hall の残響時間特性」、J. Acoust. Soc. Am. 32 (3)、371–375 (1960)。
• RS シャンクランド著『原子核物理学』（マクミラン：ニューヨーク、1960 年）。
• RS Shankland、「マイケルソン・モーリー実験」、Am. J. Phys. 32 (1)、16–35 (1964)。
• RS Shankland、「残響の質」、J. Acoust. Soc. Am. 43 (3)、426–430 (1968)。
• RS Shankland編『Arthur Holly Comptonの科学論文』（シカゴ大学出版局、シカゴ、1973年）。
• RSシャンクランド、「相対性理論の発展におけるマイケルソンの役割」、応用光学 12（10）、2280（1973）。
• RSシャンクランド、「アインシュタインとの対話」、アメリカ物理学誌 41（7）、895-901（1973）。
• RSシャンクランド、「ギリシャ劇場の音響」、Physics Today 26 (10)、30 (1973)。
• RS シャンクランド、「マイケルソンと干渉計」、Physics Today 27 (4)、37 (1974)
• RSシャンクランド、「マイケルソン：アメリカ初の科学におけるノーベル賞受賞者」、アメリカ物理学会報 21（4）、601-602（1976年）。
• RS Shankland、「1930年までのアメリカの建築音響学」、J. Acoust. Soc. Am. 61 (2)、250–254 (1977)。
• RS Shankland、「演奏者のための音響設計」、J. Acoust. Soc. Am. 65 (1)、140–144 (1979)。
• RS シャンクランド、「アインシュタイン、アルバート — 追悼」、伝記 — 学際季刊誌 2 (3)、190–200 (1979)