オックスフォード大学物理学科

オックスフォード大学物理学部は、イギリスのオックスフォードのパークスロードにあります。この学部は、クラレンドン研究所、デニス・ウィルキンソンの建物、ドブソンスクエア、ビークロフトの建物など、複数の建物とサブ部門で構成されています。^[1]これらの施設はそれぞれ、原子およびレーザー物理学、天体物理学、理論物理学など、物理学のさまざまなサブタイプの研究に貢献しています。物理学部門は、学部の設立以来、この科学分野に科学的貢献をしてきました。^[2]

クラレンドン研究所

クラレンドン研究所は1872年にオックスフォード大学に建設されました。建物は初代クラレンドン伯爵のエドワード・ハイドにちなんで名付けられ、イギリスで建設された最古の物理学研究所となりました。クラレンドンの建物はロバート・ベラミー・クリフトンというイギリスの科学者によって設計され、彼はこの研究所を研究目的だけでなく、学部生が試験の準備をするスペースにしました。^[1] 1908年、トーマス・グラハム・ジャクソン卿という建築家がタウンゼント・ビルを設計し、それがクラレンドン研究所の一部となりました。この建設の目的は、クラレンドン・ビルの役割を実験室と教育スペースとして拡張することでした。建築的には、タウンゼント・ビルは赤オレンジ色のレンガ造りで、石造りの階段と廊下が特徴です。^[2]

タウンゼント ビルの建築は、サー トーマス グラハム ジャクソンによって設計されました。彼がこの建物に使用したスタイルは、西洋の装飾芸術と視覚芸術の文化運動からインスピレーションを得た新古典主義のデザインでした。ジャクソンは、デザインを最小限に抑えるつもりだったため、タウンゼント ビルにゴシック スタイルの建築を採用することを拒否しました。彼が建築スタイルを選んだのは、オックスフォードの漸進的な動きに対する彼自身の共感によるものでした。^[2]

タウンゼント ビルは内部にいくつかの変更を加え、広々とした講堂の一部が小さな実験室スペースに置き換えられました。中央講堂は 2 階建てでしたが、現在は 2 つの 1 階に分割され、「実験光子学研究所」となっています。タウンゼント ビル内の構造は、エントランス ホールと記念碑的な二重階段がそのまま残っています。これらの歴史的建造物の内部構造を大幅に変更することで、原子およびレーザー物理学と凝縮物質物理学のサブ部門がリンデマン、タウンゼント、サイモンの各ビル全体にわたって接続されるようになりました。^[2]

リンデマン ビルのその後の建設は、基本的なデザインを示すことを目的としていました。リンデマン ビルのシンプルさは、長方形の塔の周囲に対称的な 2 つの翼を持つ正面の立面に表れていました。建物の色はタウンゼント ビルと比較して独特でしたが、地味で歓迎されない外観を示していました。リンデマン ビルとタウンゼント ビルの物理的な接続は、両方の建物の正面にあるマーティン ウッド講堂を介していました。これら 2 つの建物の接続は、暗いガラス パネルを使用して行われ、各建物の色の対照的なため、明らかに分離しているように見えます。^[2]

1919年、イギリスの物理学者フレデリック・リンデマンが実験哲学の教授となり、クラレンドン研究所の所長となった。彼は低温物理学の専門性で研究所の知名度を高めるとともに、オックスフォード大学における科学の地位を高めることに尽力した。^[1]リンデマンは研究所の知名度を高めることに成功し、1939年に電気研究所の北にクラレンドン研究所の新棟を開設した。^[3]

デニス・ウィルキンソンビル

デニス・ウィルキンソンビルは、バンベリーロード沿いの物理学部にある別の施設で、1960年代にデニス・ウィルキンソンを記念して建設されました。この建物は、天体物理学と素粒子物理学の研究に重点を置いています。この施設はもともと「原子核物理学部」および「原子核物理学研究所」として知られていました。^[4]ウィルキンソンビルのユニークな建築は、ファンデルグラフ発電機を収容するために設計された大きな扇形の上部構造のように見えます。^[要出典]

ビークロフトビル

ビークロフト ビルは物理学部の新築で、2018 年に建築家ホーキンス/ブラウンが設計しました。パークス ロード沿いのクラレンドン研究所の真正面に位置しています。物理学部のこのセクションは、5,000 万ポンドのプロジェクトの資金提供に貢献したエイドリアン ビークロフトに捧げられました。この施設が重点的に扱う物理学のサブタイプには、理論物理学と実験物理学が含まれます。この建物は、理論物理学と実験物理学を研究する研究者を結び付け、制御された環境で共同作業できるようにするために建設されました。^[5]この建物の建築は、ブロンズ、ガラス、拡張銅メッシュ インサート パネルの組み合わせと、耐候性ブロンズ フィンのグリッドで構成されています。建物の物理的構造は、オックスフォード中心部の建物の高さを 18 メートル以上にすることを禁止する「カーファックスの高さ」ポリシーに対応するために、地下 16 メートルに建設されました。16 メートルの地下室は、振動絶縁を必要とする特定の研究室用に設計されました。^[6]

原子物理学は、原子の構造とそれが持つエネルギー状態を研究する学問です。これらの特性により、原子は電場または磁場を介して他の原子と相互作用することができます。原子物理学に含まれる概念には、原子の構造、外部場における原子、光と原子の相互作用、原子の衝突などがあります。^[7]

天体物理学は物理学の一分野であり、物理学と宇宙の関係、および星、惑星、銀河の研究に焦点を当てています。この物理学分野の研究は、デニス・ウィルキンソンビルで行われています。1700年代、トーマス・ホーンズビーとして知られる天文学者がオックスフォードで研究を行い、1763年にサビリアン天文学教授になりました。1793年、トーマス・ホーンズビーはオックスフォードで最初の天文台の建物の建設に資金を提供しました。^[3]

理論物理学は、主題の背後にある理論と、さまざまな仮説を記述および予測するために使用される数学モデルの応用に関連しています。このサブタイプの物理学は、対照的な実験物理学と密接に関係しています。これらのサブタイプは両方ともビークロフトビルで研究されています。^[5]

素粒子物理学は主に素粒子の相互作用と特性に焦点を当てています。このタイプの物理学は原子分析の概念を共有しているため、原子物理学と密接に関連しています。天体物理学とともに、このサブジャンルもオックスフォードのデニス・ウィルキンソンビルで研究されています。^[7]

大気物理学は、地球の大気と天候との関係を研究する学問です。この物理学の分野は、特に中層と上層大気とその特徴的な性質に焦点を当てています。この分野の物理学は、気象学や気候学などの他の研究と相関しています。オックスフォード大学でのこの分野の研究は、気象学の講師であったGMBドブソンがクラレンドン研究所に加わった1920年に始まりました。^[8]

オックスフォードで研究を行った科学者は、技術の発展や医療分野への応用など、科学に貢献してきました。^[9]

エドモンド・ハレーは、星に関する発見をした若い天文学者でした。この若い天文学者は、星の観測と星のカタログの拡張を行うために、セントヘレナ島へ航海しました。エドモンドは、南半球の星を望遠鏡で観測した最初の人物となり、1690年代にケンタウルス座の星団を発見しました。^[3]ハレーは、地磁気と卓越風の最初の地図を作成することで研究をさらに発展させました。これは、最初の気象図としても知られています。ロバート・フックと協力して、2人の科学者は惑星の軌道の問題を解決しようとし、アイザック・ニュートンと理論について議論しました。1704年、エドモンド・ハレーはオックスフォード大学のサビリアン幾何学教授になり、複数の彗星が同一であるという彼の理論を説明する「彗星の天文学の概要」を出版することになりました。ハレーが後年行った他の発見には、太陽面を横切る金星の通過を観測して地球から太陽までの距離を計算したことなどがある。^[10]

天文学者ジェームズ・ブラッドリーは1711年にオックスフォード大学の学生となった。ブラッドリーは1721年から1742年までオックスフォードのサビリアン天文学教授を務めた。オックスフォード在学中に彼が貢献した分野には、恒星行差（地球の公転速度によって引き起こされる天体の見かけの動き）の観測があり、この観測で彼は光速の値を2.95 x 10 ⁸ ms ⁻¹と決定した。ブラッドリーの他の貢献には、月の重力による地球の軸の揺れによって生じる赤緯の年間変化の発見がある。^[3]      

アメリカの天文学者エドウィン・ハッブルは、オックスフォード大学で天体物理学の学生になった。ハッブルは哲学を学ぶためにオックスフォードに3年間通い、法学の学士号を取得した。彼の天体物理学への貢献には、宇宙の膨張の証明や、銀河の種類を判別するための分類システムの考案などがある。^[11]天の川銀河の向こうにある無数の銀河を発見したことで、我々が住む宇宙に対する認識は大きく変わった。1990年、エドウィン・ハッブルにちなんで名付けられたハッブル宇宙望遠鏡として知られる望遠鏡が地球の低軌道に打ち上げられた。^[12]

イギリスの天文学者マーティン・ライル卿は1930年代にオックスフォード大学で学んだ。物理学界への貢献としては、革命的な電波望遠鏡システムの開発が挙げられる。ライル卿は、宇宙に存在する最も遠い銀河を観測するなどの発見をした。第二次世界大戦中、ライル卿は電気通信研究施設での活動に参加し、レーダー装置を設計した。マーティン・ライル卿は、同じくイギリスの天体物理学者アントニー・ヒューイッシュと共同研究を行い、パルサーの発見により1974年にノーベル物理学賞を共同受賞した。^[13]

物理学者エルヴィン・シュレーディンガーは1933年に物理学でノーベル賞を受賞しました。シュレーディンガーはオーストリアで生まれ育ち、オックスフォード大学に3年間通いました。この理論物理学者は、原子の電子が波動関数としてどのように動くかを説明する重要な波動方程式を考案しました。^[14]

理論物理学者スティーブン・ホーキングは理論物理学に多くの貢献をした。イギリス生まれの物理学者はオックスフォードで育ち、オックスフォード大学の学部生になった。科学者としての彼の貢献には、ブラックホールの理論とタイムトラベルの概念を説明する能力が含まれる。^[15]ホーキングはまた、ブラックホールから放射される電磁放射であるホーキング放射を発見した。ホーキングの他の貢献には、重力特異点の定理に関するロジャー・ペンローズとの共同研究が含まれる。^[16]

1900年代、フレデリック・リンデマン教授とその父親は、星や彗星から発せられる光を検出する能力を持つ高感度光電セルを開発した。リンデマンは数学にも貢献し、素数理論に貢献した。数年後、リンデマンはドイツから科学者を招聘し、クラレンドン研究所で低温物理学の概念をより重要なものにした。リンデマンが行った研究には、液体ヘリウムとその熱特性の研究、超伝導の研究などがあった。^[3]物理学におけるリンデマンの貢献は、原子爆弾やレーダー計画に実験スキルを適用することで、戦争で役割を果たすことに繋がった。^[1]

クラレンドン研究所の研究に貢献したもう一人の科学者はデレク・ジャクソンで、彼はセシウムの核磁気スピンを決定する最初の実験を行った。クラレンドンの他の研究者には、ドップラー効果を応用して原子ビームを利用する方法を発見したハインリッヒ・クーンがいる。^[3]

1945年、科学者ジェームズ・グリフィスはマイクロ波分光法の概念を通じて強磁性共鳴を発見した。^[3]

オックスフォード大学物理学部の歴史を通じて、18 世紀以来、さまざまな研究者が物理学に重要な貢献を果たしてきました。これらの科学者には次のような人たちがいます。

• ロバート・フック（イギリスの哲学者）
• エドモンド・ハレー（イギリスの天文学者）
• エドウィン・ハッブル（アメリカの天文学者）
• スティーブン・ホーキング（理論物理学者）
• フレデリック・リンデマン、初代チャーウェル子爵（イギリスの物理学者）
• エルヴィン・シュレーディンガー（ノーベル物理学賞受賞者）
• ティム・バーナーズ＝リー（ワールドワイドウェブの発明者）
• アーネスト・アンブラー（イギリス系アメリカ人物理学者）
• ニール・ファーガソン（イギリスの疫学者）
• クリストファー・ルウェリン・スミス卿（物理学名誉教授）
• デニス・W・シアマ(イギリスの物理学者)
• イアン・ウォルムズリー（フック実験物理学教授）
• ジェームズ・ブラッドリー（イギリスの天文学者）
• マーティン・ライル（ノーベル賞受賞天文学者）^{[17] [18]}

2018年現在^{[アップデート]}、学術関係者には以下が含まれます。

• スティーブン・バルブス、サビリアン天文学教授
• ローラ・ヘルツ、物理学教授
• レイモンド・ピエールハンバート、ハレー物理学教授
• パオロ・ラダエリ、リー博士の物理学教授
• グラハム・ロスFRS、物理学名誉教授
• ヘンリー・スナイス、物理学教授
• ジョン・ウィーター、物理学教授、学科長（2010～2018年）
• イアン・シップシー、物理学教授、学科長（2018～24年）

ウィキメディア・コモンズには、オックスフォード大学物理学部に関連するメディアがあります。

• 学科ウェブサイト
• オックスフォード大学物理学部のFacebook
• オックスフォードの物理学の簡単な歴史 2008年6月20日アーカイブウェイバックマシン
• オックスフォードにおける物理学の長い歴史 2008年5月10日アーカイブウェイバックマシン

北緯51°45′36″ 西経1°15′23″ / 北緯51.75997° 西経1.2565° / 51.75997; -1.2565