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サミュエル・キング・アリソン（1900年11月13日 - 1965年9月15日）はアメリカの物理学者で、マンハッタン計画における役割で最もよく知られており、その功績により功労勲章を授与された。X線を研究した教授であり、1943年から1944年まで冶金研究所の所長を務め、その後ロスアラモス研究所で働き、そこで「カウパンチャー委員会」 [ 1 ]の一員として計画の最終段階を指揮し、トリニティ核実験の爆発までのカウントダウンを読み上げた。戦後、シカゴ大学に戻り、核研究所の所長を務め、「科学者運動」に参加し、核兵器の民間管理を求めてロビー活動を行った。
アリソンは1900年11月13日、イリノイ州シカゴで小学校校長のサミュエル・ブエル・アリソンの息子として生まれた。ジョン・フィスク小学校とハイドパーク高校で教育を受けた。1917年にシカゴ大学に入学し、数学と化学を専攻しながら水泳と水上バスケットボールの代表チーム に参加した。1921年に卒業し、ウィリアム・ドレイパー・ハーキンスの指導の下、化学の博士号取得に取り組み、「原子の安定性III、放電と高温の影響」という実験物理学に密接に関連するテーマで論文を執筆した。[ 2 ]
アリソンは1923年から1925年までハーバード大学の研究員を務め、その後1925年から1926年までカーネギー研究所に在籍した。1926年から1930年まではカリフォルニア大学バークレー校で物理学を教え、講師を経て准教授となった。そこでヘレン・キャンベルと出会い結婚した。二人の間には息子サミュエルと娘キャサリンの二人の子供が生まれた。[ 2 ]
1930年、アリソンはシカゴ大学に戻り、1942年に教授、1959年にフランク・P・ヒクソン特別功労物理学教授となった。[ 3 ]彼はコンプトン効果とX線回折の動力学的理論を研究した。当時、X線は原子構造を調査する重要な手段であったが、アーサー・コンプトンが示したように、光が波動性と粒子性の両方の性質を持つという概念は、広く受け入れられていなかった。ハーバード大学のウィリアム・デュアンは、コンプトン効果のコンプトン解釈が間違っていることを証明する取り組みを主導し、アリソンもこの取り組みに参加した。デュアンはコンプトンを否定するために一連の綿密な実験を行ったが、代わりにコンプトンが正しいという圧倒的な証拠を発見した。デュアンは、この事実を認めたことを称賛に値する。[ 4 ]
この結果、アリソンはコンプトンと共著で教科書『X線理論と実験』（1935年）を執筆し、これが広く使われるようになった。彼は大学院生のジョン・ハリー・ウィリアムズと共に高解像度のX線分光計を開発した。[ 5 ] 1935年、アリソンはグッゲンハイム奨学金を得てイギリスのケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所で研究を行い、 [ 6 ]そこでジョン・コッククロフトの下で研究を行った。彼はケンブリッジ哲学協会の数学紀要に「放射性炭素と放射性窒素の生産効率と半減期に関する実験」という論文を発表した。 [ 7 ]彼はキャベンディッシュ研究所のコッククロフト・ウォルトン加速器に非常に感銘を受け、シカゴに戻ってから自らも同様の加速器を製作した。[ 8 ]
第二次世界大戦中、アリソンは防衛関連の仕事に携わるようになった。彼は1940年10月から1941年1月まで国防研究委員会（NDRC）のコンサルタントを務めた。 [ 9 ] 1941年1月、NDRCは彼にベリリウムを中性子減速材として使用できる可能性を研究する契約を与えた。[ 10 ]彼がシカゴで編成したチームは、後にマンハッタン計画の冶金研究所へと発展した。[ 11 ]
1941 年 9 月、アリソンは原子爆弾の実現可能性に関する初期の調査を調整するS-1 セクションに加わった。[ 12 ]彼はスタッグ フィールドの使われなくなったスタンドの下にあるスカッシュ コートで原子炉の建設を始めた。[ 13 ]彼は 1942 年 1 月に冶金研究所の化学セクションの責任者になり、[ 11 ] 3 月には、ベリリウムを使用した彼の小型実験用原子炉が、コロンビア大学のエンリコ フェルミのグループの黒鉛減速設計よりも臨界に近づいた。[ 14 ] 1942 年中、コンプトンはコロンビア大学、プリンストン大学、カリフォルニア大学でプルトニウムと原子炉設計に取り組んでいたすべての研究グループをシカゴの冶金研究所に集めた。アリソンは実験作業の責任者に任命された。[ 13 ]
1942年10月までに、冶金研究所は、実験用原子炉すら稼働させられない状況で、大型生産用原子炉の設計をどのように進めるべきか検討しなければならなかった。フェルミは段階的な開発を主張したが、アリソンとユージン・ウィグナーは、戦争の流れに影響を与えるほどの原子爆弾を開発するには、より大きな段階的開発が必要だと主張した。マンハッタン計画の責任者であるレスリー・R・グローブス・ジュニア准将は 、時間とお金が重要であり、二つのアプローチが有望に見えるなら、両方とも開発すべきだと彼らに告げた。そして最終的に、そのように実行されたのである。[ 15 ]アリソンは、 1942年12月2日にスタッグ・フィールドでシカゴ・パイル1号機が臨界に達した際にプロジェクトが飛躍的に前進するのを見守った49人の科学者のうちの1人だった。 [ 16 ] 1943年にコンプトンの原子炉プロジェクトがシカゴ以外にも広がり始めると、アリソンは1943年6月に冶金研究所の所長に就任した。[ 11 ] [ 17 ]
1944年末までに、マンハッタン計画の中心はニューメキシコ州のロスアラモス研究所に移り、アリソンは1944年11月に技術・スケジュール委員会の委員長としてそこへ赴任した。[ 18 ]彼は1945年3月にグローブスに、爆縮型核兵器が7月に試験準備完了となることを伝えた。アリソンは爆縮計画を「管理」し、計画が順調に進むよう監督する「カウパンチャー委員会」の一員となった。[ 19 ] 1945年7月のトリニティ核実験で拡声器を通してカウントダウンを読み上げたのも彼だった。 [ 20 ]グローブスは1946年1月12日、シカゴ大学で行われた式典で、マンハッタン計画での功績を称えアリソンに功労勲章を授与した。[ 18 ]
戦後、アリソンは1946年から1957年まで、そして1963年から1965年までエンリコ・フェルミ原子核研究所の所長を務めた。1960年から1963年まで米国国家研究評議会の物理学部門の議長、1962年から1965年まで同評議会の原子核科学委員会の委員長を務めた。[ 9 ]彼は原子兵器の管理を求める「科学者運動」に積極的に参加した。科学者たちは、原子兵器を軍事管理ではなく民間管理下に置くよう働きかけ、それが最終的に1946年の原子力法に盛り込まれた。彼は科学における秘密主義に強く反対し、エンリコ・フェルミ研究所の設立を発表した影響力のある演説の中で次のように述べている。
我々は戦前の自由な研究に戻ることを決意している。物理学の科学研究に秘密主義が課せられたら、一流の科学者たちは皆、蝶の羽の色のような無害なテーマに取り組むことになるだろう。[ 21 ]
アリソンは加速器を再構築し、それを「ケバトロン」と名付けた。これは粒子を400 keVのエネルギーまで加速できるからである。この名前は、ローレンス・バークレー研究所で建設中の巨大なベバトロンにちなんだもので、ベバトロンは粒子を数十億電子ボルトまで加速する計画だった。アリソンは、低エネルギーでも有用な結果が得られる可能性があると確信していた。彼は、陽子と重陽子を加速し、リチウムとベリリウムを標的として用いる「重イオン物理学」として知られるようになる分野の先駆者となった。これらの軽元素の反応に関するデータは、後に恒星核合成の研究に役立つことが証明された。[ 22 ]
その後、アリソンは2 MeVのヴァンデグラフ起電機を入手し、ユークリプタイトなどの鉱物からリチウムイオンを生成する古い論文を思い出した。これにより、1.2 MeVのリチウムイオンビームを生成することができた。彼はこれまで知られていなかったホウ素やその他の軽元素の同位体を作り出し、それらの中性子捕獲断面積を測定した。この研究の副産物として、化学分析が不可能な表面物質を分析する方法が生まれた。彼の同僚であるアンソニー・L・ターケビッチは、後にサーベイヤー計画のミッションでこの方法を用いて月の組成を分析した。アリソンは引き続き博士課程の学生を受け入れ、ジェームズ・クローニンなど、後に著名なキャリアを築いた者もいた。[ 23 ]
アリソンは1965年9月15日、イギリスのカルハムで開催されたプラズマ物理学および制御核融合研究会議に出席中に、大動脈瘤の合併症により亡くなった。[ 24 ]彼の論文はアメリカ物理学会に保管されている。[ 25 ]
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