John Alexander Simpson - John Alexander Simpson
John Alexander Simpson | |
|---|---|
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| Nascermos |
3 de novembro de 1916 |
| Morreu | 31 de agosto de 2000 (com 83 anos) |
| Cidadania | Estados Unidos |
| Alma mater |
Reed College New York University |
| Conhecido por |
Cosmic Ray Nuclear física astrofísica de alta energia Exploração espacial |
| Prêmios |
Medalha Gagarin (1986) Prêmio Bruno Rossi (1991) Medalha Arctowski (1993) Prêmio Leo Szilard Lectureship (1999) Medalha William Bowie (2000) |
| Carreira científica | |
| Campos | física |
| Instituições |
Laboratório de Astrofísica e Pesquisa Espacial da Universidade de Chicago (LASR) Washington DC |
| Alunos de doutorado |
Sam Treiman Edward C. Stone George Gloeckler Brian Cartwright Glenn M. Mason James J. Beatty |
John Alexander Simpson (3 de novembro de 1916 - 31 de agosto de 2000) foi um físico americano e educador de ciências. Ele estava profundamente empenhado em educar o público e os líderes políticos sobre a ciência e suas implicações, principalmente como fundador principal do Bulletin of the Atomic Scientists e um membro de longa data do Board of Sponsors da organização.
Ele é conhecido por invenções como o contador proporcional de partículas α de fluxo de gás (para medir a produção de plutônio na presença de produtos de fissão de alta intensidade ) e o monitor de nêutrons , e por ter vários dos instrumentos que ele criou lançados ao espaço.
Simpson passou sua carreira como instrutor e pesquisador do Instituto e Departamento de Física Enrico Fermi da Universidade de Chicago , onde conduziu experimentos em física nuclear e com raios cósmicos . Sua pesquisa continuou até algumas semanas antes de sua morte. Ele morreu de pneumonia que contraiu no hospital após uma cirurgia cardíaca bem-sucedida . No ano em que ele morreu, seus instrumentos no espaço haviam enviado dados de volta por quase 40 anos.
Vida pregressa
Nascido em Portland, Oregon , Simpson foi um excelente clarinetista e saxofonista em seus primeiros anos, recebendo um prêmio no ensino médio por seu virtuosismo . Ele recebeu um diploma de AB do Reed College em 1940, onde se interessou pela história da ciência e da tecnologia desde os gregos até a Idade Média e as mais recentes descobertas em astronomia e física . Ele obteve um MS da New York University em 1943 e um Ph.D. um ano depois. Foi na Universidade de Nova York em 1943, quando Simpson foi convidado a trabalhar na Universidade de Chicago . Volney Wilson, administrador do Laboratório Metalúrgico da universidade, pediu-lhe que ajudasse a inventar instrumentos para medir altos níveis de radioatividade . Demorou muito para ser convincente, mas Simpson finalmente concordou em ajudar.
Pesquisa
Simpson começou sua carreira profissional como físico em 1943, onde atuou como líder de grupo no Projeto Manhattan . O Projeto Manhattan foi o codinome de um projeto dos Estados Unidos com o Reino Unido e o Canadá conduzido durante a Segunda Guerra Mundial para desenvolver as primeiras bombas atômicas . Era comum o governo recrutar físicos durante a Segunda Guerra Mundial para essas tarefas. Simpson aceitou a oferta depois de reconhecer as implicações sociais e humanas da energia nuclear e queria participar de seu desenvolvimento. Por causa disso, Simpson tornou-se membro fundador e primeiro presidente do Atomic Scientists of Chicago em agosto de 1945, um dia depois que os Estados Unidos lançaram a bomba atômica em Hiroshima e dois anos após o início de sua carreira. Ele também foi co-fundador no mesmo ano do Bulletin of the Atomic Scientists . O objetivo do boletim era esclarecer as implicações da bomba atômica e fornecer cursos racionais de ação em resposta às implicações. Na edição de 29 de outubro de 1945 da Life , Simpson, junto com Eugene Rabinowitch , falou sobre seu envolvimento com a energia nuclear e disse que os cientistas, pela primeira vez, reconheceram a responsabilidade moral de alertar sobre o perigo de qualquer uso futuro de armas nucleares . Simpson sentiu que os cientistas e engenheiros não podiam mais permanecer indiferentes às consequências de seu trabalho.
Neste mesmo ano, Simpson começou seu mandato como professor da Universidade de Chicago como instrutor de física, e permaneceu lá durante toda sua carreira participando de pesquisas até pouco antes de sua morte em agosto de 2000. Em 1945, ele também trabalhou como conselheiro não oficial em Connecticut O senador Brien McMahon após tirar uma licença da universidade. Como parte do corpo docente da universidade, Simpson inventou e patenteou um contador proporcional de partículas α de fluxo de gás para medir os rendimentos de plutônio na presença de produtos de fissão de alta intensidade , canalizando o gás contendo plutônio através do próprio contador.
Simpson tem 15 patentes em seu nome, que incluem o contador proporcional multifios , um dispositivo que melhora a precisão e a velocidade de leitura da radiação, e o monitor Neutron . Nancy Farley Wood trabalhou com Simpson e é responsável pelo desenvolvimento e produção dos detectores de radiação para o laboratório.
Em 1946, Simpson desenvolveu um interesse especial pelos raios cósmicos. Começando com investigações sobre nêutrons de raios cósmicos na baixa atmosfera , Simpson esteve presente desde as fases iniciais do campo, e contribuiu significativamente ao longo dos anos para seu desenvolvimento com suas investigações científicas . As contribuições de Simpson foram únicas, pois ele realizou seu trabalho de uma forma que impulsionou as realizações e a carreira de outras pessoas ao seu redor. Em 1955, ele deu a Eugene N. Parker um emprego como pesquisador associado no Instituto Enrico Fermi da Universidade de Chicago, e seu progresso foi em grande parte uma consequência do apoio contínuo de Simpson. Sua pesquisa sobre nêutrons de raios cósmicos na baixa atmosfera foi desenvolvida a partir do trabalho de Serge Korff antes da Segunda Guerra Mundial. Em 1949, Simpson contribuiu para a descoberta de que o efeito latitude visto com nêutrons é cerca de 20 vezes maior do que com câmaras de ionização . Em 1951, ele descobriu que as variações de tempo também são muito maiores. Ele havia reconhecido o potencial dos nêutrons e das partículas de raios cósmicos de baixa energia para explorar as causas das variações do tempo. Naquele ano, ele também inventou o monitor de nêutrons para atender à necessidade de um detector de nêutrons estável com base no solo. Ao fazer isso, ele estabeleceu estações de monitoramento de nêutrons em vários locais, incluindo Peru, Huancayo , México, Cidade do México , Novo México , Sacramento Peak , Colorado, Climax e Chicago Illinois .
Em 1954 e 1955, Simpson explorou as variações globais e temporais dos raios cósmicos ao redor do mundo nessas estações de monitoramento de nêutrons. Em 1956, uma explosão gigante de raios cósmicos proporcionou o primeiro vislumbre direto do estado das coisas no espaço interplanetário . Nesse ponto, a comunidade científica em torno dos raios cósmicos e da atividade solar havia crescido muito e, no Ano Geofísico Internacional (1957–58), Simpson foi um dos 12 cientistas responsáveis por organizar e coordenar o programa internacional, ajudando a torná-lo um grande sucesso.
No final de 1957, após o lançamento do Sputnik pela União Soviética , Simpson, percebendo a necessidade de os EUA enviarem instrumentos ao espaço, expôs a situação científica e seus planos para tal atividade ao reitor da universidade Lawrence Kimpton . Kimpton concedeu a Simpson US $ 5000 para fazer o projeto decolar e fez parceria com Peter Meyer para desenvolver pequenos detectores de partículas leves adequados para o ambiente espacial. O primeiro detector de partículas de Simpson foi lançado em 1958 na espaçonave Pioneer 2 .
Em 1962, Simpson e o professor Peter Meyer estabeleceram o Laboratório de Astrofísica e Pesquisa Espacial (LASR), que foi construído dentro do Instituto Enrico Fermi da Universidade de Chicago. A NASA contribuiu para o laboratório e financiou um edifício para o LASR que foi concluído em 1964. No laboratório, o desenvolvimento de instrumentos e a pesquisa espacial foram consolidados sob o mesmo teto, junto com a pesquisa teórica conectada com os resultados da pesquisa em andamento e experimentos espaciais.
Em 1965, Simpson, junto com seus alunos e colegas de trabalho, construiu os primeiros detectores de raios cósmicos (partículas de energia) para visitar Marte . Em 1973, foi o primeiro a visitar Júpiter ; em 1974 Mercury ; em 1979, Saturno foi visitado. A missão de Júpiter detectou a população de elétrons relativística (3-30 MeV) que o planeta estava emitindo pela primeira vez; elétrons foram observados dentro da magnetosfera de Júpiter e então escapando a distâncias de pelo menos 1 UA . A detecção de Simpson em 1974 é o que primeiro estabeleceu que os campos magnéticos observados em Mercúrio não estavam sendo carregados do Sol pelo impacto do vento solar , mas na verdade pertenciam ao próprio planeta. Simpson tem ajudado a desenvolver a missão desde o conceito desde 1959. Além disso, em 1980, sua detecção de uma pequena lacuna na distribuição de partículas energéticas presas no campo magnético de Saturno indicou a eles a presença de uma pequena lua orbitando anteriormente não detectada em aquela posição no espaço e absorvendo partículas que de outra forma seriam encontradas sem interrupções. Posteriormente, os cientistas identificaram a lua de Saturno opticamente. Em 1976 e 1982, Simpson também detectou rajadas de partículas energéticas associadas à passagem de ondas de choque no vento solar e forneceu evidências de que a transição serve como um acelerador eficiente de partículas.
Em 1970, Simpson, William Dietrich e John David Anglin descobriram que algumas erupções solares impulsivas produzem partículas energéticas entre as quais Hélio-3 , um isótopo leve não radioativo de hélio com dois prótons e um nêutron, é pelo menos dez vezes mais abundante que Hélio- 4 , um isótopo não radioativo e leve de hélio. Na Terra , o hélio-4 é o que compõe cerca de 99,986% do hélio aqui. Em 1973, seus instrumentos no Pioneer 10 e 11 indicaram um aumento na intensidade dos raios cósmicos de cerca de 1 por cento por UA. Em 1975, ele descobriu que durante o ponto baixo de atividade três anos antes, a abundância de hélio de raios cósmicos foi estranhamente aumentada com essas energias muito baixas, ao contrário de cair com energias decrescentes como os prótons fazem em direção à energia zero .
Em 1975 e 1977, Simpson descobriu que os núcleos de berílio-10 são escassos nos raios cósmicos e que essa escassez indica que eles existem há cerca de 2 x 10 7 anos. Isso o levou a concluir que os raios cósmicos passam livremente entre o disco gasoso e a porção do halo magnético estendido da galáxia , onde a densidade do gás ambiente é mais como 10 −2 átomos / cm 3 ou menos.
Na década de 1980, Simpson e AJ Tuzzolino desenvolveram o instrumento monitor de fluxo de poeira que envolvia uma fina folha de plástico que era polimerizada na presença de um forte campo elétrico perpendicular ao plano do plástico e, em seguida, eletricamente polarizada carregando uma carga elétrica positiva em um de suas superfícies e uma carga negativa do outro. A forma como funcionava era tal que uma partícula de poeira ou núcleo pesado penetrando através da folha primeiro vaporiza em uma pequena área, liberando as cargas, e então o sinal elétrico indica a localização e o tamanho do orifício no plástico que é calibrado para fornecer informações em sua velocidade e tamanho. Essas calibrações ocorreram de 1985 a 1989. O dispositivo de Simpson foi usado nas espaçonaves Vega 1 e Vega 2 para o cometa Halley em 1986, e lhe rendeu a Medalha Gagarin de Exploração Espacial naquele ano por sua contribuição para o sucesso da missão Vega, como seu instrumentos foram os únicos dos Estados Unidos a encontrar o cometa.
Conquistas
John Alexander Simpson é conhecido por invenções como o contador proporcional de partículas α do fluxo de gás para medir os rendimentos de plutônio na presença de produtos de fissão de alta intensidade e um monitor de nêutrons . Seu obituário no The Guardian observou que ele foi um dos inventores mais prolíficos de instrumentos científicos para a exploração espacial . Em 1958, seu primeiro instrumento criado foi lançado ao espaço, e os dois últimos foram lançados em 1999. Um a bordo do Stardust , encontrou-se com o Cometa Wild-2 , uma bola de neve congelada com uma milha e meia de diâmetro em 2004.
Em 1959, Simpson foi eleito para a Academia Nacional de Ciências , em 1968 ocupou a primeira Cátedra Ryerson e foi nomeado Professor de Serviço Distinto em sua universidade, em 1974 foi o primeiro a ser nomeado para a Cátedra Compton e em 1986 tornou-se Emérito . Simpson recebeu a Medalha Gagarin de Exploração Espacial de 1986 por sua contribuição para o sucesso da missão Vega , que enviou satélites ao cometa Halley no início daquele ano. Em 1991, ele recebeu o Prêmio Bruno Rossi da American Astronomical Society por suas contribuições para a astrofísica de alta energia , e em 1993 foi premiado com a Medalha Arctowski da National Academy of Sciences. Em 1999, ele recebeu o Prêmio Leo Szilard Lectureship por seu papel na educação de cientistas, membros do Congresso dos Estados Unidos e o público sobre a importância do controle civil da política nuclear e seus esforços críticos no planejamento e execução do Ano Geofísico Internacional . Em 2000, ele também foi agraciado com a Medalha William Bowie, que é o maior prêmio concedido pela American Geophysical Union , por suas extensas explorações dos raios cósmicos e outras partículas energéticas pelas quais nosso planeta é continuamente bombardeado. É conhecido por ter sido um professor destacado, tendo ao longo de sua carreira acadêmica orientado a pesquisa de 34 alunos de doutorado, muitos deles hoje líderes nas ciências espaciais. Simpson também deu palestras ao público usando fundos em 1974 que vieram de sua Cátedra Compton na tentativa de atingir um público maior com sua pesquisa. Em 1982, ele também estabeleceu e se tornou o primeiro presidente do Grupo de Trabalho de Ciência Espacial das Universidades localizado em Washington, DC , a fim de representar os laboratórios de ciências espaciais em suas negociações com o congresso e a NASA