アメリカの物理学者ライナー・ワイス、キップ・ソーン、バリー・バリッシュは、重力波の存在を確認する実験を夢想し、実現したことで栄誉を受けた。
ワシントン州ハンフォードにある LIGO 検出器。
ライゴ
はじめに
小さなことの中で最も小さなことを見つけるには、大きな夢を持つことが大切です。米国の物理学者、ライナー・ワイス氏、キップ・ソーン氏、バリー・バリッシュ氏は本日、ブラックホールの衝突など、遠く離れた大災害によって引き起こされる時空の小さな波紋である「重力波」の発見における主要な役割により、2017年のノーベル物理学賞を受賞した。重力波の存在は、アルバート・アインシュタインによって 1 世紀前に予言されました。彼は、重力波は非常に弱すぎて検出できないだろうと考えていました。しかし、ワイス、ソーン、バリッシュ、そして故スコットランドの物理学者ロナルド・ドレバーは、原子核の幅の 1,000 分の 1 未満の時空構造における収縮と膨張を記録する、まさにそれを実現する超高感度実験の構築に数十年を費やしました。
今朝受賞を知ったワイスさんは「本当に素晴らしい」と語った。 「しかし、私はこれを、約 1,000 人の人々の取り組み、言いたくないのですが、40 年もの長い間続いてきた献身的な取り組みを評価するものだと考えています。」
1960年代、カリフォルニア工科大学のブラックホール専門家で現在77歳のソーンは、研究していた目に見えない怪物同士の衝突は重力波として検出できるはずだと考えるようになった。一方、全国のマサチューセッツ工科大学の伝説的な「プライウッド・パレス」では、現在85歳のワイスが、それらを検出する方法の概念を思いついた。彼らはドレバー氏とともに、1984 年にレーザー干渉計重力波天文台 (LIGO) となるプロジェクトを設立しました。 30 年以上後の 2015 年 9 月、LIGO の 2 つの巨大な検出器が初めて重力波を記録しました。
「これはリスクが高く、見返りが非常に高い事業でした」とソーン氏はクアンタ社に語った。 去年。
LIGO が画期的な成功を収めた後、彼とワイスは物理学のノーベル賞受賞候補とみなされていました。委員会は賞の半分をワイスに与え、残りの半分をソーンとバリッシュで分けることを選択した。 (3 月に亡くなったドレバー氏は、この賞は死後には授与されず、重力波の発見は昨年の検討期限に間に合わなかったため、資格を失いました。)
バリッシュ氏がノーベル委員会に認められるかどうかを予測するのはさらに困難だった。彼は「これを実現させた組織の天才だった」とソーン氏はクアンタに語った。 。カリフォルニア工科大学の素粒子物理学者で現在 81 歳のバリッシュは、1994 年にドレバー、ソーン、ワイスの才能はあるが不調和な「トロイカ」に代わって LIGO のリーダーに就任しました。バリッシュは、現在 1,000 人以上の会員を擁する LIGO 科学コラボレーションを設立し、ルイジアナ州とワシントン州での LIGO の検出器の建設を指揮しました。
上から下:キップ・ソーン、ライナー・ワイス、バリー・バリッシュ。
左から右へ:キップ・ソーン、ライナー・ワイス、バリー・バリッシュ。
カリフォルニア工科大学同窓会のご厚意による。 ブライス・ヴィックマーク。 R. ハーン
ワイス氏、ソーン氏、バリッシュ氏（現在は全員名誉教授）とLIGOの共同研究者らは、時空幾何学におけるこうした揺れに注目することで、天体物理学の新時代を切り開いた。重力波の突風が地球を通過する際に、原子の幅の何分の 1 かで LIGO の検出器の長さ 4 キロメートルのアームを交互に伸ばしたり縮めたりします。プリンセスとエンドウ豆の感度により、L 字型検出器の両方のアームに沿って反射するレーザー ビームが重なり合い、アームの長さの一瞬の違いが明らかになります。科学者は、重力波信号の形式を研究することで、それを引き起こした遠い昔の大変動についての詳細を抽出することができます。
たとえばつい先週、LIGOは4回目となる最新の重力波検出を発表した。その2つの検出器は、Virgoと呼ばれるヨーロッパの新しい検出器とともに、18億光年離れた2つの巨大なブラックホールからの信号を記録した。何年にもわたって互いに旋回した後、このペアはついに衝突し、太陽 3 個分に相当するエネルギーを、明らかな重力波の形で宇宙に放射しました。
これらの検出は「宇宙への新しい窓を開いている」とスウェーデンのウプサラ大学の天体物理学者オルガ・ボットナー氏は今朝の賞の発表で述べた。すでに、到来する重力波信号は、星の生と死に関する天体物理学者の考えに疑問を投げかけており、天文学の新時代を切り開いています。将来、さらに感度が向上した重力波観測所では、量子重力に関するアイデアがテストされ、ビッグバン自体からの信号が検出される可能性もあります。
「それは人間ができる最も魅力的なことの一つでしょう。なぜなら、それは宇宙がどのように始まったのかを非常に教えてくれるからです」とワイス氏は発表直後に語った。 「重力波は、非常に不動であるため、あらゆるものを通過し、宇宙で起こっている最も初期の瞬間について得られるほとんどの情報を教えてくれます。」
この記事は、ノーベル賞発表の詳細を追加して、2017 年 10 月 3 日に更新されました。また、 ライナー・ワイスが現在85 歳であることを反映するように修正されました。
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