利用者:加藤勝憲/デビッド・M・デニソン

加藤勝憲/デビッド・M・デニソン

David Mathias Dennison
Dennison at his home in Ann Arbor, Michigan, 1969
生誕	26 April 1900 Oberlin, Ohio
死没	3 April 1976
出身校	Swarthmore College University of Michigan
博士課程 指導教員	Walter F. Colby Oskar Klein
主な指導学生	Nelson Fuson
プロジェクト:人物伝

デビッド・M・デニソン（David Mathias Dennison、1900年4月26日- 1976年4月3日） in Oberlin, Ohio は米国の物理学者で量子力学、分光法、分子構造の物理学に貢献した。

教育

1917年、デニソンはスワースモア・カレッジに入学し、1921年に卒業。その後、ミシガン大学（アナーバー）に進学し、大学院でウォルター・F・コルビーとオスカー・クラインのもとで物理学を学んだ。クラインは、すでにカルーザ＝クライン理論（1921年）に関連していたが、コペンハーゲン大学のニールス・ボーアの理論物理学研究所に6年間滞在した後、1922年にミシガン大学の教授陣に加わった[3]。クラインを通じて、デニスンはヨーロッパで開発されている現在の理論物理学について多くを聞き、学んだ。デニソンの学位論文はメタン分子の分子構造と赤外スペクトルに関するものであり[4]、1924年に博士号を授与された[5][6][7]。

In 1917, Dennison entered Swarthmore College, where he graduated in 1921. He then went to the University of Michigan, in Ann Arbor, for graduate studies in physics with Walter F. Colby and Oskar Klein. Klein, already associated with the Kaluza–Klein theory (1921), joined the faculty at Michigan in 1922, after a six-year stay at the Institute for Theoretical Physics, under Niels Bohr, at the University of Copenhagen. It was through Klein that Dennison heard and leaned much about the current theoretical physics being developed in Europe, which created a yearning in him to go to Copenhagen for further study. Dennison's thesis was on the molecular structure and infrared spectrum of the methane molecule, and he was awarded his doctorate in 1924.

1924年から1926年まで、デニソンは国際教育委員会（IEB）のフェローシップを得て、ヨーロッパで大学院の研究と勉学に励んだ。その年の暮れには、ミシガン大学の物理学科長ハリソン・マカリスター・ランドールが、デニスンにミシガン大学の奨学金でもう1年ヨーロッパに滞在するよう手配していた。ヨーロッパでの3年間、彼は主にコペンハーゲンでポスドク研究を行い、そこでポール・ディラック、サミュエル・アブラハム・ガウズミット、ヴェルナー・ハイゼンベルク、ヴァルター・ハイトラー、ラルフ・H・ファウラー、フリードリッヒ・フント、ヘンドリック・アンソニー・クレーマーズ、仁科芳雄、ヴォルフガング・パウリ、ジョージ・ユージーン・ウーレンベックといった他の客員物理学者と交流した。1925年後半、ハイゼンベルクとマックス・ボルンは量子力学の行列力学の定式化を発表した。1926年秋、ハイゼンベルクはチューリッヒ大学に留学し、エルヴィン・シュレーディンガーに師事した。シュレーディンガーはこの年の初めに量子力学の波動力学の定式化に関する論文を発表していた。1927年の早春、デニソンはコペンハーゲンに戻り、晩春にはケンブリッジ大学でラルフ・ファウラーと6週間研究した。フェローシップの最後の数週間は、ポール・エーレンフェストとともにライデン大学で過ごした[6][7]。

From 1924 to 1926, Dennison had an International Education Board (IEB) Fellowship to do postgraduate study and research in Europe. By the end of that time, Harrison McAllister Randall, chairman of physics department at the University of Michigan, had arranged for Dennison to stay in Europe another year on a University of Michigan fellowship. Dennison arrived at the Institute of Theoretical Physics at the University of Copenhagen, in October 1924. During his three years in Europe, he mostly did postdoctoral research in Copenhagen, where he had associations with other visiting physicists working there, such as Paul Dirac, Samuel Abraham Goudsmit, Werner Heisenberg, Walter Heitler, Ralph H. Fowler, Friedrich Hund, Hendrik Anthony Kramers, Yoshio Nishina, Wolfgang Pauli, and George Eugene Uhlenbeck. In the last half of 1925, Heisenberg and Max Born published their matrix mechanics formulation of quantum mechanics. In the fall of 1926 he went to the University of Zurich to study and work with Erwin Schrödinger, who had early in the year published his papers on his wave mechanics formulation of quantum mechanics. In early spring of 1927, Dennison went back to Copenhagen, and in late spring he went to the University of Cambridge to work with Ralph Fowler for six weeks – there at the time were Ernest Rutherford, Nevill Francis Mott, Pyotr Kapitsa, Patrick Blackett, and John Cockcroft. The last few weeks of his fellowship were spent at the University of Leiden with Paul Ehrenfest.

1925年、ジョージ・ユージーン・ウーレンベックとサミュエル・エイブラハム・ガウズミットがスピンを提唱し、ウォルフガング・パウリがパウリの排他原理を提唱した。1926年には、エンリコ・フェルミとポール・ディラックがフェルミ・ディラック統計を発表した。ケンブリッジ大学在学中、デニソンは水素分子の量子力学的計算を用いて、陽子も電子と同様にフェルミ-ディラック統計に従うこと、つまりスピン1/2を持っており、したがってパウリの排他原理に従うことを示した[9][10]。

In 1925, George Eugene Uhlenbeck and Samuel Abraham Goudsmit had proposed spin, and Wolfgang Pauli had proposed the Pauli exclusion principle. In 1926, Enrico Fermi and Paul Dirac introduced Fermi–Dirac statistics. While at Cambridge, Dennison used quantum mechanicals calculations on molecular hydrogen to show that protons, like electrons, were subject to Fermi–Dirac statistics, or had spin-½, and therefore obeyed the Pauli exclusion principle.

Career

1927年、ヨーロッパから帰国したデニソンは、1976年までミシガン大学で生涯のキャリアをスタートさせた[11]。1926年にオットー・ラポートがミシガン大学に着任し、1927年にはジョージ・ウーレンベックとサミュエル・ガウズミットが着任した。この4人は、量子力学を含む理論物理学を長年にわたって発展させるチームであった。彼らは物理学部のハリソン・マクアリスター・ランドール学 部長によって、学部の理論的能力を構築するためにミシガン大学に招かれ た。

In 1927, upon Dennison's return from Europe, he started his lifelong career at the University of Michigan until 1976. Otto Laporte had arrived at Michigan in 1926, and George Uhlenbeck and Samuel Goudsmit arrived in 1927. These four men were a team in developing theoretical physics, including quantum mechanics, for many years. They had been brought there by the chairman of the physics department, Harrison McAllister Randall, to build the theoretical capabilities of the department.

デニソンはニールス・ボーアの教え子であり、ハンス・ベーテ、ヴォルフガング・パウリ、エンリコ・フェルミが世界的に有名になる前から知っていた。1925年にジョージ・ウーレンベックとサミュエル・ガウズミットが電子のスピンを発見した後、水素の比熱は未解決の大きな問題となっていた。デニソンは1927年、陽子のスピンは測定中に頻繁には遷移しないと仮定することで、この問題を解決した。この新理論は、陽子のスピンが1/2であることを前提とした実験と正確に一致した[14]。1932年、デニソンとウレンベックは、アンモニア中の窒素の位置に関する2ミニマの「反転傘」問題を解決した。この結果は、マイクロ波での吸収を予測し、ニール・ウィリアムズが分子マイクロ波分光器を作るきっかけとなった。第二次世界大戦中、デニソンはVT無線近接信管の研究で米海軍から表彰を受けた[13]。戦後、デニソンは分子構造の研究に戻るとともに、ミシガン大学の新しいシンクロトロンの設計に取り組んだ。セオドール・H・バーリンと共に、彼は直線部を持つシンクロトロンにおける安定軌道の理論を開発し、この特徴はすぐにほとんどの大型シンクロトロンの標準となった[14]。

Dennison was a student of Niels Bohr, and knew Hans Bethe, Wolfgang Pauli, and Enrico Fermi before they became world-famous. Most of Dennison's work was on molecular structure. Following the discovery of the spin of the electron in 1925 by George Uhlenbeck and Samuel Goudsmit, the specific heat of hydrogen was a major unsolved problems. Dennison solved this problem in 1927 by postulating that the spin of protons does not transition frequently during measurements. This new theory agreed precisely with experiments given that the proton's spin was 1/2. In 1932 Dennison and Uhlenbeck solved the two-minima "reversing umbrella" problem for the position of nitrogen in ammonia. This result predicted absorption at microwave wavelengths, which inspired Neal Williams to build a molecular microwave spectrograph, one of the first ever built. During World War 2 Dennison received a citation from the US Navy for his work with the VT radio proximity fuse. After the war, Dennison returned to work on molecular structure, as well as working on the design of the new synchrotron at Michigan. With Theodore H. Berlin, he developed the theory of stable orbits in a synchrotron with straight sections, a feature that soon became standard in most large synchrotrons.

ミシガン大学構内のデビッド・M・デニソン校舎は当初、彼の名を冠していたが、ロン・ワイザーからの多額の現金寄付により2017年に改築され、ワイザー校舎と改名された[15]。現在、物理学科のコロキウム・ホールにはデニソンの名が冠されている。また、南極のクリスタル・サウンドにあるデニソン礁も彼の名を冠している[16]。

The David M. Dennison Building on the campus of the University of Michigan was originally named in his honor, but was remodeled and renamed as the Weiser building (in 2017) due to a large cash donation from Ron Weiser. The Colloquium Hall of the Department of Physics now bears Dennison's name. Dennison Reef, in Crystal Sound, Antarctica is also named in his honor.

Selected Literature

• Dennison, David M. (1925). “The Molecular Structure and Infra-Red Spectrum of Methane”. The Astrophysical Journal (IOP Publishing) 62: 84. Bibcode: 1925ApJ....62...84D. doi:10.1086/142915. ISSN 0004-637X. 
• Dennison, David M. (1 July 1926). “The Rotation of Molecules”. Physical Review (American Physical Society (APS)) 28 (2): 318–333. Bibcode: 1926PhRv...28..318D. doi:10.1103/physrev.28.318. ISSN 0031-899X. 
• Dennison, D. M. (1 June 1927). “A Note on the Specific Heat of the Hydrogen Molecule”. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (The Royal Society) 115 (771): 483–486. Bibcode: 1927RSPSA.115..483D. doi:10.1098/rspa.1927.0105. ISSN 1364-5021. 
• Dennison, David M. (1 March 1931). “The Infrared Spectra of Polyatomic Molecules Part I”. Reviews of Modern Physics (American Physical Society (APS)) 3 (2): 280–345. Bibcode: 1931RvMP....3..280D. doi:10.1103/revmodphys.3.280. ISSN 0034-6861. 
• Dennison, David M. (1 June 1940). “The Infra-Red Spectra of Polyatomic Molecules. Part II”. Reviews of Modern Physics (American Physical Society (APS)) 12 (3): 175–214. Bibcode: 1940RvMP...12..175D. doi:10.1103/revmodphys.12.175. ISSN 0034-6861. 
• Dennison, David M. (1974). “Recollections of physics and of physicists during the 1920s”. American Journal of Physics (American Association of Physics Teachers (AAPT)) 42 (12): 1051–1056. Bibcode: 1974AmJPh..42.1051D. doi:10.1119/1.1987935. ISSN 0002-9505. 

脚注

• Kragh, Helge Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century (Princeton University Press, fifth printing and first paperback printing, 2002) ISBN 0-691-01206-7
• Max Jammer The Conceptual Development of Quantum Mechanics (McGraw-Hill, 1966)

外部リンク

• Oral history interview transcript with David Dennison on 27 January 1964, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session I
• Oral history interview transcript with David Dennison on 28 January 1964, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session II
• Oral history interview transcript with David Dennison on 30 January 1964, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session III
• National Academy of Sciences Biographical Memoir

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