Джей Джи Фокс

Джон Дж. Фокс
Джек Фокс
Рожденный	5 марта 1916 г. Биггар , Саскачеван
Умер	24 июля 1980 г. ( 1980-07-25 ) (64 года) Питтсбург , Пенсильвания
Национальность	НАС
Альма-матер	Принстонский университет
Научная карьера
Поля	Ядерная физика
Учреждения	Университет Карнеги-Меллон

Джон Гастон Фокс (5 марта 1916 — 24 июля 1980) — американский физик-ядерщик. Он получил докторскую степень в Принстоне в 1941 году и вскоре был принят на работу в Манхэттенский проект . Позже он переехал в Питтсбург, где провел остаток своей карьеры в качестве профессора физики в Университете Карнеги-Меллон . Он наиболее известен своей работой в 1960-х годах, где он применил результаты теоремы о затухании к имевшейся на тот момент совокупности экспериментальных данных, относящихся как к специальной теории относительности, так и к теории излучения.

Краткая биография

Джек Фокс, как его всегда называли, родился в Биггаре, Саскачеван. Он переехал со своей матерью в Викторию в 13 лет и бросил среднюю школу на два года раньше, чтобы поступить в колледж Виктории . Он поступил в Университет Саскачевана на степень магистра и в Принстон на степень доктора философии по физике. Некоторое время он работал в промышленности, прежде чем отправиться в Манхэттенский проект в Лос-Аламосе во время Второй мировой войны. В 1947 году он женился на Констанс Салливан из Виктории; они переехали в Питтсбург, штат Пенсильвания, где он поступил в Технологический институт Карнеги (позже Карнеги-Меллон). Они оба стали гражданами США в 1955 году и вырастили троих детей в пригороде Окмонта, штат Пенсильвания . Фокс умер в Питтсбурге в 1980 году.

Специальная теория относительности и теорема угасания

Второй постулат Эйнштейна специальной теории относительности гласит, что скорость света инвариантна независимо от скорости источника, из которого исходит свет. Теорема о затухании (по сути) утверждает, что свет, проходящий через прозрачную среду, одновременно гасится и повторно излучается самой средой. Это означает, что информация о скорости света от движущегося источника может быть потеряна, если перед измерением свет проходит через достаточное количество промежуточного прозрачного материала. Все измерения до 1960-х годов с целью проверки постоянства скорости света от движущихся источников (в основном с использованием движущихся зеркал или внеземных источников) проводились только после того, как свет прошел через такой неподвижный материал - этим материалом была стеклянная линза. , земная атмосфера или даже неполный вакуум глубокого космоса. В 1961 году Фокс решил, что, возможно, еще не существует убедительных доказательств второго постулата: «Это удивительная ситуация, в которой мы оказались спустя полвека после создания специальной теории относительности». Несмотря на это, он оставался полностью уверенным в специальной теории относительности, отмечая, что это создало лишь «небольшой пробел» в экспериментальных данных.

Фокс предположил, что возможны более удачные эксперименты, чтобы закрыть этот «небольшой разрыв». Поскольку фотоны с более высокими энергиями в среднем проходят гораздо большее расстояние в любом материале, прежде чем погаснуть и повторно испуститься, эксперименты с использованием гамма-лучей вместо видимого света или рентгеновских лучей с более низкой энергией будут значительно менее чувствительны к проблеме вымирания. В 1963 г. вместе с Т. А. Филиппасом (также из Технологического института Карнеги) Фокс исследовал гамма-лучи с энергией 68 МэВ, испускаемые в прямом и обратном направлениях нейтральными пионами, движущимися со скоростью 0,2 с , т. е. со скоростью две десятых скорости света. Классические скорости этих фотонов должны были составлять 1,2 с и 0,8 с соответственно, но это было не так. Эксперимент, возможно, самый ранний, который считается свободным от эффектов затухания, оказался успешным: «Мы приходим к выводу, что наши результаты убедительно доказывают, что скорость излучения движущегося источника не является классической векторной суммой c и скорости источника. В пределах нашей точности результирующая сумма равна c, как того требует специальная теория относительности».

Пересмотр теории излучения Ритца

Эмиссионная теория Уолтера Ритца с самого начала считалась альтернативой специальной теории относительности Эйнштейна. Ключевое различие между ними заключается в том, что согласно теории излучения ожидается, что скорость света будет меняться вместе со скоростью его источника. К 1960-м годам теория эмиссии уже давно не пользовалась одобрением, но Фокс понял, что влияние вымирания на измерение скорости света сводит на нет большую часть общепринятых доказательств против нее.Поэтому в 1964 году, все еще твердо веря в специальную теорию относительности, Фокс решил, что необходимо критически пересмотреть все доказательства против теории Ритца. При этом он показал, что большинство предыдущих отклонений идей Ритца, основанных на теоретических аргументах, были недействительны, включая все те, которые перечислил Вольфганг Паули в его монографии по теории относительности 1921 года. Кроме того, большинство предыдущих экспериментальных результатов, противоречащих теории излучения, также можно было бы отбросить, если бы были учтены эффекты затухания, поскольку весь свет (или другое излучение), скорость которого была измерена, фактически повторно излучался куда-то, кроме исходного движущегося источника. Но Фокс решил, что его собственная работа с Филиппасом а также очень актуальная работа, проделанная в лаборатории ЦЕРН использование гамма-лучей с энергией 6 ГэВ от нейтральных пионов, движущихся очень близко к c , окончательно подтвердило специальную теорию относительности. Его резюме: «Наш общий вывод состоит в том, что все еще существуют веские аргументы против теорий выбросов, но доказательства отличаются от тех, которые считались, и меньше их».

Другая профессиональная деятельность

В конце 1940-х и 1950-х годах Фокс был частью команды Технологического института Карнеги , которая создала современный на тот момент синхроциклотрон на 450 МэВ в Центре ядерных исследований в соседнем Саксонбурге. (Эксперимент с Филиппасом, упомянутый ранее, был проведен на этом объекте.) Он занимал должность руководителя физического факультета Технологического института Карнеги с 1955 по 1961 год. В 1962/63 году Фокс провел творческий год во Франции в Лаборатории Жолио-Кюри де Physique Nucléaire d'Orsay , отчасти из-за установленного там нового синхроциклотрона. В 1967/68 и 1971/72 годах Фокс провел в общей сложности три года, живя и работая в Индии, в недавно созданном Индийском технологическом институте в Канпуре, сначала в качестве приглашенного преподавателя, а затем в качестве административного руководителя Канпурского Индо- Американская программа. Фокс также был консультантом отделения ядерной медицины больницы общего профиля Св. Франциска в Питтсбурге.

Дальнейшее чтение

В 2004 году Альберто Мартинес исследовал отказ от эмиссионной теории Ритца в пользу специальной теории относительности с исторической точки зрения. В этой работе довольно подробно обсуждаются выводы Фокса.