JG Fox

John G. Fox
Jack Fox
Född	5 mars 1916 Biggar , Saskatchewan
dog	24 juli 1980 ( 1980-07-25 ) (64 år) Pittsburgh , Pennsylvania
Nationalitet	USA
Alma mater	Princeton Universitet
Vetenskaplig karriär
Fält	Kärnfysik
institutioner	Carnegie Mellon University

John Gaston Fox (5 mars 1916 – 24 juli 1980) var en amerikansk kärnfysiker. Han tog sin doktorsexamen från Princeton 1941 och rekryterades snart för att arbeta på Manhattanprojektet . Han flyttade senare till Pittsburgh där han tillbringade resten av sin karriär som professor i fysik vid Carnegie Mellon University . Han är mest känd för sitt arbete på 1960-talet, genom att tillämpa resultaten av extinktionsteoremet på den då aktuella mängden experimentella bevis som rör både speciell relativitetsteori och emissionsteori.

Kort biografi

Jack Fox, som han alltid var känd, föddes i Biggar, Saskatchewan. Han flyttade med sin mamma till Victoria vid 13 års ålder och lämnade gymnasiet två år tidigt för att gå på Victoria College . Han gick vidare till University of Saskatchewan för sin MS och Princeton för sin doktorsexamen, båda i fysik. Han arbetade kort inom industrin innan han gick till Manhattan-projektet i Los Alamos under andra världskriget. 1947 gifte han sig med Constance Sullivan från Victoria; de flyttade till Pittsburgh, Pennsylvania där han hade gått med i Carnegie Institute of Technology (senare Carnegie Mellon). De blev båda amerikanska medborgare 1955 och uppfostrade tre barn i förorten Oakmont, Pennsylvania . Fox dog i Pittsburgh 1980.

Special relativitetsteoremet och extinktionssatsen

Det andra postulatet i Einsteins speciella relativitetsteori säger att ljusets hastighet är oföränderlig, oavsett hastigheten på källan från vilken ljuset emanerar. Extinktionssatsen (i huvudsak) säger att ljus som passerar genom ett transparent medium samtidigt släcks och återutsänds av mediet självt. Detta innebär att information om ljusets hastighet från en rörlig källa kan gå förlorad om ljuset passerar genom tillräckligt med mellanliggande transparent material innan det mäts. Alla mätningar före 1960-talet i syfte att verifiera konstansen av ljushastigheten från rörliga källor (främst med hjälp av rörliga speglar eller utomjordiska källor) gjordes först efter att ljuset hade passerat genom sådant stationärt material - att materialet är det från en glaslins , den jordiska atmosfären, eller till och med det ofullständiga vakuumet i rymden. 1961 beslutade Fox att det kanske ännu inte finns några avgörande bevis för det andra postulatet: "Detta är en överraskande situation där vi befinner oss ett halvt sekel efter inledningen av speciell relativitet." Oavsett vilket förblev han fullt säker på den speciella relativitetsteorien, och noterade att detta bara skapade en "liten lucka" i det experimentella rekordet.

Fox föreslog att bättre experiment var möjliga, för att stänga det "lilla gapet". Eftersom fotoner med högre energi i genomsnitt kommer att färdas mycket längre i vilket material som helst innan de släcks och återutsändas, skulle experiment med gammastrålar istället för synligt ljus med lägre energi eller röntgenstrålar vara dramatiskt mindre känsliga för utrotningsproblemet. År 1963, tillsammans med TA Filippas (även från Carnegie Tech), undersökte Fox 68 MeV gammastrålar som sänds ut i framåt- och bakåtriktningen av neutrala pioner som rörde sig med 0,2 c , dvs två tiondelar av ljusets hastighet. De klassiska hastigheterna för dessa fotoner borde ha varit 1,2 c respektive 0,8 c , men så var inte fallet. Experimentet, kanske det tidigaste som anses vara fritt från utrotningseffekter, var framgångsrikt: "Vi drar slutsatsen att våra resultat ger starka bevis för att strålningshastigheten från en rörlig källa inte är den klassiska vektorsumman av c och källans hastighet . Inom vår noggrannhet är den resulterande summan c som krävs av speciell relativitet."

Omprövning av Ritz emissionsteori

Emissionsteorin om Walter Ritz ansågs tidigt vara ett alternativ till Einsteins speciella relativitetsteorin . En viktig skillnad mellan de två är att under emissionsteori förväntas ljusets hastighet variera med hastigheten på dess källa. Emissionsteorin hade länge missgynnats på 1960-talet, men Fox insåg att effekterna av utrotning på mätningen av ljusets hastighet omintetgjorde mycket av de accepterade bevisen mot den. Så 1964, medan han fortfarande trodde på speciell relativitet, bestämde Fox att det var nödvändigt att kritiskt granska alla bevis mot Ritz teori. Därmed visade han att de flesta av de tidigare förkastandena av Ritz idéer baserade på teoretiska argument var ogiltiga, inklusive alla de som räknades upp av Wolfgang Pauli i hans monografi om relativitet från 1921. Dessutom kunde de flesta tidigare experimentella resultat som missgynnade emissionsteorin också förkastas, när utsläckningseffekter väl övervägdes, eftersom ljuset (eller annan strålning) vars hastighet uppmättes faktiskt återutsändes någon annanstans än den ursprungliga rörliga källan. Men Fox fastställde att hans eget arbete med Filippas, såväl som mycket aktuellt arbete utfört vid CERN-laboratoriet med 6 GeV gammastrålar från neutrala pioner som rörde sig mycket nära c , definitivt stödde speciell relativitetsteori. Hans sammanfattning: "Vår allmänna slutsats är att det fortfarande finns ett bra fall mot emissionsteorier men att bevisen är annorlunda och mindre än de har trotts vara."

Annan yrkesverksamhet

I slutet av 1940- och 1950-talet var Fox en del av Carnegie Tech- teamet som skapade den då toppmoderna 450 MeV- synkrocyklotronen vid Nuclear Research Center i närliggande Saxonburg. (Experimentet med Filippas, som noterats tidigare, utfördes vid denna anläggning.) Han var chef för Carnegie Techs fysikavdelning 1955 till 1961. 1962/63 tillbringade Fox ett sabbatsår i Frankrike vid Laboratoire Joliot-Curie de Physique Nucléaire d'Orsay , delvis på grund av den nya synkrocyklotronen installerad där. Åren 1967/68 och 1971/72 tillbringade Fox totalt tre år med att bo och arbeta i Indien vid det nybildade Indian Institute of Technology i Kanpur, först som besökande fakultetsmedlem och sedan som administrativ chef för Kanpur Indo- Amerikanskt program. Fox var också konsult vid Nuclear Medicine Department vid St. Francis General Hospital i Pittsburgh.

Vidare läsning

2004 undersökte Alberto Martínez förkastandet av Ritz emissionsteori till förmån för speciell relativitet ur ett historiskt perspektiv. Det arbetet diskuterar Fox resultat i någon längd.