Yoji Totsuka

Yoji Totsuka
Yoji Totsuka 20030815 5.jpg
Född 6 mars 1942Edit this on Wikidata
dog Edit this on Wikidata 10 juli 2008 (66 år)
Alma mater
Arbetsgivare
Utmärkelser

Yoji Totsuka ( 戸塚 洋二 , Totsuka Yōji , 6 mars 1942 – 10 juli 2008) var en japansk fysiker och specialuniversitetsprofessor, emeritus, University of Tokyo . En ledare inom studiet av sol- och atmosfäriska neutriner, han var vetenskapsman och chef vid Kamioka Observatory , Super-Kamiokande och High Energy Physics Laboratory ( KEK ) i Japan.

Totsuka hjälpte till att upptäcka neutrinoscillation och neutrinomassa , vilket lade en grund för den internationella studien av neutriner .

Tidigt liv

Totsuka föddes 6 mars 1942 i Fuji, Shizuoka Prefecture. Han avslutade sin BS 1965, sin MS 1967 och sin Ph.D. 1972 från University of Tokyo under ledning av Masatoshi Koshiba .

Karriär

Totsuka hade tjänsten som forskarassistent vid University of Tokyo 1972 till 1979. Han var docent vid University of Tokyo 1979 till 1987 och befordrades till professor vid University of Tokyo 1987. Från 1972 till 1981 han arbetade också med Double Arm Spectrometer (DASP) och JADE-partikeldetektorexperiment vid Deutsches Electron Synchrotron (DESY) i Hamburg, Tyskland. Där undersökte han elektron-positronkollisioner.

1981 återvände Totsuka från Tyskland till Japan för att arbeta vid Kamioka-observatoriet , en del av Institutet för kosmisk strålforskning (ICRR) vid University of Tokyo. Han arbetade med Masatoshi Koshiba för att etablera Kamioka Nucleon Decay Experiment. År 1987 kunde både Kamiokande-detektorn och Irvine–Michigan–Brookhaven- detektorn i USA upptäcka en explosion av neutriner från explosionen av en supernova i det stora magellanska molnet . Denna händelse, som anses vara "födelsen av neutrinoastronomin", ledde till publiceringen av betydande resultat från Kamioka-detektorn och 2002 delade ett Nobelpris i fysik mellan Masatoshi Koshiba och Raymond Davis Jr. för upptäckt av kosmiska neutriner .

Totsuka var professor vid Institutet för Cosmic Ray Research (ICRR) vid University of Tokyo från 1988–2002. 1988, efter att Masatoshi Koshiba gick i pension, tog Totsuka sin plats som organisatör och talesman för en kärngrupp av forskare för att främja en utökad Cherenkov-detektor , Super -Kamiokande (Super-K)-experimentet. År 1991 godkände den japanska regeringen en budget för byggandet av Super-Kamiokande, och byggandet började. En underjordisk detektor som innehåller 50 000 ton vatten, under Ikenoyama (berget Ikeno), började fungera den 1 april 1996. Efterföljande arbete vid Super-Kamiokande gav det första definitiva experimentella beviset för atmosfäriska neutrinoscillationer (1998) och solneutrinooscillationer (2001) . Detta förklarade det uppenbara solneutrinounderskottet och fastställde förekomsten av neutrinomassa .

Från 1995–2002 var Totsuka chef för Kamioka-observatoriet , en del av Institutet för kosmisk strålforskning (ICRR) vid Tokyos universitet. Från 1997–2001 var Totsuka chef för ICRR, medan han fortsatte som chef för Kamioka Observatory. Efter en olycka som förstörde över hälften av Super-K-fotomultiplikatorrören den 12 november 2001, gav Totsuka nyckelledningen för återuppbyggnaden av detektorn.

Från 2002 till 2003 var Totsuka professor vid High Energy Accelerator Research Organization ( KEK). Från 2003–2006 fungerade Totsuka som generaldirektör för KEK där han övervakade K2K neutrino-oscillationsexperimentet och Belle B-fabriken . Från 2006–2008 var han chef för forskningscentret för vetenskapssystem i Japan Society for the Promotion of Science .

Forskning

med Michael Witherell (15 augusti 2003)

Genom att arbeta med Nobelpristagaren Masatoshi Koshiba på Kamioka Nucleon Decay Experiment och senare som ledare för Kamioka Observatory och Super-Kamiokande (Super-K)-experimentet, hjälpte Totsuka till att etablera grunderna för neutrinofysik .

Kamioka Nucleon Decay Experiment designades för att detektera protonsönderfall . Den fastställde strikta gränser för protonsönderfallsprocessen och kunde upptäcka lågenergineutriner som kommer från solen såväl som atmosfäriska neutriner som produceras av kosmiska strålar. Som ett resultat var Kamioka en av två platser på jorden för att framgångsrikt mäta frisättningen av neutriner från en kosmogen källa, när supernovan SN 1987A exploderade i det stora magellanska molnet . Den andra platsen för att upptäcka utbrottet av neutriner var Irvine–Michigan–Brookhaven (IMB)-detektorn i USA. Som den första upptäckten av neutriner från bortom solsystemet, hyllades händelsen som födelsen av neutrinoastronomin. Mer än 800 publikationer har analyserat data från Kamioka-detektorn för den händelsen.

Bland den nya forskningen fanns två stora fynd från Totsuka-gruppen. En relaterad till solneutrinounderskottet . Solneutriner upptäcktes av Raymond Davis Jr. , men på en tredjedel av den nivå av neutrinoflöde som förutspåddes av teoretikern John N. Bahcall . Data från Kamiokande bekräftade på ett avgörande sätt förekomsten av solneutrinoproblemet som skapades av Davis och Bahcalls arbete.

Dessutom insåg Kamiokande-forskarna att deras data visade ett underskott i atmosfäriska neutriner som inte kunde bortförklaras av experimentella fel eller bakgrundsneutrinoflux. Både atmosfärs- och solneutriner var färre än partikelfysikens standardmodell skulle förutsäga. Totsuka och hans grupp publicerade den första artikeln om den atmosfäriska neutrinoavvikelsen 1988, ett resultat som skulle kräva "ännu outredd fysik" för att förklara.

Under Totsukas ledning ledde framgången för Kamiokande till byggnaden av Super-Kamiokande (Super-K)-detektorn, som öppnade 1996. 1998 rapporterade Super-Kamiokande-samarbetet de första definitiva bevisen för atmosfäriska neutrinoscillationer , vid den artonde Internationell konferens om neutrinofysik och astrofysik, i Takayama, Japan. Super-Kamiokande-experimentet fann bevis för neutrinoscillationer genom en kombination av högprecisionsmätning och sofistikerad statistisk modellering av atmosfäriskt neutrinoflöde.

Neutrinoscillation involverar tre typer av neutriner, som kan konvertera mellan typer: elektronneutriner, myonneutriner och tau-neutriner. Atmosfäriska neutriner tenderar att vara myon- och elektronneutriner, som kan passera genom jorden utan att absorberas. Det förutspåddes att samma antal atmosfäriska neutriner skulle komma upp från marken och ner från himlen. Super-Kamiokande fann dock att medan lika många elektronneutriner gick upp och ner, kom färre muonneutriner upp än ner. En möjlig förklaring var att muonneutriner som passerade genom jorden spenderade mer tid på att resa än de från atmosfären och hade mer tid på sig att förvandlas till tau-neutriner, vilket Super-Kamiokande inte direkt upptäckte. Analys visade att muonneutriner oscillerade till tau-neutriner.

Bevisen för neutrinoscillation antydde också en möjlig förklaring till solneutrinounderskottet: tidigare detektorer kunde inte mäta tau- och muon-neutriner. De solelektronneutriner som förutspåddes existera men som "saknades" från tidigare observationer kan ha omvandlats från elektronneutriner till tau- och myon-neutriner. Detta bekräftades senare genom ett samarbete mellan Super-Kamiokande och Sudbury Neutrino Observatory (SNO) i Kanada, rapporterat 2001, genom att jämföra data som samlats in av de två anläggningarna.

Mätningen av neutrinoscillationer med hög precisionsnivå var ett kritiskt kapitel i partikelfysikens historia. Oscillation uppstod från det faktum att neutriner hade liten men ändlig massa. Neutrinoscillationer, och därmed förekomsten av neutrinomassa, är inte en förutsägelse gjord av standardmodellen för partikelfysik. Faktum är att standardmodellen kräver att neutriner är masslösa.

Dessutom, som generaldirektör på KEK, övervakade Totsuka framgångsrikt K2K-experimentet och Belle B-meson "fabriken" och utforskade skillnader mellan materia och antimateria.

Privatliv

Totsuka diagnostiserades med kolorektal cancer och opererades för det 2000. 2006, efter att cancer spridit sig till hans lunga, drog han sig tillbaka från sin tjänst på KEK, men tjänstgjorde som forskningschef vid Japan Society for the Promotion of Science. Totsuka dog den 10 juli 2008. Nobelprisvinnande fysikern Masatoshi Koshiba fick veta att om Totsuka kunde förlänga sin livslängd med arton månader måste han få priset. År 2015 resulterade bevisen från experimenten 1998 och 2001 i ett Nobelpris i fysik, som gavs till Takaaki Kajita från Super-Kamiokande Observatory och Arthur McDonald från Sudbury Neutrino Observatory (SNO) "för upptäckten av neutrinoscillationer, som visar att neutriner har massa".

Mot slutet av sitt liv vände Totsuka sin uppmärksamhet till att kommunicera med den japanska allmänheten om hans sjukdom, vetenskap och kultur. Han hade en blogg, The Fourth Three-Months , där han öppet diskuterade omfattningen, framstegen och behandlingen av sin cancer. Totsuka avslöjade också ett intresse för trädgårdsarbete, särskilt blommorna i området där han tillbringade mycket av sin karriär, i Mozumi, byn där Super-K ligger.

Erkännande

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Yoji_Totsuka&oldid=1145481037 "