John Alexander Simpson

John Alexander Simpson (3 Kasım 1916 - 31 Ağustos 2000) halkı ve politik liderleri bilim alanında eğitmeye gönül vermiş deneysel nükleer ve kozmik ışın fizikçisidir. Öldüğü yıl uzaydaki cihazları yaklaşık 40 yıldır uzaydan veri göndermekteydi. Simpson kariyerini Chicago Üniversitesi fizik bölümünde araştırmacı ve eğitim görevlisi olarak geçirdi. Araştırması, 31 Ağustos 2000, ölümünden birkaç hafta önceye kadar devam etti.

Yoğun füzyon ürünlerindeki alfa parçacıkları ters orantılı ölçülen plütonyum alanları gaz akışı ve nötron monitörleri gibi icatları ile tanınmaktadır. Ayrıca yaptığı icatlarının birkaçı uzaya fırlatılmıştır.

John Alexander Simpson 83 yaşında hayatını kaybetti. Ölüm sebebi başarılı kalp ameliyatından sonra hastanede yakalandığı zatürre idi ve anısı eşi Elizabeth ve ilk evliliğinden olan iki çocuğu Mary Ann Simpson tarafından yaşatıldı.

İlk yılları
Simpson, Portland, Oregon’da doğdu. Gençliğinde klarnet ve saksafon ile ilgilendi ve ustalığı ile liseye kabulü onaylandı. 1940 yılında Reed Koleji’nde AB derecesi elde etti. Burada iken şu an geçerli olan birçok astronomik ve fizik keşfinin yapıldığı Orta Çağ Yunan ve Romalıları da kapsayarak bilim ve teknoloji tarihine merak sardı. 1943 yılında New York Üniversitesi’nden MS’sini elde etti, bir yıl sonrasında ise doktorasını aldı. Chicago Üniversitesi’nde çalışan olmak için ilk teklifini aldığında New York Üniversitesi’ndeydi (1943). Üniversitenin Metalürjik Laboratuvarı müdürü olan Volney Wilson, Simpson’dan laboratuvara gelip burada yüksek seviye radyoaktiviteyi ölçmek için gereçler icat etmeye yardım etmesini istedi. İkna etmesi oldukça zor olsa da nihayetinde Simpson yardım etmeyi kabul etti.

Araştırması
Simpson 1943 yılında Manhattan Projesi’nde grup lideri olarak profesyonel kariyerine fizikçi olarak başladı. Manhattan Projesi, İkinci Dünya Savaşı sırasında ilk atom bombası geliştirmek için Amerika Birleşik Devletleri projesinin Birleşik Krallık ve Kanada ile idare etmesi için kullanılan kod adıydı. İkinci Dünya Savaşı sırasında hükümetin fizikçileri böyle görevler için alması oldukça yaygındı. Simpson, nükleer sosyal ve insan çıkarımları ile tanınmaya başladıktan sonra teklif aldı ve geliştirmede bir payı olsun istedi. Bu nedenden dolayı Simpson asıl üye ve Amerika Birleşik Devletleri’nin Hiroşima’ya atom bombası attıktan bir gün, Simpson’ın kariyerine başladıktan iki yıl sonra (1945) kurulmuş olan Chicago Atom Bilimi’nde başkan oldu. Ayrıca aynı yılda Bulletin Atom Bilimcileri yardımcı kurucusuydu. Bulletin’in hedefi atom bombası çıkarımlarını yaymak ve çıkarımlara cevap olarak harekete rasyonel kaynaklar sağlamaktı. 29 Kasım 1945’te Simpson, Eugene RRabinowitch ile nükleer enerjinin gelişimi hakkında konuştu ve bilimcilerin ilk kez nükleer silahların ileriki kullanımlarında tehlikenin uyarısını taşımaktan vicdani açıdan sorumlu oldukları fark ettiklerini söyledi. Bilimcilerin ve mühendislerin artık çalışmalarının sonuçlarına ilgisiz kalamayacaklarını hissetti.

Aynı yılda Simpson, Chicago Üniversitesi üyesi, fizik öğretim görevlisi olarak görev süreci başladı ve Ağustos 200’deki ölümünden kısa bir süre önceye kadar araştırmadaki katkılarına devam etti. 1945 yılında izin aldıktan sonra resmi olmaksızın Senatör Brien McMahon danışmanı olarak çalıştı. Fakültenin bir parçası olarak Simpson,  yoğun füzyon ürünlerindeki alfa parçacıkları ters orantılı ölçülen plütonyum alanları gaz akışı ve nötron monitörleri icadını yapıp patentini aldı. Kendine karşıt gaz taşıyan plütonyum boru fikri ile ortaya çıktı.

Ters orantılı çoklu kablo, hızı ve kesinliği okumak için geliştirilmiş cihaz ve nötron monitörü de dahil olmak üzere 15 patenti vardır. Nancy Farley Wood, Simpson ile laboratuvar için radyasyon detektörleri üretme ve geliştirmede birlikte çalıştı. Nancy Farley Wood worked with Simpson and is credited with the development and production of the radiation detectors for the laboratory.

1946’da Simpson kozmik ışınlara özel bir ilgi duydu. Kökeni de dahil olmak üzere o zamanlar için çok az bilinmekte olan bir alandı, halen ise kanıt aşaması sürmektedir. Alt atmosferdeki kozmik ışın nötronlarına ait alanı araştırma ile başladı. Simpson gelişim aşamasının başından beri oradaydı ve bilimsel araştırmalarındaki yıllarca gelişimiyle önemli katkılarda bulundu. 1955 yılında Simpson, Chicago Üniversitesi’nin Enrico Fermi Enstitüsü’nde araştırmacı olarak çalışması için Eugene N. Parker’a iş verdi. Alt atmosferdeki kozmik ışın nötronları üzerindeki çalışmaları İkinci Dünya Savaşı öncesinden Serge Korff’un verdiği fon ile gelişti. 1949 yılında iyonizasyon çemberlerinin 20 kat daha büyüğü etrafındaki nötronlar ile enlem etkisinin gözlenmesi araştırması devam etti. 1951 yılında zaman varyasyonlarının da daha büyük olduğunu buldu. Nötronların potansiyelini ve zaman varyasyonlarının nedenlerini araştırmak için düşük enerji kozmik ışın parçacıklarını fark etti. Bu yılda aynı zamanda nötron monitörlerini icat etti. Bununla birlikte Peru, Huancayo, Meksika, New Mexico, Sacramento Peak, Colorado Climax ve Chicago Illinois gibi çeşitli yerlere nötron monitörleri yerleştirildi.

1954 ve 1955 yıllarında Simpson nötron monitörlerinden dünya etrafındaki kozmik ışınların küresel ve zaman varyasyonlarını inceledi. 1956’da dev kozmik ışın ışıması gezegenler arası uzaydaki durumu Simpson’ın bir anlık ilk görüşünü sağladı. Bu noktada bilimsel topluluk kozmik ışınlar ve solar aktivite etrafında genişledi ve Simpson, Uluslararası Jeofizik Yılı (1957-58)’nda organizasyonu koordine eden ve düzenlemekte başarı getirmesi için yardım eden 12 bilim insanından biriydi.

1957 sonlarında Sputnik Sovyetler Birliği tarafından kaldırıldıktan sonra Simpson U.S.’in uzaya aygıt göndermesinin gerekliliğini fark ederek kafasındaki bilimsel durum taslağını ve böyle bir aktivite için planını üniversite müdürü olan Lawrence Kimpton’a sundu. Kimpton, Simpson’a proje için 5000 dolarlık bir bütçe sundu ve uzay çevresi için uygun küçük hafif parça detektörü geliştirmek için Peter Meyer ile ortak oldular. Simpson’ın ilk parçacık detektörü 1958 uzay aracı Pioneer 2 ile ateşlendi.

1962 yılında Simpson ve Profesör Peter Meyer, Chicago Üniversitesi’nde Enrico Fermi Enstitüsünce yapılmış olan Astrofizik ve Uzay Araştırma Laboratuvarı (LASR)’da çalışmaya kabul edildiler. NASA laboratuvara katkıda bulundu ve 1964’te tamamlanan LASR için bir bina yaptırdı. Laboratuvar gereçleri gelişi ve uzay araştırması tek bir çatı altında birleştirildi. Teorik araştırmalarla birlikte uzay deneyleri birlikte yürütülmeye başlandı.

1965’te Simpson öğrencileri ve yardımcı çalışanları ile birlikte Mars’ı ziyaret etmesi için ilk kozmik ışın (enerji parçacığı) detektörünü yaptılar. 1973 yılında ilk kez Jüpiter, 1974’te Merkür ve 1979 yılında ise Satürn ziyaret edildi. Jüpiter görevinde ilk kez gezegen tarafından yayılan göreceli (3-30 MeV) elektron popülasyonu saptandı.  İlk fark edilen elektronlar Jovian magnetosferi içinde yer alıyordu ve sonrasında kaçan elektronlar en az 1 AU mesafede saptandı. Simpson’ın detektörü 1974 yılında Merkür’deki manyetik alanların Güneş’in solar rüzgar etkisinden oluşup taşınmadığını, aslında gezegenin kendisine ait olduğu gerçeğini saptadı. Ayrıca 1980’de enerjik parçacıkların dağılımı içindeki küçük yarık detektörü Satürn’ün manyetik alanı içinde kapana kısıldı. Satürn’de daha önce saptanmamış mevcuttaki küçük ayın uzaydaki yörünge pozisyonu ve parçacıkları absorbe ettiği saptandı, aksi takdirde parçacıklar gözlenecekti. Akabinde bilimciler Satürn’ün uydusunun optik açıdan inceleyebiliyor hale geldiler. 1976 ve 1982 yıllarında Simpson ayrıca enerjik parçacıkların patlamasının solar rüzgardaki şok dalgaları ile taşınması ilişkisini saptadı ve aktarım servisinin parçacıkları hızlandırmada etkili kanıt olarak sondu ve temelini daha sonraki çalışmalar için temin etti.

1970 yılında Simson, William Dietrich ve John Anglin enerjik parçacıklar üreten bazı impulsif güneş ışımaları keşfettiler. Bu parçacıklar arasında Helyum-3, bir nötron ve iki protondan oluşan helyumun radyoaktif olmayan hafif izotopu, de vardı. Helyum-3, Helyum-4’ten, radyoaktif değil ve helyumun hafif izotopu, en az on kat daha boldu. Dünya’da helyumu oluşturan %99.986 şey  Helyum-4’tür. 1973 yılında Pioneer 10 ve Pioneer 11’deki cihazları her AU’da bir olarak artan kozmik ışın yoğunluğu saptadı. 1975’te, 3 yıldır aktivitede görev alırken, helyumdaki kozmik ışın bolluğunun düşük enerji düzeyinde ilginç bir şekilde arttığını, bunun tersi olarak da protonlarda olduğu gibi inişe geçtiğinde sıfır enerjiye doğru ise düştüğünü buldu.

1975 ve 1977’de Simpson, Berilyum-10 çekirdeği kozmik ışınlarca fakir olduğunu ve bu kıtlığın 2x107 yıldır etrafında oluğunun göstergesi olduğunu keşfetti. Buradan kozmik ışınların gaz hal diski ve galaksinin parçası olan genişletilmiş manyetik ışık halkası, çevrelediği gaz halkası yoğunluğunun yaklaşık 10-2 atom/cm³ ya da daha az olduğu, arasında özgürce geçiş yapabildiği sonucunu çıkardı.

1980’lerde Simpson ve A. J. Tuzzolinoplastik düzlemine dik polimerleşmiş güçlü elektrik alanı olan ince plastik bir tabaka içeren toz akı monitör cihazı geliştirdiler. Cihaz, elektriksel polarize edilmiş pozitif elektrik yükünü yüzeylerin birinden negatif yükü ise diğer yüzeyinden taşımaktaydı. Çalışma şekli toz parçacıkları ya da ağır çekirdek yararak tabaka önce küçük alanlardaki yüklerle buharlaşır ve sonrasında elektrik sinyali yerini ve plastikteki deliğin boyutunu belirler. Bu daha sonrasında hızı ve boyutu hakkında bilgi vermesi için kalibre edildi. Bu kalibrasyonalar 1985 yılından 1989’a kadar sürdü. Simpson’ın cihazı 1986 Halley kuyruklu yıldızları için olan uzay araçları Vega 1 ve Vega 2’de kullanıldı. Cihazlarının Amerika Birleşik Devletleri’nden kuyruklu yıldıza tek rastlayan olması ve Vega görevinin onun katkılarından dolayı başarılı sonuçlanmasından ötürü Uzay Keşfi Gagarin Madalyası kazandı.

Başarıları
John Alexander Simpson hazırdaki oldukça yoğun füzyon ürünlerindeki alfa parçacıkları ters orantılı ölçülen plütonyum alanları gaz akışı ve nötron monitörleri gibi icatları ile tanınıyordu. The Guardian ölüm ilanında uzay keşfi için bilimsel cihazlar icat eden en üretken bilim insanlarından biri olduğunu not etti. 1958 yılında ilk yaptığı cihaz uzaya ateşlendi ve en az iki tanesi de 1999 yılında fırlatıldı. Kayıtlarda donmuş bir buçuk mil çapındaki donmuş kartopu Comet Wild-2, 2004 yılında Stardust ile karşılaştı.

1959 yılında Simpson Ulusal Bilim Akademisi’ne seçildi. 1968’de ilk Ryerson başkanı olarak üniversitede ayrı hizmet veren profesör oldu. 1974’te Compton Chair’a ilk kez atandı ve 1986 yılında Emeritus oldu. Vega görevinin, Halley kuyruklu yıldızına uydu gönderme, başarısındaki katkılarından dolayı 1986 yılında Uzay Keşfi Gagarin Madalyası aldı. 1991’de Amerikan Astroloji Topluluğu tarafından yüksek enerji astrofiziğindeki katkılarından dolayı Bruno Rossi Ödülü aldı ve 1933’te Ulusal Bilim Akademisi’nden Arctowski Madalyası aldı. 1999’da bilim insanlarını, Amerika Birleşik Devletleri üyeleri ve nükleer politikadaki sivil kontrol öneminde halkı, ve Uluslararası Jeofizik Yılı planlanmasında sergilediği önemli gayret, eğitmesindeki rolünden dolayı the Leo Szilard Lectureship Ödülü ile ödüllendirildi. 2000’de ayrıca kozmik ışınlarındaki kapsamlı keşfi ve diğer enerjik parçacıklar için Amerikan Jeofizik Birliği tarafından verilen en büyük ödül olan William Bowie Madalyası aldı. Akademik kariyerinde 34 doktora öğrencisine danışmanlık yaptı ve birçoğu şu anda uzay bilimlerinde öncü. Simpson ayrıca 1974’te fonları kullanarak halka ders sağladı. 1982 yılında uzay bilimi laboratuvarları ve NASA’da olanları tartışma kongreleri düzenlemek amacı ile Washiington, D.C.’de kurulmuş Üniversiteler Uzay Bilimi Çalışma Grubu’nun başkanı oldu.

Kaynakça 

Amerikalı nükleer fizikçiler
Manhattan Projesi kişileri
Ulusal Bilimler Akademisi üyeleri
1916 doğumlular
2000 yılında ölenler