John Alexander Simpson
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 hükûmetin 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.