チャールズ・トムソン・リーズ・ウィルソン

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Charles Thomson Rees Wilson
チャールズ・トムソン・リーズ・ウィルソン
チャールズ・トムソン・リーズ・ウィルソン(1927)
生誕せいたん (1869-02-14) 1869年ねん2月がつ14日にち
イギリスの旗 イギリス スコットランド ミッドロージアン
死没しぼつ 1959年ねん11月15日にち(1959-11-15)（90歳さい）
イギリスの旗 イギリス スコットランド エディンバラ
国籍こくせき イギリスの旗 イギリス
研究けんきゅう機関きかん キャベンディッシュ研究所けんきゅうじょなど
指導しどう教員きょういん ジョゼフ・ジョン・トムソン
博士はかせ課程かてい
指導しどう学生がくせい		 セシル・パウエル
主おもな受賞じゅしょう歴れき ロイヤル・メダル(1922)
ノーベル物理ぶつり学がく賞しょう(1927)
コプリ・メダル(1935)
プロジェクト:人物じんぶつ伝でん
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ノーベル賞しょう受賞じゅしょう者しゃノーベル賞
受賞じゅしょう年ねん：1927年ねん
受賞じゅしょう部門ぶもん：ノーベル物理ぶつり学がく賞しょう
受賞じゅしょう理由りゆう：蒸気じょうきの凝縮ぎょうしゅくにより荷電かでん粒子りゅうしの飛跡ひせきを観察かんさつできるようにする方法ほうほう（霧きり箱ばこ）の研究けんきゅう

チャールズ・トムソン・リーズ・ウィルソン（Charles Thomson Rees Wilson, CH FRS, 1869年ねん2月がつ14日にち - 1959年ねん11月15日にち）[1][2]は、スコットランドの気象きしょう学者がくしゃ・物理ぶつり学者がくしゃである[3]。C.T.R.ウィルソンとも呼よばれる。1911年ねんに霧きり箱ばこを発明はつめいし、その功績こうせきで1927年ねんのノーベル物理ぶつり学がく賞しょうを受賞じゅしょうした。[3]

概要がいよう[編集へんしゅう]

イギリスの科学かがく者しゃでC.T.R.ウィルソンとも呼よばれる。若わかい頃ころに雲くもに興味きょうみを持もち、1895年ねんから人工じんこう的てきに雲くもを発生はっせいさせる実験じっけんを重かさねて、水蒸気すいじょうきの凝結ぎょうけつ核かくとして大気たいき中ちゅうに自然しぜん発生はっせいするイオンの存在そんざいを確たしかめた。その実験じっけん装置そうちはイオンを可視かし化かする装置そうちとして改良かいりょうされCloud Chamber(霧きり箱ばこ)と名付なづけられた。1911年ねんにＸ線えっくすせんやα線あるふぁせんなどの放射線ほうしゃせんの飛跡ひせきを可視かし化かして写真しゃしん撮影さつえいすることに成功せいこうした。霧きり箱ばこはその後ご多おおくの研究けんきゅう者しゃによって初期しょきの原子げんし物理ぶつり学がくの研究けんきゅう、特とくに宇宙うちゅう線せんの研究けんきゅうに大おおいに役立やくだてられ、その功績こうせきで1927年ねんのノーベル物理ぶつり学がく賞しょうを受賞じゅしょうした。[3]

生涯しょうがい[編集へんしゅう]

生誕せいたんからマンチェスター時代じだい[編集へんしゅう]

ウィルソンはスコットランドのエディンバラの近ちかくのグレンコース郡ぐんに生うまれた[4]。ウィルソン家かは代々だいだいの農家のうかで、父ちちは牧羊ぼくよう業者ぎょうしゃで母ははは製糸せいし業ぎょうを営いとなむ家いえの出だしであった[3]。4歳さいの時ときに父ちちを失うしない、母はははウィルソンを連つれてマンチェスターに移うつり、彼かれはそこで教育きょういくを受うけた。大学だいがくはオーエン大学だいがくで現在げんざいのマンチェスター大学だいがくである[4]。大学生だいがくせいのときは医者いしゃになるつもりで動物どうぶつ学がくを専攻せんこうした[4]。しかし、ここで物理ぶつり学がく教授きょうじゅのバルファー・スチュアート（1828-1887）[注ちゅう 1]に出会であい、物理ぶつり学がくに興味きょうみを持もつようになった[3]。

ケンブリッジ時代じだい[編集へんしゅう]

1888年ねんのときに奨学生しょうがくせいとしてケンブリッジ大学けんぶりっじだいがくに転校てんこうし[4]、物理ぶつり学がくと化学かがくの勉強べんきょうをして1891年ねんに卒業そつぎょうし、1年間ねんかん母校ぼこうの助手じょしゅを務つとめた後のち中学校ちゅうがっこうの教師きょうしとなった[3]。1894年ねんにクラーク・マクスウェル研究所けんきゅうじょの奨学生しょうがくせいになり、3年間ねんかん研究けんきゅうを続つづけ、その後ご1年間ねんかんは気象きしょう協会きょうかいで大気たいき中ちゅうの電気でんき現象げんしょうの研究けんきゅうをした[4]。この時代じだいのことをウィルソンは1927年ねんのノーベル賞しょう講演こうえんで「1894年ねんの9月がつに私わたしはスコットランド最高峰さいこうほうのベン・ネヴィスサンチュの天文台てんもんだいで数すう週間しゅうかんを過すごした。そのとき雲くもが日光にっこうに当あたってできる美うつくしい自然しぜん現象げんしょうに心しんを打うたれ、同おなじ自然しぜん現象げんしょうを実験じっけん室しつで再現さいげんしたいと思おもった」と語かたっている[5]。

霧きり箱ばこの発明はつめい[編集へんしゅう]

C.T.R.Wilsonが1912年ねんに撮影さつえいしたα線あるふぁせんの飛跡ひせき。[6]
C.T.R.Wilsonが1912年ねんに撮影さつえいしたＸ線えっくすせんによる飛跡ひせき。[7]

ウィルソンの業績ぎょうせきで最もっとも有名ゆうめいなのは1911年ねんに放射線ほうしゃせんの飛跡ひせきの撮影さつえいに成功せいこうした霧きり箱ばこの発明はつめいであるが、その開発かいはつ研究けんきゅうの主おもな部分ぶぶんは1895年ねんから1900年ねんの間あいだになされた[4]。ウィルソンの霧きり箱ばこを利用りようしてノーベル賞しょうを得えた科学かがく者しゃは、1927年ねんのコンプトン、1936年ねんにアンダーソン、1948年ねんにブラケットなどがいる[4]。

キャベンディッシュ研究所けんきゅうじょ時代じだい[編集へんしゅう]

ウィルソンは1900年ねんにケンブリッジ大学けんぶりっじだいがくのシドニー・サセックス・カレッジのフェローになり、同時どうじに同どう大学だいがくの講師こうしとなった[4]。 1908年ねんに結婚けっこんし2男なん2女じょをもうけた[8]。1918年ねんまでウィルソンはケンブリッジ大学けんぶりっじだいがくのキャベンディッシュ研究所けんきゅうじょで上級生じょうきゅうせいのための応用おうよう物理ぶつり学がく講座こうざの責任せきにん者しゃを務つとめ、光学こうがくの講義こうぎもした[4]。1911年ねんには世界せかいで初はじめてαあるふぁ粒子りゅうしとβべーた粒子りゅうしの飛跡ひせきの写真しゃしんを撮とることに成功せいこうした。1913年ねんに太陽たいよう物理ぶつり観察かんさつ所しょのオブザーバーに任命にんめいされ、ここで霧きり箱ばこによるイオン化いおんか粒子りゅうしの研究けんきゅうとカミナリ電気でんきの研究けんきゅうを続つづけた。1918年ねんにはケンブリッジ大学けんぶりっじだいがくの気象きしょう電気でんき学がくの講師こうしになり、1927年ねんにコンプトンと共ともに霧きり箱ばこ発明はつめいの業績ぎょうせきでノーベル物理ぶつり学がく賞しょうを受うけた[8]。ノーベル賞しょう以外いがいにも数々かずかずの賞しょうを受賞じゅしょうし、ロンドンの王おう認みとめ学会がっかい[注ちゅう 2]（ロイヤル・ソサエティ）の会員かいいんでもあった[8]。キャベンディッシュ研究所けんきゅうじょではウィルソンは大変たいへん用心深ようじんぶかい研究けんきゅう者しゃで、ゲーテのモットー「急いそがずに、しかし休やすまずに」にしたがって仕事しごとを進すすめていたという。彼かれは自分じぶんのガラス細工ざいくはすべて自分じぶんでやり、美うつくしく設計せっけいした自分じぶんの装置そうちをすべて自分じぶんで見事みごとに組くみ立たてた[15]。[注ちゅう 3]

エディンバラでの晩年ばんねん[編集へんしゅう]

退職たいしょく後ごにエディンバラに居きょを移うつし、80歳さいの時ときに生地きじに近ちかいカーロップス村むらに移うつったが、週しゅうに1回かいはバスでエディンバラに出でかけ、友人ゆうじんと昼食ちゅうしょくを共ともにするなど元気げんきに過すごした[8]。1956年ねん（87歳さい）のときに雷雲らいうんの電気でんきについての論文ろんぶんを『プロシーディングス・オブ・ザ・ロイヤル・ソサエティ(ロンドン)』に掲載けいさいし、晩年ばんねんまで活発かっぱつに科学かがく研究けんきゅうを続つづけた[8]。1959年ねん11月15日にちに家族かぞくに見守みまもられて生涯しょうがいを閉とじた[8]。

業績ぎょうせき[編集へんしゅう]

大気たいき中ちゅうにできる霧きりの研究けんきゅう[編集へんしゅう]

1895年ねん当時とうじの実験じっけん装置そうち。Fを真空しんくうにしてからEにつなぐとAの空気くうきが急きゅう膨張ぼうちょうしてAの中なかに霧きりができる。[16]

1895年ねんにウィルソンはキャベディッシュ研究所けんきゅうじょのジョゼフ・ジョン・トムソン(1856-1940)[注ちゅう 4]の助手じょしゅとなって、人工じんこう的てきに雲くもを発生はっせいさせる研究けんきゅうを始はじめた[3]。1880-1890当時とうじの理論りろんではJ.エイトケン（1839-1919）らの研究けんきゅうによって空気くうき中ちゅうには無数むすうの塵ちりが存在そんざいしていることが発見はっけんされ、その塵ちりが核かくとなって水蒸気すいじょうきが凝結ぎょうけつして霧きり（小ちいさな水滴すいてき）になるが、塵ちりが無ないと霧きりはできないという「塵ちり説せつ」が主流しゅりゅうであった[3][17]。彼かれらは湿しめった空気くうきを急激きゅうげきに膨張ぼうちょうさせて断熱だんねつ膨張ぼうちょうの温度おんど低下ていかで霧きりを作つくる実験じっけんを行おこなった[18]。一方いっぽう、1890年ねんごろからR.v.ヘルムホルツらによって、「水蒸気すいじょうき凝結ぎょうけつの原因げんいんは気体きたいのイオンだ」という「イオン説せつ」が登場とうじょうした[注ちゅう 5]。ヘルムホルツらは高こう圧あつ水蒸気すいじょうき噴射ふんしゃでは放電ほうでんが水蒸気すいじょうきの凝結ぎょうけつに影響えいきょうを及およぼすことや、ろ過かした空気くうきでも水滴すいてきが生しょうじることを発見はっけんし、塵ちり以外いがいの原因げんいんでも凝結ぎょうけつが起おこることを示しめした[20]。

しかしながら1890年ねん当時とうじは「塵ちり説せつ」が優勢ゆうせいであり、塵ちり説せつをとる人々ひとびとはイオン説せつの実験じっけんの不備ふびを一ひとつ一ひとつ指摘してきした[注ちゅう 6]。イオン説せつの人々ひとびとにはこれらの指摘してきにうまく答こたえることができず、塵ちり説せつとイオン説せつの対立たいりつは未解決みかいけつであった[19]。

ウィルソンはこうした状況じょうきょうに決着けっちゃくをつけるために実験じっけん装置そうちを考案こうあんした。それは「外部がいぶから入はいり込こんだすべての凝結ぎょうけつ核かく（塵ちり）を除去じょきょした空気くうきでも霧きりが生しょうじるか」を確たしかめる膨張ぼうちょう装置そうちだった[19]。ウィルソンは空気くうきを膨張ぼうちょうさせるガラス容器ようきを水中すいちゅうに沈しずめて、外そとから容器ようきの中なかに塵ちりが入いり込こまないようにした。これは「ろ過かした空気くうきでも微粒子びりゅうしが残のこるのではないか」という反論はんろんへの対策たいさくであった[19]。水中すいちゅうにおいた容器ようき内ないの空気くうきを何なん度ども断熱だんねつ膨張ぼうちょうさせることにより霧きりを発生はっせいさせ、容器ようき内ないの塵ちりを水滴すいてきとともに下したに落おとして除去じょきょしていった。この装置そうちによってウィルソンは「湿しめった空気くうきの同一どういつな試料しりょうを何なん度どでも繰くり返かえし膨張ぼうちょうさせる」ことができるようになった[21]。この装置そうちは空気くうきの膨張ぼうちょう比率ひりつを自由じゆうに変かえることもできた。この装置そうちを数すう回かい繰くり返かえして膨張ぼうちょうさせて霧きりを作つくれば、空気くうき中ちゅうに存在そんざいしていた塵ちりは完全かんぜんに除去じょきょされるし、水みずに囲かこまれた空間くうかんに外そとから塵ちりが入はいり込こむ可能かのう性せいもなかった。ウィルソンは完全かんぜんに清浄せいじょうな空気くうきを得えることができるようになった[21]。

ウィルソンは実験じっけんの結果けっか「何なん度ども霧きりを作つくらせてその霧きりが沈下ちんかするのをまって、エイトケンの凝結ぎょうけつ核かくが少すこしも無ないような湿しめった空気くうきの中なかでは、膨張ぼうちょう比ひが過飽和かほうわの４倍ばいの臨界りんかい値ちを超こえなければどんなに膨張ぼうちょうさせても水滴すいてきはできないが、ひとたびこの臨界りんかい膨張ぼうちょう比ひを超こえると、水滴すいてきが雨あめのように降ふる」ことを発見はっけんした。これによって塵ちり以外いがいの凝結ぎょうけつ核かくが存在そんざいすることをはっきりと示しめすことができた[21]。

雨あめ状じょうの凝結ぎょうけつの核かくの追求ついきゅう[編集へんしゅう]

ウィルソンは塵ちりがない時ときでも水滴すいてきの核かくになるものの正体しょうたいを追求ついきゅうした。彼かれは1897年ねんに発表はっぴょうした論文ろんぶん[22]で、「膨張ぼうちょうが上記じょうき限界げんかい（臨界りんかい値ち）を超こえたときに凝結ぎょうけつを引ひき起おこす核かくは一定いってい時間じかん少数しょうすう存在そんざいしているにすぎないが、それが除のぞかれるのと同おなじぐらい速はやく、同種どうしゅの核かくに置おき換かえられる[23]」ことを発見はっけんした。「塵ちりではない核かく」は何なん度どでも復活ふっかつし、「どれだけ頻繁ひんぱんに空気くうきを膨張ぼうちょうさせても、水滴すいてき数すうの減少げんしょうは検知けんちできなかった[23]」と報告ほうこくしている。また、「あらゆる外来がいらいの核かくのない飽和ほうわ空気くうきにおいて凝結ぎょうけつを起おこす断熱だんねつ膨張ぼうちょうに対たいして、我々われわれは最終さいしゅう容積ようせきが初期しょき容積ようせきの1.252を越こえねばならないことが分わかった。[24]」としてる。

ウィルソンは雲くものでき方かたについて、「湿しめった空気くうきの上昇じょうしょう流りゅうがあるとき、外来がいらいの核かくがそれに伴ともなって凝結ぎょうけつして取とり除のぞかれていくこと、そのようにして作つくられた雲くもの層そうの上うえに上昇じょうしょうする塵ちりを持もたない空気くうきも過飽和かほうわになって凝結ぎょうけつが始はじまることは、ここでの実験じっけんで導みちびかれることである」とした[25]。

ウィルソンはこの核かくについての計算けいさんを行おこない、その大おおきさがせいぜい分子ぶんしのオーダーであることを指摘してきした[26]。つまりその核かくは塵ちりのようなマクロなものではないことを突つき止とめた[26]。

空気くうきを帯電たいでんさせるもの[編集へんしゅう]

ウィルソンの師しであるトムソンは1895年ねん以来いらい、帯電たいでんした水滴すいてきの成長せいちょうに関かんする理論りろん的てき研究けんきゅうを行おこなっていて、帯電たいでんした水滴すいてきは表面ひょうめんからの蒸発じょうはつが減へり、帯電たいでんしていなければ蒸発じょうはつして消きえてしまうはずの水滴すいてきが成長せいちょうできることを、ウィルソンも知しっていた[26]。ウィルソンは1896年ねん3月がつに塵ちりを含ふくまない空気くうきにX線せんを照射しょうしゃし[注ちゅう 7]、それを膨張ぼうちょうさせると濃こい霧きりが生しょうじるのを見みいだした[26]。1896年ねんにウィルソンの師しのトムソンと同僚どうりょうのラザフォードはＸ線えっくすせんを当あてた気体きたいにはイオンが生しょうじていることを発見はっけんした[27]。ウィルソンも塵ちりでない凝結ぎょうけつ核かくは大気たいき中ちゅうのイオンであると考かんがえた[26]。しかしウィルソンにとって謎なぞとなったのは「どうして大気たいきイオンは何なん度どでも再生さいせいするのか」という問題もんだいであった[26]。

復活ふっかつする大気たいきイオンの謎なぞ[編集へんしゅう]

ウィルソンは1901年ねんに「空気くうきをイオン化いおんかする原因げんいんがもし空そらから降ふってくるなら、トンネルの岩盤がんばんで吸収きゅうしゅうされるだろう」と予想よそうして、携帯けいたいできる検けん電器でんきを作つくってトンネルの中なかと外そとの空気くうき中ちゅうの静電気せいでんきの量りょうを量はかったが、大気たいきイオンの発生はっせい率りつに差さは見みられなかった。ウィルソンは「空気くうき中ちゅうの再生さいせいするイオンは、空気くうき自体じたいの性質せいしつというほかない」とした[28]。その謎なぞは解とけないままウィルソンは1904年ねんに霧きりの実験じっけんを終おえた[29][注ちゅう 8]。ウィルソンはその論文ろんぶんの中なかで自身じしんの実験じっけん装置そうちをCloud Chamberと呼よんでいる[32]。

膨張ぼうちょう装置そうちから霧きり箱ばこへ[編集へんしゅう]

ウィルソンが1911年ねんに完成かんせいさせた霧きり箱ばこ。
ウィルソンの霧きり箱ばこ。1912年ねんの論文ろんぶんの図ず。Cを真空しんくうにしてからBをつなぐと、Dの周囲しゅういが急きゅう減圧げんあつし、シリンダーが下さがりAの空気くうきが急きゅう膨張ぼうちょうする。Aの上うえにカメラをセットして，膨張ぼうちょうと同時どうじにフラッシュを光ひからせて撮影さつえいする。A内ないに放射ほうしゃ性せい原子げんしをセットすれば，放射線ほうしゃせんの飛跡ひせきが写うつる。[33]

ウィルソンは1910年ねんから「イオンを可視かし化かする研究けんきゅう」をはじめた。ウィルソンは水蒸気すいじょうきの凝結ぎょうけつを使つかえば、空気くうき中ちゅうのイオンを水滴すいてきとして目めに見みえるようにでき、イオンを数かぞえることができると考かんがえたのである[34]。ウィルソンは膨張ぼうちょう装置そうちで水滴すいてきの写真しゃしんが撮とれるように実験じっけん装置そうちの改良かいりょうを行おこなった。目的もくてきは「イオン電荷でんかを直接ちょくせつ測定そくていする」ことだった[29][注ちゅう 9]。

その当時とうじすでに放射線ほうしゃせんの研究けんきゅうが進すすんでおり、α線あるふぁせんやβ線べーたせんが飛とぶと、空気くうき中ちゅうにイオンでができることが知しられていた。ウィルソンは「α線あるふぁせんやβ線べーたせんの電離でんり作用さようによってできる空気くうき中ちゅうのイオンに水みずを凝縮ぎょうしゅくさせて可視かし化かさせる可能かのう性せいと写真しゃしんを撮とる可能かのう性せい」を追求ついきゅうした[29]。1911年ねんに装置そうちの改良かいりょうを行おこない、膨張ぼうちょう装置そうちの中なかにラジウムをつけた細ほそい針はりを入いれて、初はじめてα線あるふぁせんの飛ひ程ほどに沿そって霧きりの美うつくしい効果こうかが観察かんさつされた。糸いとのように細ほそいβ線べーたせんの飛跡ひせきも見みることに成功せいこうした。ウィルソンはその結果けっかを1911年ねん4月がつに王おう認みとめ学会がっかいに投稿とうこうした[35]。1911年ねんの夏なつに装置そうちを改良かいりょうし1911年ねんの冬ふゆにも撮影さつえいに成功せいこうし、1912年ねん6月がつの論文ろんぶんとして王おう認みとめ学会がっかいに投稿とうこうした[35]。この論文ろんぶんの中なかでもウィルソンは実験じっけん装置そうちのことをcloud chamberと呼よんでいる[36]。1912年ねんから1913年ねんの冬ふゆにかけてＸ線えっくすせんの効果こうかを知しるために撮影さつえいを行おこなった[37]。その写真しゃしんはコンプトン散乱さんらんを可視かし化かしたものとなった[38]。ウィルソンはその功績こうせきが認みとめられ、アーサー・コンプトンと同時どうじに1927年ねんにノーベル物理ぶつり学がく賞しょうを受賞じゅしょうした[39]。

雷雲らいうんの研究けんきゅう[編集へんしゅう]

ウィルソンは1916年ねんの論文ろんぶんで雷雲らいうんの持もつ電気でんき量りょうと雷雲らいうんの正負せいふの電荷でんかの分布ぶんぷを明あきらかにした[40]。当時とうじはロンドン気象台きしょうだい長ちょうのシンプソン[注ちゅう 10]の説せつが有力ゆうりょく視しされていた[41]。シンプソンは雷かみなりの電光でんこう写真しゃしんの分析ぶんせきから、雷光らいこうの枝分えだわかれはほとんどが雲くもから地面じめんの方向ほうこうに向むかっていることを明あきらかにした。シンプソンは空気くうき中ちゅうの火花ひばなの実験じっけんから、電場でんじょうのある中なかで運動うんどうするイオンは衝突しょうとつ過程かていで正負せいふに分わかれ、同おなじ電場でんじょう中ちゅうでは陰かげイオンは正せいイオンよりも比くらべものにならないぐらい速はやく動うごくと考かんがえた。シンプソンはこの結果けっか雷雲らいうんは下部かぶが正まさに帯電たいでんし、その下したの地面じめんでは負ふ電荷でんかが誘導ゆうどうされているという説せつを唱となえた[42]。

ウィルソンは雷雲らいうんの電荷でんかによって地面じめんに誘導ゆうどうされる電気でんき量りょうの変化へんかを測定そくていする実験じっけん装置そうちを作つくり[43]、その装置そうちをケンブリッジの郊外こうがいに建たてた小ちいさな小屋こやに設置せっちして[44]、雷雲らいうんが来くるごとに雷雲らいうんの通過つうか時じに地面じめんの電荷でんかがどのように変化へんかするかを観測かんそくした[45]。その結果けっか、雷雲らいうんは上部じょうぶが正せい、下部かぶが負まけに帯電たいでんした双極そうきょく子こであることを確認かくにんした。これは雷雲らいうん下部かぶが正まさに帯電たいでんしているとするシンプソンの理論りろんとは正せい反対はんたいの結果けっかであった[46]。またウィルソンは雷雲らいうん内ないの電気でんき量りょうはだいたい30クーロンであると推定すいていした[46]。シンプソンはその後ご数すう年ねん沈黙ちんもくしていたが、新あらたな観測かんそく結果けっかをもとに雷雲らいうん内ないのさらに詳くわしい電気でんき分布ぶんぷを明あきらかにし、概おおむねウィルソンの正ただしいことと、部分ぶぶん的てきにはシンプソンの考かんがえも成なり立たつことを示しめした[47]。

雷かみなりの危険きけん性せいの研究けんきゅう[編集へんしゅう]

ウィルソンは1919年ねんの論文ろんぶんで気球ききゅうの雷かみなりに対たいする危険きけん性せいについて報告ほうこくした。当時とうじは飛行機ひこうきや飛行船ひこうせんは雷かみなりの危険きけん性せいがあると思おもわれていた。ウィルソンは繋留けいりゅう気球ききゅうは雷かみなりに対たいして危険きけんであるが、飛行船ひこうせんや飛行機ひこうきは思おもったより雷かみなりの危険きけん性せいが無ないことを明あきらかにした[48]。飛行船ひこうせんや飛行機ひこうきは大地だいちとの連絡れんらくが無ないため、船体せんたいや機体きたいは雷雲らいうんの電圧でんあつとだいたい同おなじになって危険きけん性せいは少すくない[49]。繋留けいりゅう気球ききゅうは地面じめんとつながっているため気球ききゅうの電位でんいは大地だいちと同おなじになる。そのため大地だいちと雷雲らいうんの間あいだの電圧でんあつは直接ちょくせつ気球ききゅうにかかり、気球ききゅうから放電ほうでんが起おこって気球ききゅう表面ひょうめんを傷いためる。それがやがて水素すいそ爆発ばくはつ事故じこにつながる。ウィルソンは放電ほうでんが気球ききゅう頭部とうぶから起おこることを明あきらかにし、気球ききゅう全体ぜんたいに金属きんぞくベルトを付つけてそれらを頭部とうぶにつなげ、その先さきに避雷針ひらいしんとなる尖端せんたんを付つけておくと、放電ほうでんはすべてこの尖端せんたんから生しょうじるので、気球ききゅう本体ほんたいを雷かみなりの放電ほうでんから守まもれることを発見はっけんした。さらに、気球ききゅうに付つけたゴンドラからも金属きんぞく線せんを延のばして気球ききゅう尖端せんたんにつないでおけば、人ひとが乗のるゴンドラも雷かみなりから守まもられることを明あきらかにした[48]。

評価ひょうか[編集へんしゅう]

ノーベル財団ざいだんはウィルソンの受賞じゅしょう理由りゆうの中なかで、「この数すう年ねん、ウィルソンの方法ほうほうによって新あたらしく科学かがく的てきに極きわめて重要じゅうような結果けっかが達成たっせいされましたが、それは他たの方法ほうほうでは得えられなかったでしょう。この結果けっかによって、ウィルソンの発見はっけんがかなり以前いぜんになされたにもかかわらず、ノーベル賞しょうの受賞じゅしょう要件ようけんを満みたしているのです。（略りゃく）あなたが巧たくみな膨張ぼうちょう法ほうを発見はっけんしてから長ながい年月としつきがたちましたけれども、あなたの発見はっけんの価値かちは、あなた自身じしんの熱心ねっしんな研究けんきゅうと、他たの人ひとびとによって得えられた結果けっかとによって、きわめて高たかめられました。」と功績こうせきを称となえている[50]。ウィルソン霧きり箱ばこを使つかって宇宙うちゅう線せんの研究けんきゅうを行おこなってノーベル物理ぶつり学がく賞しょうを受賞じゅしょうしたパトリック・ブラケットは、1960年ねんに「C.T.R.ウィルソンが撮とったこれらの初期しょきの放射線ほうしゃせん飛跡ひせきの写真しゃしんは、今日きょうでもなお、この種たねの写真しゃしんのなかでは技術ぎじゅつにおいて最優秀さいゆうしゅうの部ぶに属ぞくする」と述のべている[51]。

受賞じゅしょう歴れき[編集へんしゅう]

主おもな論文ろんぶん[編集へんしゅう]

[30]

  • On the formation of a cloud in the absence of dust. Proc.Camb.Phill.Soc.8,306.(1895)
  • The effect of Röntgen's rays on cloudy condensation. Rroc.Roy.Soc.59,338.(1896)
  • Condensation of Water Vapour in the Presence of Dust-free Air and Other Gases. Transactions of the Royal Society, London (1897)
  • On the Comparative Efficiency as Condensation Nuclei of positively and negatively charged Ions. Proceedings of the Royal Society of London, (1899).
  • On the Condensation Nuclei Produced in Gases by the Action of Rontgen Rays. Harrison and Sons (1899)
  • On the Comparative Efficiency as Condensation Nuclei of Positively and Negatively Charged Ions. Harrison and Sons, for the Royal Society, London (1900)
  • On the Ionisation of Atmospheric Air. Proceedings of the Royal Society of London, 1901, Vol 68. (1901)
  • On the Spontaneous Ionisation of Gases. Proceedings of the Royal Society of London, 1901, Vol 69. (1901)
  • On radio-active rain. Proc.Comb.Phil.Soc.11,428.(1902)
  • Further experiments on radio-activity from rain. Proc.Camb.Phil.Soc.12,12.(1902)
  • On a sensitive gold-leaf electrometer. Proc.Camb.Phil.Soc.12,135.(1903)
  • On radio-activity from snow. Proc.Camb.Phil.Soc12,85.(1903)
  • CONDENSATION NUCLEI. Internat. Electrical Congress of St.Louis,U.S.A. (1904)
  • On a method of making visible the paths of ionising particles through a gas. Proc.Roy.Soc.A,85,285.(1911)
  • On an Expansion Apparatus for Making Visible the Tracks of Ionising Particles in Gases and Some Results Obtained By Its Use. Proceedings of the Royal Society, London (1912)
  • Photography of the Paths of Particles Ejected from Atoms in The Royal Institution of Great Britain. Clowes and Sons, London (1913)
  • On Some Determinations of the Sign and Magnitude of Electric Discharges in Lightning Flashes. Proceedings of the Royal Society of London, London (1916)
  • Memorandam on the protection of balloons from disruptive discharge. Advisory Committee on Aeronautics.(1919)
  • Investigations on lighting discharges. Phil.Trans.A,221,104.(1921)
  • Investigation on X-Rays and βべーた-Rays by the Cloud Method.Prat I:X-rays. Proc.Roy.Soc.A,104,1.(1923)
  • Investigation on X-Rays and βべーた-Rays by the Cloud Method.Prat II:βべーた-rays. Proc.Roy.Soc.A,104,192.(1923)
  • The acceleration of βべーた-particles in strong electric fields such as those of thunderclouds. Proc.Camb.Phil.Soc.22,534.(1925)
  • Some thunderstorm ploblems. F.Franklin Inst.209,1.(1929)
  • On a new type of expansion apparatus. Proc.Roy.Soc.A,142,88.(1933)
  • A theory of thundercloud electricity. Proc.Roy.Soc.A,236,297.(1956)

注釈ちゅうしゃく[編集へんしゅう]

  1. ^ スチュアートは後のちにキャベンディッシュ研究所けんきゅうじょでウィルソンの先生せんせいとなったジョゼフ・ジョン・トムソンの先生せんせいでもあった[3]。
  2. ^ 「Royal Societyは通常つうじょう「王立おうりつ学会がっかい」とか「王立おうりつ協会きょうかい」と邦訳ほうやくされるが、はじまりはアマチュア科学かがく者しゃの団体だんたいとして自主じしゅ的てきに設立せつりつされ、そのメンバーたちが「特権とっけんを持もった法人ほうじん組織そしきCorporationとしての認可にんかを国王こくおうに請願せいがんしよう」ということになり、その結果けっか1672年ねん7月がつに国王こくおうチャールス2世せいから勅みことのり認みとめ状じょうCharterを得えて命名めいめいした団体だんたいである[9]。この団体だんたいは国王こくおうが設立せつりつしたものでもなく、国家こっかが設立せつりつしたものでもないので「王おう認みとめ」と訳やくすべきである」と科学かがく史家しかの中村なかむら邦光くにみつは述のべている[9]。同様どうようの主張しゅちょうは科学かがく史家しか・科学かがく教育きょういく研究けんきゅう者しゃの板倉いたくら聖きよし宣せんが早はやくから唱となえている[10][11]。科学かがく史家しか・科学かがく教育きょういく研究けんきゅう者しゃの永田ながた英治えいじも同様どうように「国くにから資金しきんをもらわないのでこの本ほんでは「王おう認みとめ学会がっかい」とします。」[12]としているし、自身じしんの論文ろんぶんでも王おう認みとめ学会がっかいの訳語やくごを用もちいている[13]。科学かがく史家しか・科学かがく教育きょういく研究けんきゅう者しゃの松野まつの修おさむもその論文ろんぶんで王おう認みとめ学会がっかいとしてる[14]。
  3. ^ ウィルソンの仕事しごとぶりについては、当時とうじの彼かれの同僚どうりょうであったアーネスト・ラザフォードが1925年ねんのニュージーランド訪問ほうもんから帰かえったときに言いった次つぎの言葉ことばが残のこっている。「しかし楽たのしいことはすべて終おわって、われわれは故国ここく、そしてケンブリッジに帰かえってきた。数ヶ月すうかげつ間あいだ留守るすにしたのち、私わたしはまず最初さいしょに旧友きゅうゆうのC.T.R.のところへ行いってみた。すると、彼かれはまだ相変あいかわらず大おおきなガラスの継つぎ手てを磨みがいていた」[15]。
  4. ^ J.J.トムソンとも呼よばれている。電子でんしの発見はっけん者しゃで1906年ねんにノーベル物理ぶつり学がく賞しょうを受うけている[3]。
  5. ^ 1890年ねん頃ごろにはアレニウスらの研究けんきゅうによって、原子げんしの電離でんりによるイオンが発見はっけんされ、ヘルムホルツらはそれを受うけついでいた[19]。
  6. ^ たとえば綿めんで塵ちりをろ過かした実験じっけんでは、綿めんを通とおり抜ぬけるぐらい小ちいさな塵ちり粒子りゅうしが残存ざんそんしているいため霧きりができるのではないか。蒸気じょうき噴射ふんしゃの場合ばあいはノズルから分離ぶんりした金属きんぞくの微粒子びりゅうしが混入こんにゅうした可能かのう性せいはないのかなどである。[19]
  7. ^ すでに1895年ねん12月にドイツの物理ぶつり学者がくしゃレントゲンがＸ線えっくすせんを発見はっけんしており、1896年ねん1月がつにはヨーロッパ中ちゅうに知しれ渡わたっていた。（ヴィルヘルム・レントゲンの記事きじを参照さんしょうのこと）
  8. ^ ウィルソンの1902年ねん～1903年ねんの論文ろんぶんタイトルを見みると[30]、ウィルソンは空気くうき中ちゅうのイオンの発生はっせい源げんとして，雨あめや雪ゆきが運はこぶ大気たいき中ちゅうの放射ほうしゃ性せい原子げんしを想定そうていしていたことがうかがわれる。この謎なぞはヴィクトール・フランツ・ヘスが1912年ねんに宇宙うちゅう線せんを発見はっけんするまで解決かいけつしなかった。宇宙うちゅう線せんは岩盤がんばんを貫つらぬくほどの透過とうか力りょくを持もって地上ちじょうに届とどいている放射線ほうしゃせんで、絶たえず空気くうきをイオン化いおんかしている。ウィルソンの装置そうちの中なかの空気くうきも絶たえず宇宙うちゅう線せんがイオン化いおんかしていたのである[31]
  9. ^ この実験じっけんは当時とうじの課題かだいであった「電子でんしの電荷でんかを測はかる」ことを目的もくてきとしたものだったが、アメリカのミリカンが油あぶら滴しずくの電荷でんか測定そくていの実験じっけんで電気でんき素もと量りょうを求もとめたため，先さきをこされてしまい、実みを結むすぶことはなかった。(ロバート・ミリカンの記事きじを参照さんしょうのこと。)
  10. ^ ジョージ・クラーク シンプソン(George Clark Simpson:1878.9.2 - 1965.1.1)。英国えいこくの気象きしょう学者がくしゃ。

出典しゅってん[編集へんしゅう]

  1. ^ Royal Society 1960, p. 269.
  2. ^ Royal Society 1960, p. 294.
  3. ^ a b c d e f g h i j もりいずみ 2003, p. 122.
  4. ^ a b c d e f g h i 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 176.
  5. ^ 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 157.
  6. ^ C.T.R.Wilson 1912, p. 369.
  7. ^ C.T.R.Wilson 1912, p. 372.
  8. ^ a b c d e f 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 177.
  9. ^ a b 中村なかむら邦光くにみつ 2008, p. 125.
  10. ^ 板倉いたくら・永田ながた 1984, pp. 1–2.
  11. ^ 板倉いたくら聖きよし宣せん 2003, p. 54.
  12. ^ 永田ながた英治えいじ 2004, p. 21.
  13. ^ 永田ながた英治えいじ 1983, p. 151.
  14. ^ 松野まつの修おさむ 2017, p. 15.
  15. ^ a b エドワード.N.C.アンドレード 1967, p. 222.
  16. ^ 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 158.
  17. ^ 宮下みやした晋すすむ吉きち 1975, p. 146-147.
  18. ^ 宮下みやした晋すすむ吉きち 1975, p. 146.
  19. ^ a b c d e 宮下みやした晋すすむ吉きち 1975, p. 148.
  20. ^ 宮下みやした晋すすむ吉きち 1975, p. 147.
  21. ^ a b c 宮下みやした晋すすむ吉きち 1975, p. 149.
  22. ^ 長平ながだい幸雄ゆきお 1993.
  23. ^ a b 長平ながだい幸雄ゆきお 1993, p. 116.
  24. ^ 長平ながだい幸雄ゆきお 1993, p. 132.
  25. ^ 長平ながだい幸雄ゆきお 1993, p. 133.
  26. ^ a b c d e f 宮下みやした晋すすむ吉きち 1975, p. 150.
  27. ^ 關戸せきと彌太郎やたろう 1944, p. 12.
  28. ^ 關戸せきと彌太郎やたろう 1944, p. 22.
  29. ^ a b c 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 161.
  30. ^ a b Royal Society 1960, pp. 294–295.
  31. ^ 關戸せきと彌太郎やたろう 1944, pp. 28–30.
  32. ^ C.T.R.Wilson 1904.
  33. ^ C.T.R.Wilson 1912, p. 278.
  34. ^ 宮下みやした晋すすむ吉きち 1975, p. 151.
  35. ^ a b 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 162.
  36. ^ C.T.R.Wilson 1912, p. 355.
  37. ^ 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 165.
  38. ^ 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 174-175.
  39. ^ 中村なかむら・小沼おぬま 1979, pp. 131–177.
  40. ^ C.T.R.Wilson 1916.
  41. ^ 中谷なかたに宇吉郎うきちろう 1939, p. 101.
  42. ^ 中谷なかたに宇吉郎うきちろう 1939, pp. 101–102.
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  47. ^ 中谷なかたに宇吉郎うきちろう 1939, p. 167.
  48. ^ a b 中谷なかたに宇吉郎うきちろう 1939, pp. 27–28.
  49. ^ 中谷なかたに宇吉郎うきちろう 1939, p. 28.
  50. ^ 中村なかむら・小沼おぬま 1979, p. 135.
  51. ^ エドワード.N.C.アンドレード 1967, p. 223.

参考さんこう文献ぶんけん　[編集へんしゅう]

  • 宮下みやした晋すすむ吉よし「実験じっけん装置そうち論ろんの試こころみとしてのウィルソン霧きり箱ばこ史し-1-1875年ねんから1900年ねんまで」『科学かがく史し研究けんきゅう』第だい14巻かん第だい116号ごう、岩波書店いわなみしょてん、1975年ねん、145-153頁ぺーじ。 国立こくりつ国会図書館こっかいとしょかん
  • C.T.R.Wilson、長平ながだい幸雄ゆきお 訳やく「ちりのない空気くうきと他たの気体きたいの存在そんざい下かでの水蒸気すいじょうきの凝結ぎょうけつ（上うえ）」『大阪経済法科大学おおさかけいざいほうかだいがく論集ろんしゅう』第だい51号ごう、大阪経済法科大学おおさかけいざいほうかだいがく経けい法ほう学会がっかい、1993年ねん、107-133頁ぺーじ。 国立こくりつ国会図書館こっかいとしょかん
  • 關戸せきと彌太郎やたろう『宇宙うちゅう線せん』河出かわで書房しょぼう、1944年ねん。 全国ぜんこく書誌しょし番号ばんごう:46015408
  • もりいずみ「人物じんぶつ科学かがく史し「ウィルソンの霧きり箱ばこ」を発明はつめいし、原子げんし物理ぶつり学がくの発展はってんに貢献こうけんしたーチャールズ・ウィルソン」『Newton 2003年ねん9月がつ号ごう』第だい23巻かん第だい9号ごう、ニュートンプレス、2003年ねん、122-127頁ぺーじ。 
  • ノーベル財団ざいだん、中村なかむら誠まこと太郎たろう・小沼おぬま通どおり二に 編へん「電離でんり作用さようをする粒子りゅうしのイオンと飛ひ程ほどを可視かし化かする霧きりの方法ほうほうについて（C.T.R.ウィルソン　ノーベル賞しょう講演こうえん1927年ねん12月12日にち）」『ノーベル賞しょう講演こうえん 物理ぶつり学がく (1923～1927)』第だい4巻かん、講談社こうだんしゃ、1979年ねん、157-177頁ぺーじ。 全国ぜんこく書誌しょし番号ばんごう:80011263
  • Royal Society (1960). “CHARLES THOMSON RESS WILSON 1896-1956”. Biograhical Memoirs of Fellows of the Royal Society 6: 269-295. 
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  • C.T.R.Wilson (1923). Investigation on X-Rays and βべーた-Rays by the Cloud Method. Royal Society. 
  • C.T.R.Wilson (1904). Condensation Nuclei. Royal Institution of Great Britain. 
  • エドワード.N.ダ.C.アンドレード 著ちょ、三輪みわ光雄みつお 訳やく『ラザフォード　20世紀せいきの錬金術れんきんじゅつ師し』河出かわで書房しょぼう、1967年ねん。 全国ぜんこく書誌しょし番号ばんごう:67008641
  • 松野まつの修おさむ「ボイルの真空しんくう実験じっけんからホークスビーの公開こうかい科学かがく講座こうざへ : 1700年代ねんだいにおける教育きょういく方法ほうほうの改革かいかく」『愛知あいち県けん芸術げいじゅつ大学だいがく紀要きよう』第だい47巻かん、愛知あいち県けん芸術げいじゅつ大学だいがく、2017年ねん、3-17頁ぺーじ。 
  • 永田ながた英治えいじ「ランフォード著ちょ「熱ねつに関かんする著者ちょしゃの諸しょ実験じっけんについての歴史れきし的てき回顧かいこ」,解説かいせつとその抄訳しょうやく」『教育きょういく科学かがく研究けんきゅう』第だい2巻かん、東京都立大学とうきょうとりつだいがく教育きょういく学がく研究けんきゅう室しつ、1983年ねん、146-161頁ぺーじ。 
  • 中村なかむら邦光くにみつ『世界せかい科学かがく史話しわ』創そう風ふう社しゃ、2008年ねん。ISBN 978-4-88352-139-5。 全国ぜんこく書誌しょし番号ばんごう:21393401
  • 板倉いたくら聖きよし宣せん『わたしもファラデー』仮説かせつ社しゃ、2003年ねん。ISBN 4-7735-0175-8。 全国ぜんこく書誌しょし番号ばんごう:20637696
  • 永田ながた英治えいじ『たのしい講座こうざを開ひらいた科学かがく者しゃたち』星ほしの環たまき会かい、2004年ねん。ISBN 4-89294-406-8。 全国ぜんこく書誌しょし番号ばんごう:20716228
  • ロバートブック 著ちょ、板倉いたくら聖きよし宣せん・永田ながた英治えいじ 訳やく『ミクログラフィア 微小びしょう世界せかい図説ずせつ』仮説かせつ社しゃ、1984年ねん。 (図版ずはん集しゅうは全国ぜんこく書誌しょし番号ばんごう:20845258)
  • 中谷なかたに宇吉郎うきちろう『雷かみなり』岩波書店いわなみしょてん、1939年ねん。 
  • C.T.R.Wilson (1916). “On some determinations of the sign and magnitude of electric discharges in lightning flashes”. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (The Royal Society) 92 (644): 555-574. https://royalsocietypublishing.org/doi/epdf/10.1098/rspa.1916.0040. 

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