チャールズ・タウンズ(Charles Hard Townes)

この人は?

チャールズ・ハード・タウンズ（Charles Hard Townes, 1915年7月28日 - 2015年1月27日）は、アメリカ合衆国の物理学者である。誘導放出による電磁波の増幅（メーザー、レーザー）の基本原理を発明した。メーザー、レーザーの発見及び量子エレクトロニクスの基礎的研究によりニコライ・バソフ、アレクサンドル・プロホロフと共に1964年のノーベル物理学賞を受賞した。 経歴 サウスカロライナ州のグリーンビルに生まれる。父は弁護士だった。グリーンビルのファーマン大学に進学し、物理学と現代語の学士号を取得し、1935年に19歳で首席で卒業。大学2年生のときに初めて物理学を学び、その「美しく論理的な構造」に魅了されるようになった。また博物学にも興味を持ち、ファーマン大学時代には博物館のキュレーターを務め、夏には同大学生物学部門のために生物採集を行った。他にも、水泳部、大学新聞、フットボール部など様々な活動に参加していた。 1936年にデューク大学で物理学の修士号を取得後、1939年にカリフォルニア工科大学大学院で物理学のPh.D.を得た。学位論文のテーマは同位体分離とスピン角運動量だった。 ベル研究所のスタッフとなり、1947年までベル研究所で働いた。第二次世界大戦中はレーダー爆撃システムの設計に従事し、関連技術の特許をいくつか取得した。そこから、軍事レーダー技術のマイクロ波技術を分光法に適用し、原子や分子の構造を解析する新たな手段や電磁波を制御する新たな基盤にできるのではないかと考えた。 1948年コロンビア大学に移り、マイクロ波物理学、特にマイクロ波と分子の相互作用を研究し、分子・原子・原子核の構造解析にマイクロ波スペクトルを利用した。1951年、メーザーのアイデアを思いつき、数カ月後からアンモニアガスを媒体とする装置の開発を開始した。1954年初め、誘導放出による電磁波の発生と増幅が初めて得られた。タウンズらはこれを「メーザー (mesar)」と名付けたが、それは "microwave amplification by stimulated emission of radiation"（放射の誘導放出によるマイクロ波増幅）の頭字語である。1958年、義弟のアーサー・ショーローと共にメーザーを可視光や赤外線の範囲でも実現できることを理論的に示し、具体的にどのようなシステムで実現できるかを提案した。これが「レーザー」すなわち "light amplification by stimulated emission of radiation"（放射の誘導放出による光増幅）に関する最初の論文である。他にも非線形光学、電波天文学、赤外線天文学の分野の研究も行った。星間物質として初めて複雑な分子（アンモニア分子、水分子）を検出し、銀河系中心部のブラックホールの質量を初めて測定した