고시바 마사토시: 별의 죽음을 들은 사람

양성자 붕괴를 관측하기 위해 일본 광산 깊숙이 건설된 초순수 탱크는 전혀 다른 것을 포착했습니다. 대마젤란 은하에서 폭발하는 별에서 온 소수의 유령 입자였습니다. 1987년 그 순간, 천문학은 제2의 감각을 얻었습니다. 우주 현상이 빛 이외의 것으로 관측된 것은 처음이었고, 중성미자 천문학이 탄생했습니다. 검출기를 그런 방식으로 건설해야 한다고 주장했던 물리학자는 학생 시절 성적이 거의 바닥권이었습니다.

초기 생애

고시바는 1926년 9월 19일 도요하시에서 군인인 아버지 고시바 도시오와 어머니 하야코 사이에서 태어났습니다. 어머니는 그가 3살 때 돌아가셨고 아버지는 어머니의 언니와 재혼했습니다. 그는 요코스카에서 자랐고 도쿄에서 고등학교를 다녔습니다. 그의 첫 번째 열정은 물리학이 아니라 독일 문학이었습니다. 그는 자신의 설명에 따르면 교사의 낙담시키는 발언에 대한 반응으로 전공을 바꿨는데, 이는 경력을 재설정하게 만든 악의적인 한마디였습니다. 제일고등학교 시절 그는 학업에 어려움을 겪어 룸메이트인 구치쓰 고조에게 과외를 받아야 했습니다.

훈련

그는 1951년 도쿄 대학을 졸업하고 풀브라이트 장학생으로 미국으로 건너가 1955년 로체스터 대학에서 물리학 박사 학위를 받았습니다. 1955년부터 1958년까지 시카고 대학에서 연구원으로 근무했고, 1959년부터 1962년까지 시카고 고에너지 물리학 및 우주선 연구소의 소장 대행을 맡았습니다. 일본에서의 스승은 노벨상 수상자인 도모나가 신이치로였으며, 그는 고시바의 결혼 중매인이기도 했습니다. 그는 1950년대 후반 미술관 큐레이터인 가토 교코와 결혼하여 1남 1녀를 두었습니다.

그는 1958년 도쿄 대학 원자핵 연구소의 조교수로 돌아왔고, 1970년에 정교수가 되었으며, 1987년에 명예교수가 되었습니다. 그 후 1987년부터 1997년까지 도카이 대학에서 가르쳤고, 나중에는 국제 소립자 물리학 센터의 수석 고문을 역임했습니다.

카미오칸데

고시바가 나카하타 마사유키, 스즈키 아쓰토와 함께 설계한 검출기는 일부 대통일 이론이 예측한 대로 양성이 붕괴하는지 여부라는 다른 질문에 답하기 위한 것이었습니다. 카미오칸데는 양성이 죽는 것을 보지 못했습니다. 하지만 일단 적응시키자 중성미자를 기록할 수 있었습니다. 중성미자는 상호작용이 너무 약해 매초 수조 개가 인체를 통과해도 아무런 영향이 없기 때문에, 몇 개라도 포착하려면 수천 톤의 차폐된 물과 수많은 광전자 증배관이 필요했습니다.

그것은 중성미자가 태양의 핵융합에 의해 생성된다는 것을 확인했으며, 이는 별을 움직이는 과정에 대한 직접적인 관측이었습니다. 또한 태양 이론이 요구하는 것보다 적은 수가 카운트되었습니다. 그 부족분(태양 중성미자 문제)은 물리학에서 가장 날카로운 이상 현상 중 하나가 되었습니다. 태양 모델이 틀렸거나, 중성미자가 도중에 변화를 일으켰거나 둘 중 하나였습니다.

초신성 1987A

그리고 1987년, 대마젤란 은하에서 별이 폭발했고 카미오칸데는 그 중성미자를 기록했습니다. 그 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 이전의 모든 우주 관측은 전자기파로 이루어졌습니다. 여기 붕괴하는 핵에서 직접 방출된 입자에 의해 보고된 격렬한 별의 죽음이 있었고, 이는 광자로는 전달할 수 없는 정보를 담고 있었습니다. 중성미자 천문학은 그 검출로부터 시작되었습니다.

슈퍼 카미오칸데

더 큰 후속기인 슈퍼 카미오칸데가 1996년에 가동되어 태양 중성미자 문제를 해결했습니다. 그것은 중성미자 진동을 실증했습니다. 즉, 중성미자가 비행 중에 세 가지 유형 사이에서 변화한다는 것입니다. 태양은 이론대로 정확하게 생성하고 있었습니다. 이전의 검출기들은 도중에 변화한 종류에 대해 단순히 눈이 멀었을 뿐입니다. 질량을 가진 입자만이 진동할 수 있기 때문에, 이 결과는 중성미자가 질량을 갖지 않는다는 기존 가정을 뒤집고 표준 모형의 수정을 강요했습니다.

평가

영예는 끊이지 않았습니다. 1985년 독일 연방 공화국 공로 훈장, 1987년 아사히상과 니시나 기념상, 1989년 일본 학사원상, 1997년 훔볼트상과 문화 훈장, 2000년 물리학 울프상을 수상했습니다. 2002년에는 "우주 중성미자 검출이라는 천체물리학에 대한 선구적인 공헌"으로 레이먼드 데이비스 주니어 및 리카르도 자코니와 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했고, 같은 해 파노프스키상, 2003년 벤자민 프랭클린 메달도 수상했습니다. 노벨상 발표 다음 날 화학자 다나카 고이치가 화학상을 수상하여 일본인 수상자 간 노벨상 수상 간격으로는 최단 기록이 되었습니다.

2002년에 스기나미구 명예 시민, 2003년에 도쿄도 명예 도민이 되었고, 미국 물리학회 펠로우로 선출되었으며, 2003년에 욱일대수장을 수훈했습니다. 2005년에는 도쿄 대학에 고시바 홀이 개설되었고, 2003년에는 고시바상이 제정되었습니다.

말년

고시바의 학생에 대한 신뢰는 유명하고 구체적이었습니다. "내 일을 이어받은 제자 중 노벨상을 받을 자격이 있는 사람은 두 명이다"라고 그는 말하며 도쓰카 요지와 가지타 다카아키를 지목했습니다. 가지타는 2015년 진동 연구로 물리학상을 수상했습니다. 도쓰카는 수상하지 못하고 세상을 떠났고, 2010년 고시바는 그의 이름을 딴 상을 제정했습니다. 은퇴 후 그는 모차르트를 듣고 부끄러움 없이 열광적으로 비디오 게임을 즐기며 스스로를 세계 최고령 게이머라고 부르고 파이널 판타지를 가장 좋아한다고 말했습니다. 2020년 11월 12일 도쿄 에도가와 병원에서 94세의 나이로 별세했습니다.

고시바가 중요한 이유

그는 원래 목적에서 실패한 실험을 우주를 보는 완전히 새로운 방법으로 바꾸었습니다. 카미오칸데와 그 후계자들은 중성미자를 이론상의 골칫거리에서 천문학적 도구로 바꾸었고, 물리학자들에게 중성미자가 질량을 가진다는 첫 번째 확실한 증거를 주었으며, 표준 모형에 아직 수리되지 않은 균열을 냈습니다. 룸메이트에게 과외를 받던 독일 문학 학생은 결국 세계에 빛 이외의 것으로 별을 관측하는 방법을 가르쳤습니다.