Masatoshi Koshiba: Bir yıldızın ölümünü duyan adam

Japonya'daki bir madenin derinliklerine gömülen ve protonların bozunmasını gözlemlemek için inşa edilen ultra saf su tankı, tamamen başka bir şey yakaladı: Büyük Macellan Bulutu'ndaki patlayan bir yıldızdan gelen bir avuç hayalet parçacık. 1987'deki o anda, astronomi ikinci bir duyu kazandı. İlk kez kozmik bir olay ışıktan başka bir şeyle gözlemlendi ve nötrino astronomisi var oldu. Dedektörün bu şekilde inşa edilmesi konusunda ısrar eden fizikçi, öğrencilik yıllarında sınıfının neredeyse en sonunda yer alıyordu.

Erken dönem yaşamı

Koshiba, 19 Eylül 1926'da Toyohashi'de, askeri subay Toshio ve Hayako Koshiba'nın oğlu olarak dünyaya geldi. Annesi o üç yaşındayken öldü ve babası annesinin ablasıyla evlendi. Yokosuka'da büyüdü ve Tokyo'da liseye gitti. İlk tutkusu fizik değil, Alman edebiyatıydı; kendi ifadesine göre, bir öğretmenin cesaret kırıcı yorumlarına yanıt olarak alan değiştirdi; bu, kariyerini yeniden yönlendiren bir kin eylemiydi. Birinci Yüksek Okul'da akademik olarak o kadar zorlandı ki oda arkadaşı Kozo Kuchitsu'dan özel ders alması gerekti.

Eğitim

1951'de Tokyo Üniversitesi'nden mezun oldu ve Fulbright bursiyeri olarak Amerika Birleşik Devletleri'ne gitti, 1955'te Rochester Üniversitesi'nde fizik alanında doktora yaptı. 1955'ten 1958'e kadar Chicago Üniversitesi'nde araştırma görevlisi olarak çalıştı ve 1959'dan 1962'ye kadar Chicago'nun Yüksek Enerji Fiziği ve Kozmik Radyasyon Laboratuvarı'nın müdür vekili olarak görev yaptı. Japonya'daki akıl hocası, kendisi de Nobel ödüllü olan ve Koshiba'nın evliliğinde çöpçatanlık yapan Sin-Itiro Tomonaga'ydı. 1950'lerin sonlarında bir sanat müzesi küratörü olan Kyoko Kato ile evlendi; bir oğulları ve bir kızları oldu.

1958'de Nükleer Çalışmalar Enstitüsü'nde doçent olarak Tokyo Üniversitesi'ne döndü, 1970'te tam profesör oldu ve 1987'de emeritus oldu. Daha sonra 1987'den 1997'ye kadar Tokai Üniversitesi'nde ders verdi ve daha sonra Uluslararası Temel Parçacık Fiziği Merkezi'nin kıdemli danışmanı olarak görev yaptı.

Kamiokande

Koshiba'nın Masayuki Nakahata ve Atsuto Suzuki ile birlikte tasarladığı dedektör, farklı bir soruya yanıt vermeyi amaçlıyordu: bazı büyük birleşik teorilerin öngördüğü gibi protonlar bozunuyor mu? Kamiokande hiçbir zaman bir protonun öldüğünü görmedi. Ancak uyarlandığında yapabildiği şey, nötrinoları kaydetmekti; o kadar zayıf etkileşime giren parçacıklar ki, her saniye trilyonlarcası insan vücudundan etkisiz bir şekilde geçiyor ve bu nedenle birkaç tanesini bile yakalamak için binlerce ton zırhlı su ve bir ordu dolusu fotomultiplier tüp gerektiriyor.

Nötrinoların Güneş'teki nükleer füzyon tarafından üretildiğini doğruladı, bu da yıldızı besleyen sürecin doğrudan bir gözlemiydi. Ayrıca güneş teorisinin gerektirdiğinden daha azını saydı. Bu açık - güneş nötrinosu problemi - fizikteki en keskin anomalilerden biri haline geldi: ya Güneş modeli yanlıştı ya da yolda nötrinolara bir şey oluyordu.

Süpernova 1987A

Ardından, 1987'de Büyük Macellan Bulutu'nda bir yıldız patladı ve Kamiokande nötrinolarını kaydetti. Bunun önemini abartmak zordur. Evrenin önceki her gözlemi elektromanyetik radyasyonla yapılmıştı. Burada, çöken çekirdeğin kendisinden dışarı akan ve hiçbir fotonun iletemeyeceği bilgileri taşıyan parçacıklar tarafından bildirilen şiddetli bir yıldız ölümü vardı. Nötrino astronomisi bu tespitle başladı.

Süper-Kamiokande

Daha büyük bir halef olan Süper-Kamiokande, 1996'da çevrimiçi oldu ve güneş nötrinosu sorusunu çözdü. Nötrino salınımını kanıtladı; yani nötrinoların uçuş sırasında üç türü arasında değiştiğini gösterdi. Güneş, teorinin söylediği kadar çok üretiyordu; önceki dedektörler yolda dönüştükleri çeşitlere karşı kör kalmıştı. Sadece kütlesi olan parçacıklar salınım yapabildiği için, sonuç nötrinonun kütlesiz olduğu yönündeki yerleşik varsayımı yıktı ve Standart Model'in revize edilmesini zorunlu kıldı.

Tanınma

Onurlar istikrarlı bir şekilde geldi: 1985'te Almanya Federal Cumhuriyeti Liyakat Nişanı, 1987'de Asahi ve Nishina Anma Ödülleri, 1989'da Japonya Akademi Ödülü, 1997'de Humboldt Ödülü ve Japonya Kültür Nişanı, 2000'de Wolf Fizik Ödülü. 2002'de Nobel Fizik Ödülü'nü "astrofizikteki öncü katkıları, özellikle kozmik nötrinoların tespiti için" Raymond Davis Jr. ve Riccardo Giacconi ile paylaştı, aynı yıl Panofsky Ödülü ve 2003'te Benjamin Franklin Madalyası'nı aldı. Nobel ödülünün açıklanmasından bir gün sonra, kimyager Koichi Tanaka Kimya ödülünü kazandı; bu, Japon alıcılar için Nobel ödülleri arasındaki en kısa süreydi.

2002'de Suginami'nin, 2003'te Tokyo'nun fahri vatandaşı yapıldı, Amerikan Fizik Derneği'ne üye seçildi ve 2003'te Yükselen Güneş Nişanı'nın Büyük Kordonu verildi. Koshiba Salonu 2005 yılında Tokyo Üniversitesi'nde açıldı ve Koshiba Ödülü 2003 yılında oluşturuldu.

Sonraki yıllar

Koshiba'nın öğrencilerine olan güveni ünlü ve özeldi. "Çalışmalarımı miras alan öğrencilerimden ikisi Nobel Ödülü'nü almaya layıktır," dedi ve Yoji Totsuka ile Takaaki Kajita'yı kastetti. Kajita, salınım çalışmaları için 2015'te fizik ödülünü aldı; Totsuka bir tane almak için yaşamadı ve 2010'da Koshiba onun adına bir ödül kurdu. Emekliliğinde Mozart dinledi ve utanmadan bir coşkuyla video oyunları oynadı, kendine dünyanın en yaşlı oyuncusu dedi ve Final Fantasy'yi favorisi olarak adlandırdı. 12 Kasım 2020'de Tokyo'daki Edogawa Hastanesi'nde doksan dört yaşında öldü.

Koshiba neden önemli

Belirtilen hedefinde başarısız olan bir deneyi, evrene bakmanın tamamen yeni bir yoluna dönüştürdü. Kamiokande ve halefi, nötrinoyu teorik bir sıkıntıdan astronomik bir enstrümana dönüştürdü, fizikçilere nötrinoların kütlesi olduğuna dair ilk somut kanıtı verdi ve Standart Model'de henüz onarılmamış bir çatlak açtı. Oda arkadaşından özel ders alan Alman edebiyatı öğrencisi, sonunda dünyaya yıldızları ışıktan başka bir şeyle izlemeyi öğretti.