マーチン・パール

伝記

マーチン・ルイス・パールは、1927年6月24日にニューヨークで生まれたアメリカの物理学者で、化学技術者でもあった。タウ粒子の発見により、1995年度のノーベル物理学賞を受賞した。両親は、ロシア領のポーランド人居住地域から移民したユダヤ人で、母フェイは秘書兼簿記係、父オスカーは文具の販売員から印刷・広告の会社を興した人物だった。

1948年にブルックリンのポリテクニック大学(現在のニューヨーク大学タンドン工学校)を化学工学で卒業した。卒業後はゼネラル・エレクトリック社に入り、電子真空管を作る工場で化学技術者として働いた。真空管がどう動くかを知るため、ニューヨーク州スケネクタディのユニオン大学で原子物理学と高等微積分学の講座に登録したことが、物理学への関心を募らせ、1950年に物理学の大学院生となるきっかけになった。1955年にコロンビア大学から博士号を受け、指導教官はイジドール・ラビだった。論文は、ラビがその業績で1944年にノーベル物理学賞を受けた原子ビーム共鳴法を用い、ナトリウムの原子核の四重極モーメントを測定する内容だった。

博士号の取得後は、ミシガン大学で8年を過ごし、泡箱や火花箱を使って、パイ中間子や中性子と陽子の散乱を調べ、強い相互作用の物理に取り組んだ。この間、ローレンス・ジョーンズとともに、のちの1976年にノーベル物理学賞を受けるサミュエル・ティンの共同指導教官を務めた。より単純な相互作用の仕組みを求めて、電子とミュー粒子の相互作用を考えるようになった。1963年には、カリフォルニアで建設中だったスタンフォード線形加速器センターに移り、実験の計画を立てる機会を得た。ミュー粒子が、電子とほとんど同じように相互作用しながら、なぜ約206.8倍も重いのか、なぜその経路で崩壊するのかを理解することに関心があった。高エネルギーの荷電レプトンの実験に答えを求め、電子と陽電子の衝突で第3世代のレプトンが見つかる可能性も考えた。

タウ粒子は、1974年から1977年までの一連の実験で、同僚とともに最初に検出された。実験は加速器の衝突型リングと磁気検出器を使い、電子と陽電子を衝突させ、レプトンとハドロン、光子を見分けられた。タウは寿命が極めて短く、衝突点から数ミリで崩壊したため、直接は検出できず、電子とミュー粒子、あるいは陽電子と反ミュー粒子が見つかる異常な事象として発見された。この事象は、エネルギーと運動量を保存するために、少なくとも二つの未検出の粒子が必要だった。これは新しい粒子対の生成と崩壊だと提案されたが、検証は難しかった。ドイツの研究所などの研究が発見を確かめ、質量とスピンが確立された。記号のτは、ギリシャ語で「第3」を意味する語に由来し、3番目に発見された荷電レプトンであることを表す。1995年にフレデリック・ライネスとともにノーベル物理学賞を受け、パールは「タウ・レプトンの発見」により半分を受けた。2014年9月30日、スタンフォード大学病院で心臓発作を起こして亡くなり、87歳だった。