ジェームズ・ヴァン・アレン

伝記

ジェームズ・アルフレッド・ヴァン・アレンは、1914年9月7日、アイオワ州マウント・プレザント近郊の小さな農場に生まれた物理学者である。幼いころから機械や電気の装置に魅せられ、科学雑誌の熱心な読者だった。1931年にマウント・プレザント高校を卒業生総代として卒業し、1935年にアイオワ・ウェスリアン・カレッジを最優秀で卒業して理学士号を受けた。学部生のころは物理学者トーマス・プールター教授のもとで、流星の観測や地磁気の測定、地表での宇宙線の測定を行った。1936年にアイオワ大学で固体物理により修士号を、1939年には原子核物理により博士号を得ている。博士論文は、重水素核反応における衝突断面積の測定に関するものだった。

1940年、ワシントンのカーネギー研究所の地磁気部門に勤め、光電式や電波式の近接信管の開発に従事した。彼が宇宙線に関心をいだいたのは、この時代である。1942年にジョンズ・ホプキンズ大学の応用物理研究所に移って近接信管の開発を続け、その年の後半、海軍に入隊した。南太平洋艦隊の駆逐艦で約16か月、砲術士官を指導し、当時秘密だった近接信管を現場で試験した。1944年6月のフィリピン海海戦では戦艦ワシントンで砲術の補佐を務め、4つの従軍星章を受けた。1946年に海軍を退き、応用物理研究所に戻って、戦争末期にドイツから接収したV2号ロケットを使い、上層大気で実験を行うチームを組織して率いた。しかしV2号は重くて複雑すぎ、必要なのはミサイルの派生型の小さなロケットだと判断して、廉価版のエアロビーを仕様に定めた。エアロビーは68キログラムの観測機器を載せ、130キロメートルの高度に達することができた。

1950年代の初めにアイオワ大学へ移り、ここで「ロックーン」を発展させた。小さな高性能のロケットを高高度の気球につり下げ、気球が大気圏の縁に達したところで点火するもので、地上から発射するよりずっと高く上昇できる。1953年には、ニューファンドランドから打ち上げたロックーンによって、地球をとりまく放射線の最初の兆候が見つかった。1957年から58年の国際地球観測年に向けて、他の科学者とともに観測衛星の打ち上げを提案した。1957年9月には、36機のロックーンが砕氷船グレイシャー号から打ち上げられ、これは南極圏における最初の上層大気ロケット観測だった。1958年1月31日に打ち上げられたアメリカ初の人工衛星エクスプローラー1号には、彼と大学院生が設計した宇宙線の実験装置が積まれていた。この衛星と3号のデータから、アイオワ大学のグループは、宇宙時代の最初の発見である、地球磁場に捕らえられた荷電粒子のドーナツ型の領域を見いだした。同年12月のパイオニア3号は、第二の放射線帯の発見につながるデータをもたらした。発見者にちなんで、この領域はヴァン・アレン帯と名づけられた。

1960年には、『タイム』誌の「今年の人」に15人のアメリカ人科学者の一人として選ばれた。1978年に王立天文学会のゴールドメダル、1987年にアメリカ国家科学賞、1989年にクラフォード賞を受けている。1985年にアイオワ大学を退官したが、名誉教授としてアイオワ市に住み続けた。2004年10月には大学が彼の90歳の誕生日と業績を祝った。2006年8月9日、アイオワ市の大学病院で、心不全により亡くなった。