物理学者アン・ネルソンは、自分自身と後継者のために障壁を打ち破った。

科学ジャーナリズムの歴史は、必ずしも包括的であるべきだったわけではありません。そこでPopSci は、私たちが貢献を見落とした人物を紹介するシリーズ「In Hindsight」で、記録を正そうとしています。彼らのストーリーを読み、150 周年記念記事の残りをここでご覧ください。

2019年にアン・ネルソンがハイキング中の悲劇的な事故で亡くなったとき、その喪失感は、私を含めた物理学の多くの指導教官が感じた痛みをはるかに超えるものでした。彼女の死は、驚異的な思想家を失った理論物理学コミュニティ全体に打撃を与えました。ネルソンは、素粒子物理学の境界でキャリアを過ごし、宇宙がどのようなものかを想像し、自分の疑問が奇妙すぎるかどうかを心配することはありませんでした。Quantaで彼女を偲んだとき、私は、彼女が新しいアイデアに対するアプローチをどのように表現したかについて書きました。それは、ヘラジカに紫色のスカーフを巻いて、それがなぜそこにあるのかを後で心配する、というものでした。ネルソンはまた、自分の業績が自分に社会的資本をもたらしたことを認識しており、その影響力を使って物理学を私たち全員が居場所を持てる場所にしました。

ネルソンは1958年にルイジアナ州で生まれ、幼少期の大半をカリフォルニア州で過ごした。そこで物理学者になることを決意した。高校の教師や、女性物理学者など理解できない同級生など、彼女を思いとどまらせる人もいたが、物理学が自分の知的ホームグラウンドであることを知っていたため、それが妨げにならなかった。この興味を追い求めてスタンフォード大学、ハーバード大学に進み、博士号を取得してハーバード大学フェロー協会のジュニアフェローに任命された。これは名誉ある終身会員資格で、新任の学者には3年間の独立した研究支援も与えられる。ネルソンは1987年にスタンフォード大学に戻り、物理学科史上2人目の女性として終身在職権獲得の道を歩んだ。彼女は、1960年代に短期間スタンフォード大学の教員を務めた後、UCLAに移ったニーナ・バイヤーズの後を追っていた。

かつて彼女は、スタンフォード大学の人々がこの特別な称号についてあまりにも多くのことを語っていたと私に話した。しかし、大学コミュニティはネルソンを入学させたことを誇らしげに語っていたにもかかわらず、彼女を引き留めるのに必要なことは何もしなかった。結局、彼女はカリフォルニア大学サンディエゴ校に進学し、夫であり、頻繁に共同研究していた理論物理学者のデイビッド・カプランと同じ街に住​​むことができた。そこから、彼らはワシントン大学に移り、そこで人生を築き、驚くべき遺産を残した。

ネルソンは数十年にわたり、さまざまな問題で素粒子物理学に多大な貢献をしてきました。大まかに言えば、彼女の研究は標準モデルにおけるギャップや矛盾に取り組んできました。標準モデルとは、実験室や衝突型加速器で私たちが目にしてきたすべてのもの（重力を除く）を簡潔に説明する数学です。しかし、このモデルには中性子に関する予測が含まれていますが、これは素粒子物理学者が実験で目にしてきたものと一致しません。1984年、ハーバード大学の博士課程の学生だったネルソンは、この矛盾に対する数学的解を発表しました。これは、まだ博士号を取得していない学者にとっては特筆すべき業績でした。

この最初の論文が注目に値する理由の 1 つは、彼女がそれについてエゴを持っていなかったことです。彼女は、自分のアイデアだからといってそれに執着するのではなく、それが興味深く、もっともらしいものであるかどうかに焦点を合わせました。そのため、彼女は同じ問題に対する別の答え、つまり「強い CP 問題」を発表することになりました。そして、この分野のさらに別の最大の謎、つまり、既知の粒子のパートナーとなる新しい粒子のセットが存在するはずという概念である超対称性のアイデアが、私たちの宇宙でどのように機能するかという解決策を発表しました。この概念は、暗黒物質の問題も含め、天体物理学と宇宙論に影響を与えます。

2018年、ネルソンと理論物理学者のマイケル・ダイン氏は、この分野で最も権威のある賞の1つであるJJサクライ理論物理学賞を共同受賞した。受賞理由には、2人の「素粒子物理学の標準モデルを超えた物理学の画期的な探求」が記されている。ネルソンの博士課程の指導教官で、自身も著名な理論物理学者でハーバード・ソサエティ・フェローであるハワード・ジョージ氏は、ネルソンの並外れた知性を理解しており、 Physics Todayの追悼文に次のように書いている。「アンは私が最も得意とする分野で私よりも優れていた唯一の学生であり、私が彼女から学んだことのほうが彼女が私から学んだことよりも多かった」

ネルソンは物理学を愛していたが、自分の学問上の成功にただ浸っていたわけではなかった。彼女は社会の不正義を深く認識しており、晩年にはウィスコンシン大学で唯一、Black Lives Matterのピンバッジを毎日仕事場につけていた物理学教授だった。

これはパフォーマンス的な行為ではなく、物理学に対する彼女と同じ愛情を持つ黒人やその他の疎外された人々のために、より良い条件を作り出すための多面的な戦略の一部でした。重要なのは、ネルソンが、自分の特別な知的才能が、ほとんどの人には閉ざされたままの扉をくぐり抜けたことを理解していたことです。彼女の博士課程の候補者やポスドクの多くは、さまざまな人種や国籍の女性や、有色人種の男性でした。私の経験では、彼女は時々間違いを犯しましたが、私たちが彼女と同じような自由を得られる機会を作ろうと努力しました。彼女は自分のグループのために疎外された学者を雇っただけでなく、UW の大学院委員会の委員長として、組織の変更にも取り組みました。

彼女の死後、ワシントン大学物理学部は素粒子理論の分野で複数の女性を雇用し始めた。彼女の代わりを務める人は誰もいなかったが、それが問題ではないことに彼女も同意するだろうと私は確信している。物理学に携わる女性は皆、独立した人間であり、自分の部屋を与えられれば、宇宙についての私たちの知識を根本的に変える可能性があるのだ。

訂正 2022 年 6 月 1 日: この記事の以前のバージョンでは、ネルソン氏がスタンフォード大学の物理学科で終身在職権を獲得した最初の教授であると述べられていました。その栄誉はニーナ・バイヤーズ氏が保持しています。