Косиба, Масатоси

Масатоси Косиба родился 19 сентября 1926 года в городе Тоёхаси префектуры Айти, однако вырос в Йокосуке^[9]. Его отец был военным^[10][11], а мать умерла, когда Масатоси было три года^[10]. Ожидалось, что в 13 лет он поступит в военное училище, но из-за перенесённого полиомиелита он не смог этого сделать^[9][10].

Семья испытывала финансовые трудности, поэтому во время учёбы Косибе приходилось подрабатывать по вечерам и ночам^[9]. В 1951 году он получил степень бакалавра в Токийском университете, а затем степень магистра за исследование космических лучей с помощью ядерной фотографической эмульсии. В 1953 году поступил в аспирантуру Рочестерского университета в США, где два года спустя защитил докторскую диссертацию по высокоэнергетическим явлениям в космических лучах (научный руководитель — Мортон Каплон). Следующие несколько лет провёл в Чикаго и Токио, пока в 1962 году окончательно не вернулся в Токийский университет, где с марта 1970 года работал в должности профессора. В 1977 году основал при университете Лабораторию международного сотрудничества в области физики элементарных частиц (ныне — Международный центр по физике элементарных частиц). После выхода в отставку в 1987 году на протяжении ещё 10 лет преподавал в Университете Токай.

Умер 12 ноября 2020 года в Токио^[12].

В 1951 году Косиба получил степень бакалавра в Токийском университете, а затем степень магистра за исследование космических лучей с помощью ядерной фотографической эмульсии. В 1953 году он поступил в аспирантуру Рочестерского университета в США, где два года спустя защитил докторскую диссертацию по высокоэнергетическим явлениям в космических лучах (научный руководитель — Мортон Каплон).

В период с 1955 по 1962 год работал в Чикагском и Токийском университетах. С 1955 по 1958 год занимал должность научного сотрудника (Research Associate) на физическом факультете Чикагского университета. С 1958 по 1963 год являлся доцентом (Associate Professor) Института ядерных исследований Токийского университета. При этом с 1959 по 1962 год, находясь в официальном отпуске, работал в Чикагском университете в качестве старшего научного сотрудника (Senior Research Associate) с почётным званием доцента и исполняющего обязанности директора лаборатории^[13][14].

В 1962 году Косиба окончательно вернулся в Токийский университет, где с марта 1970 года работал в должности профессора. В 1977 году он основал при университете Лабораторию международного сотрудничества в области физики элементарных частиц (ныне — Международный центр по физике элементарных частиц). После выхода в отставку в 1987 году на протяжении ещё 10 лет преподавал в Университете Токай.

В конце 1950-х годов Косиба женился на Кёко Като, работавшей куратором художественного музея. У супругов родилось двое детей: сын и дочь^[15].

В 1950-х и 1960-х годах Косиба занимался высокоэнергетическим космическим излучением и связанными с ним явлениями в верхних слоях атмосферы. В конце 1960-х годов обратился к использованию ускорителей для исследования свойств элементарных частиц и принял участие в разработке электрон-позитронного коллайдера в Институте ядерной физики в Новосибирске, однако в 1972 году проект был остановлен. После этой неудачи начал сотрудничать с исследовательским центром DESY в Гамбурге, где со своей группой принял участие в эксперименте DASP (англ. Double Arm Spectrometer) и совместном японско-немецко-британском проекте JADE (англ. Japan, Deutschland, and England), одним из сооснователей которого он выступил^[16][17]. По идее Косибы совместно с исследователями из Гейдельберга был создан свинцово-стеклянный электромагнитный калориметр, охватывающий большой телесный угол^[16]. Эти технические решения позволили коллаборации успешно зарегистрировать трёхструйные события, что привело к открытию глюона в 1979 году^[16][17]. В 1980-е годы принимал участие в работе над экспериментом OPAL на Большом электрон-позитронном коллайдере в ЦЕРНе. Пропагандировал строительство в Японии электрон-позитронного коллайдера следующего поколения — Международного линейного коллайдера.

В начале 1980-х годов Косиба предложил эксперимент для регистрации предсказанного теорией распада протона, получивший название Камиоканде (англ. Kamioka Nucleon Decay Experiment). В июле 1983 года детектор первой фазы (Kamiokande-I), состоявший из 3000 тонн воды (из которых 2140 тонн составляли чувствительный объём) и 948 (около 1000) 20-дюймовых фотоумножителей^[18][19], расположенных на глубине 1000 м под землёй, начал набирать данные. Порог чувствительности детектора составлял около 29 МэВ^[18]. Однако зарегистрировать сигнал от распада протона не удалось, поэтому уже осенью 1983 года Косиба выдвинул идею перестроить имеющийся детектор в детектор астрофизических нейтрино. Усовершенствованный прибор (Kamiokande-II) получил дополнительно 123 фотоумножителя внешнего антисчётчика, а порог чувствительности был снижен до 8,7 МэВ (в 1988 году — до 6,1 МэВ)^[18][19]. Он начал работу в начале 1987 года и уже в феврале 1987 года смог зарегистрировать космические нейтрино: в процессе взрыва сверхновой 1987A за 13 секунд удалось зарегистрировать 12 нейтринных событий, 9 из которых — в первые 2 секунды^[20][21][22]. Это было первым прямым экспериментальным доказательством справедливости механизма гравитационного коллапса звёзд, в частности теории нейтринного охлаждения. Это наблюдение ознаменовало начало нейтринной астрономии, за что в 2002 году Косиба и Раймонд Дэвис были удостоены Нобелевской премии по физике (они получили половину премии, вторая половина досталась Риккардо Джаккони)^[22].

В эксперименте Камиоканде удалось зарегистрировать не только нейтрино из далёкого космоса, но и солнечные нейтрино. При этом не только был подтверждён дефицит регистрируемых нейтрино по сравнению с ожидаемым в соответствии с теорией строения Солнца потоком, но и в 1988 году впервые обнаружена так называемая аномалия атмосферных нейтрино (дефицит мюонных нейтрино, из-за чего соотношение мюонных и электронных нейтрино, генерируемых в атмосфере, оказалось ниже ожидаемого)^[23][24]. Эти эффекты получили объяснение в рамках теории осцилляций нейтрино, которые были надёжно зарегистрированы в эксперименте Супер-Камиоканде с предложенным Косибой усовершенствованным детектором, содержащим 50 тысяч тонн воды. За эту работу ученик Косибы Такааки Кадзита был удостоен Нобелевской премии по физике за 2015 год.

• Федеральный крест заслуг, Германия, 1985
• Мемориальная премия Нисины, Фонд Нисины, 1987
• Премия Асахи (1987)
• Орден Культуры от японского правительства, 1988^[25][26]
• Академическая награда от Академии наук Японии, 1989
• Премия Бруно Росси от Американского физического общества, 1989
• Особая премия Европейского физического общества, 1996
• Премия Гумбольдта от фонда Александра Гумбольдта, 1997
• Премия Фудзивары от научного фонда Фудзивары, 1997
• Орден культурных заслуг от императора Японии, 1997^[25][26]
• Diploma di Perfezionamento honoris causa in Fisica от Scuola Normale Superiole в Пизе, 1999
• Почётный доктор естественных наук Гамбургского университета, 1999
• Награда выдающегося учёного от Рочестерского университета, 2000
• Премия Вольфа по физике от фонда Вольфа, 2000
• Премия Пановски от Американского физического общества, 2002
• Нобелевская премия по физике, 2002
• Медаль Бенджамина Франклина, 2003
• Почётный доктор Болонского университета, 2005^[27]