David Snoke - David Snoke

David W. Snoke
Vědecká kariéra
PoleFyzika
InstituceUniversity of Pittsburgh v Pensylvánie
Americká fyzická společnost

David W. Snoke je fyzika profesor na University of Pittsburgh na katedře fyziky a astronomie. V roce 2006 byl zvolen a Chlapík z Americká fyzická společnost „za jeho průkopnickou práci na experimentálním a teoretickém porozumění dynamickým optickým procesům v polovodičových systémech.“[1] V roce 2004 spoluautorem kontroverzního článku inteligentní design obhájce Michael Behe. V roce 2007 byla jeho výzkumná skupina první, kdo podal zprávu Bose-Einsteinova kondenzace polaritonů v pasti.[2]David Snoke a teoretický fyzik Jonathan Keeling nedávno publikovali článek oznamující novou éru polaritonových kondenzátů, kde se uvádí, že polaritony jsou pravděpodobně „... nejlepší nadějí pro využití podivných účinků kvantové kondenzace a nadbytečnosti v každodenních aplikacích“.[3]

Akademická kariéra

Snoke získal bakalářský titul z fyziky Cornell University a jeho doktorát z fyziky z University of Illinois v Urbana-Champaign. Pracoval pro Aerospace Corporation a byl hostujícím vědcem a spolupracovníkem v Institut Maxe Plancka.[4]

Jeho experimentální a teoretický výzkum se zaměřil na základní kvantově mechanické procesy v polovodičové optice, tj. Fázové přechody elektronů a děr. Byly dva hlavní tahy Bose-Einsteinova kondenzace z excitony[5][6][7][8][9] a polaritony.[10][2] Měl také menší úsilí v numerické biologii a publikoval na téma interakce vědy a teologie.

Bose-Einsteinova kondenzace polaritonů

Obrázek 1: Distribuce energie polaritonů v rovnováze při různých hustotách. Plné čáry odpovídají rovnovážnému Bose-Einsteinovu rozdělení. Tyto dvě sady dat s nejvyšší hustotou neodpovídají distribuci Bose-Einstein, protože mají kondenzát, který je silně změněn ve své distribuci hybnosti interakcemi částic. Od Ref.[11]

V roce 2007 Snokeova výzkumná skupina na University of Pittsburgh použil stres k zachycení polaritonů ve stísněných oblastech,[2] podobný způsobu, jakým jsou atomy uzavřeny v pasti Bose – Einsteinova kondenzace experimenty. Pozorování kondenzace polaritonu v pasti bylo významné, protože polaritony byly přemístěny z laserového excitačního bodu, takže tento účinek nelze připsat jednoduchému nelineárnímu účinku laserového světla. Pozdější milníky od Snoke a spolupracovníků zahrnují ukazující jasný rozdíl mezi kondenzací polaritonu a standardním laserem,[12] ukazující kvantovanou cirkulaci polaritonového kondenzátu v kruhu, [13] a první jasná demonstrace Bose-Einsteinovy ​​kondenzace polaritonů v rovnováze [11] (viz obrázek 1), ve spolupráci se skupinou Keith Nelson na MIT. Před tímto výsledkem byly polaritonové kondenzáty vždy pozorovány z rovnováhy. [14][15] Obecnou diskusi o Bose-Einsteinově kondenzaci polaritonů viz tato stránka.

Nerovnovážná dynamika

Základní otázky, jak systémy z rovnovážného přístupu přistupují k rovnováze („rovnováha“ nebo „termalizace“), zahrnovaly dlouhodobé hluboké otázky fyziky, někdy nazývané termodynamické „šipka času, “S debatami sahajícími do Boltzmann. V roce 1989 Snoke jako jeden z prvních provedl simulace ekvilibrace Bose-Einsteinova kondenzátu pomocí numerického řešení kvantová Boltzmannova rovnice.[16] V roce 1994 Snoke prokázal souhlas časově rozlišených experimentálních měření distribuce částic k řešení kvantové Boltzmannovy rovnice.[17] V roce 2012 vydal spolu s teoretikem Stevem Girvinem klíčovou práci[18] o zdůvodnění druhého zákona termodynamiky na základě analýzy kvantové Boltzmannovy rovnice, která ovlivnila filozofii druhého zákona.[19] Další Snokeova práce zahrnovala nerovnovážnou dynamiku elektronové plazmy [20] a Mottův přechod z excitonového plynu na plazmu elektronových děr.[21]

Numerická biologie

V roce 2004 byl Snoke spoluautorem článku Michael Behe, starší člen Discovery Institute je Centrum pro vědu a kulturu, v vědecký časopis Věda o bílkovinách,[22] který získal širokou kritiku. Snokeovým příspěvkem k článku byl dodatek, který ověřil numerické výsledky analytickými výpočty, které ukázaly příslušný zákon o moci, konkrétně to, že u nové funkce vyžadující více neutrálních mutací má doba do fixace závislou závislost na velikosti populace.

Behe uvedl, že výsledky článku podporují jeho představu o neredukovatelné složitosti, založenou na výpočtu pravděpodobnosti mutací potřebných k úspěchu evoluce. Publikovaná verze však tento koncept přímo neřešila; podle Behe ​​byly všechny odkazy na neredukovatelnou složitost odstraněny před zveřejněním příspěvku na popud recenzentů.[23] Michael Lynch napsal odpověď,[24] na co Behe ​​a Snoke odpověděli.[25] Věda o bílkovinách diskutoval příspěvky v úvodníku.[26] Věda o bílkovinách obdržela dopisy, které „obsahovaly mnoho bodů nesouhlasu s článkem Behe ​​and Snoke“, včetně bodů, které:[26]

  • Dochází k podstatným změnám v rychlosti fixace mutace, a to jak mezi liniemi, tak mezi místy na proteinu během evoluce. Toto je ústřední koncept moderní populační genetiky [citace odstraněny]
  • Je známo, že změny v jednom místě způsobují změny v mutaci a míře přijatelnosti v jiných místech v proteinu, obvykle nazývané „kompenzační“ změny [citace odstraněny]
  • Rekombinace silně zrychluje rychlost spojování nezávislých mutací na více místech a naroubování nových domén s dalšími funkcemi a místy interakce s proteiny za účelem vytvoření nových způsobů působení nebo regulace [citace odstraněny]
  • Výběr působí nepřetržitě a kumulativní efekty, spíše než jedna silně adaptivní změna, jsou základem evoluce podle darwinovského modelu. Musí se tedy předpokládat, že jsou vybrány i přechodné stavy.

Předpoklady článku byly ostře kritizovány a závěry, které vyvozuje z jeho matematického modelu, byly kritizovány i v rozporu:

  • Esej kritizoval příspěvek za „příliš zjednodušený postup, jehož výsledkem jsou pochybné závěry“, že „[dědicské předpoklady zkreslují své výsledky směrem k pesimističtějším číslům“, včetně jednoho předpokladu, který je „za všech okolností pravděpodobně nepravdivý“, druhého to je „pravděpodobně nepravdivé jako obecné pravidlo“ a za předpokladu „příliš vysoké“ úrovně substitucí, které by zničily funkci proteinu. Závěrem se uzavírá „[a] ironicky, navzdory těmto chybným předpokladům Behe ​​a Snoke ukazují, že pravděpodobnost vývoje malých funkcí více reziduí je extrémně vysoká, vzhledem k typům organismů, na které se vztahuje model Behe ​​a Snoke.“[27]
  • Novější výzkumy naznačují, že Beheho a Snokeův model, a dokonce i Lynchova reakce, mohli být „podstatným podceněním“ „rychlosti získání adaptivní kombinace mutací“.[28]
  • Biochemická analýza otázky podpořila ortodoxní evoluční pohled a odmítla přístup Beheho a Snokea jako „nepřiměřeného modelu, který předpokládá„ skoky ve vzduchu “, jako je vývoj zcela nových aktivit prostřednictvím vícenásobných a současných změn aminokyselin“ .[29]

Dne 7. května 2005 popsal Behe ​​ve svém svědectví na konferenci argumenty pro neredukovatelnou složitost. Slyšení o vývoji v Kansasu.[30] Na Kitzmiller v. Dover Area School District později v tom roce to byl jediný článek, na který odkazovali Behe ​​i Scott Minnich jako podpora inteligentního designu. Ve svém rozhodnutí Soudce Jones poznamenal, že „Přezkum článku naznačuje, že nezmiňuje ani neredukovatelnou složitost, ani ID. Profesor Behe ​​ve skutečnosti připustil, že studie, která tvoří základ článku, nevylučuje mnoho známých evolučních mechanismů a že výzkum by ve skutečnosti mohl podporovat evoluční cesty, pokud by byla použita biologicky realistická velikost populace. “[31]

V roce 2014 publikoval David Snoke spolu s spoluautoři Jeffrey Coxem a Donaldem Petcherem v časopise Complexity numerickou studii vývoje nových struktur.[32] Model tvrdil, že řeší základní problém kompromisu nákladů na povolení nových struktur, které ještě nejsou funkční, oproti výhodě případné nové funkce.

Věda a teologie

Jeho kniha, Biblický případ staré Země (Baker Books, 2006) popsal v recenzi profesor práva David W. Opderbeck v časopise American Scientific Affiliation Pohledy na vědu a křesťanskou víru jako „obdivuhodně uspět“ v „prokázání, že pohled„ dne “je platnou alternativou pro křesťany, kteří se drží biblické neomylnosti, ale jako„ méně přesvědčivý “v„ argumentaci za konkordistu “ porozumění textům Genesis a moderní vědě. “[33] Snoke byl zvolen Fellow of the Americká vědecká příslušnost v roce 2006.[4]V roce 2014 vydal revizní článek pro Discovery Institute.[34] tvrdí, že převládající paradigma moderní biologie systémů upřednostňuje perspektivu inteligentního designu, totiž že biologové systémů běžně předpokládají paradigma „dobrého designu“.

Bibliografie

  • Fyzika pevných látek: Základní pojmy, publikoval Addison-Wesley (2008). ISBN  978-0-8053-8664-6
  • Biblický případ staré Země, vydané nakladatelstvím Baker Books (2006). ISBN  0-8010-6619-0
  • Přírodní filozofie: Fyzika a západní myšlení, distribuovaný společností Access Research Network (2003).
  • Kondenzace Bose – Einstein, vydané Cambridge University Press (1996). ISBN  978-0-521-58990-1; ISBN  0-521-58990-8
  • Bose-Einsteinova kondenzace exccitonů a biexcitonů, vydané Cambridge University Press (1999). ISBN  978-0521580991; ISBN  0521580994
  • Univerzální témata kondenzace Bose-Einstein, vydané Cambridge University Press (2017). ISBN  978-1107085695; ISBN  1107085691

externí odkazy

Reference

  1. ^ Archiv (1995-současnost), Americká fyzická společnost
  2. ^ A b C R. Balili; V. Hartwell; D.W. Snoke; L. Pfeiffer; K. West (2007). "Bose-Einsteinova kondenzace mikrodutinových polaritonů v pasti". Věda. 316 (5827): 1007–10. Bibcode:2007Sci ... 316.1007B. doi:10.1126 / science.1140990. PMID  17510360. S2CID  2682022.
  3. ^ David Snoke; Jonathan Keeling (2017). „Nová éra polaritonu kondenzuje“. Fyzika dnes. 70 (10): 54. Bibcode:2017PhT .... 70j..54S. doi:10.1063 / PT.3.3729. S2CID  125773659.
  4. ^ A b „Zpravodaje ASA, listopad / prosinec 2006“ (PDF). Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  5. ^ D.W. Snoke; W.W. Ruehle; Y.-C. Lu; E. Bauser (1992). "Nonthermal Distribution of Electrons on Picosecond Timescale in GaAs". Dopisy o fyzické kontrole. 68 (7): 990–993. Bibcode:1992PhRvL..68..990S. doi:10.1103 / PhysRevLett.68.990. PMID  10046050.
  6. ^ D.W. Snoke (1992). "Závislost rozptylu elektronů na hustotě při nízké hustotě". Fyzický přehled B. 50 (16): 11583–11591. Bibcode:1994PhRvB..5011583S. doi:10.1103 / PhysRevB.50.11583. PMID  9975291.
  7. ^ D.W. Snoke; D. Braun; M. Cardona (1991). "Termalizace nosiče v Cu2O: emise fononů excitony". Fyzický přehled B. 44 (7): 2991. Bibcode:1991PhRvB..44.2991S. doi:10.1103 / PhysRevB.44.2991. PMID  9999890.
  8. ^ D.W. Snoke; J. D. Crawford (1995). "Hystereze v Mottově přechodu mezi plazmou a izolačním plynem". Fyzický přehled E. 52 (6): 5796–5799. arXiv:cond-mat / 9507116. Bibcode:1995PhRvE..52,5796S. doi:10.1103 / PhysRevE.52.5796. PMID  9964092.
  9. ^ D.W. Snoke (2008). "Hystereze v Mottově přechodu mezi plazmou a izolačním plynem". Polovodičová komunikace. 146 (1): 73. arXiv:0709.1415. Bibcode:2008SSCom.146 ... 73S. doi:10.1016 / j.ssc.2008.01.012.
  10. ^ Z. Voros; D. Snoke; L. Pfeiffer; K. West (2006). „Zachytávání excitačních signálů ve dvojrozměrném harmonickém potenciálu v rovině: experimentální důkazy pro ekvilibraci nepřímých excitačních signálů“. Dopisy o fyzické kontrole. 97 (1): 016803. Bibcode:2006PhRvL..97a6803V. doi:10.1103 / PhysRevLett.97.016803. PMID  16907396.
  11. ^ A b Y.N. Slunce; et al. (2017). „Bose-Einsteinova kondenzace polaritonů s dlouhou životností v tepelné rovnováze“. Dopisy o fyzické kontrole. 118 (1): 016602. arXiv:1601.02581. Bibcode:2017PhRvL.118a6602S. doi:10.1103 / PhysRevLett.118.016602. PMID  28106443.
  12. ^ B. Nelsen; R. Balili; D.W. Snoke; L. Pfeiffer; K. West (2009). „Lasování a kondenzace polaritonu: Dva odlišné přechody v mikrodutinách GaAs se zachycovači napětí“. Journal of Applied Physics. 105 (12): 122414–122414–5. Bibcode:2009JAP ... 105l2414N. doi:10.1063/1.3140822.
  13. ^ G.Q. Liu; D.W. Snoke; A. Daley; L. Pfeiffer; K. West (2015). „Nový typ polokvantové cirkulace v kondenzátu makroskopického polaritonového spinorového prstence“. Proc. Natl. Acad. Sci. 112 (9): 2676–81. arXiv:1402.4339. Bibcode:2015PNAS..112.2676L. doi:10.1073 / pnas.1424549112. PMC  4352789. PMID  25730875.
  14. ^ Viz např .; T. Byrnes; Na Young Kim; Y. Yamamoto (2014). "Exciton = -polariton kondenzáty". Fyzika přírody. 10 (11): 803. arXiv:1411.6822. Bibcode:2014NatPh..10..803B. doi:10.1038 / nphys3143.
  15. ^ Viz také; D. Sanvitto; S. Kéna-Cohen (2016). "Cesta k polaritonickým zařízením". Přírodní materiály. 15 (10): 1061–73. Bibcode:2016NatMa..15.1061S. doi:10.1038 / nmat4668. PMID  27429208.
  16. ^ D.W. Snoke; J.P.Wolfe (1989). "Populační dynamika bose-plynu blízko saturace". Fyzický přehled B. 39 (7): 4030–4037. Bibcode:1989PhRvB..39.4030S. doi:10.1103 / PhysRevB.39.4030. PMID  9948737.
  17. ^ D.W. Snoke; D. Braun; M. Cardona (1991). "Termalizace nosiče v Cu_2O: emise fononů excitony". Fyzický přehled B. 44 (7): 2991. Bibcode:1991PhRvB..44.2991S. doi:10.1103 / PhysRevB.44.2991. PMID  9999890.
  18. ^ D.W. Snoke; G.Q. Liu; S.M. Girvin (2012). „Základ druhého zákona termodynamiky v teorii kvantového pole“. Annals of Physics. 327 (7): 1825. arXiv:1112.3009. Bibcode:2012AnPhy.327.1825S. doi:10.1016 / j.aop.2011.12.016.
  19. ^ Brown, Harvey R. (2017). „Oddíl 8: Jednou provždy: kuriózní role pravděpodobnosti v minulé hypotéze“.
  20. ^ D.W. Snoke (1992). "Hustotní závislost rozptylu elektronů při nízké hustotě". Fyzický přehled B. 50 (16): 11583–11591. Bibcode:1994PhRvB..5011583S. doi:10.1103 / PhysRevB.50.11583. PMID  9975291.
  21. ^ D.W. Snoke (2008). "Predikce prahové hodnoty ionizace pro nosiče v excitovaných polovodičích". Polovodičová komunikace. 146 (1–2): 73–77. arXiv:0709.1415. Bibcode:2008SSCom.146 ... 73S. doi:10.1016 / j.ssc.2008.01.012.
  22. ^ Michael Behe ​​a David W. Snoke (2004). „Simulace evoluce genovou duplikací proteinových znaků, které vyžadují více aminokyselinových zbytků“. Věda o bílkovinách. 13 (10): 2651–2664. doi:10.1110 / ps.04802904. PMC  2286568. PMID  15340163.
  23. ^ Michael J. Behe, 10. den, dopolední svědectví, ve školní čtvrti Kitzmiller v. Dover Area, zkušební přepis strana 46 [1] Archivováno 2008-08-20 na Wayback Machine
  24. ^ Michael Lynch (2005). „Jednoduché evoluční cesty ke komplexním proteinům“. Věda o bílkovinách. 14 (9): 2217–2225. doi:10.1110 / ps.041171805. PMC  2253472. PMID  16131652.
  25. ^ Michael Behe; David W. Snoke (2005). „Odpověď Michaelovi Lynchovi“. Věda o bílkovinách. 14 (9): 2226–2227. doi:10.1110 / ps.051674105. PMC  2253464.
  26. ^ A b Mark Hermodson (2005). „Redakční a poziční práce“. Věda o bílkovinách. 14 (9): 2215–2216. doi:10.1110 / ps.051654305. PMC  2253483.
  27. ^ Teorie je jako teorie Ian F. Musgrave, Steve Reuland a Reed A. Cartwright, důvod rozhovoru
  28. ^ Masel, Joanna (březen 2006). „Kryptická genetická variace je obohacena o potenciální adaptace“. Genetika. 172 (3): 1985–1991. doi:10.1534 / genetika.105.051649. PMC  1456269. PMID  16387877.
  29. ^ Afriat, Livnat; Cintia Roodveldt; Giuseppe Manco; Dan S. Tawfik (21. listopadu 2006). „Latentní promiskuita nově identifikovaných mikrobiálních laktonáz souvisí s nedávno odchýlenou fosfotriesterázou“ (PDF). Biochemie. 45 (46): 13677. doi:10.1021 / bi061268r. PMID  17105187.
  30. ^ „Kansas Evolution Hearings: Michael Behe ​​a John Calvert“. Citováno 2008-03-10.
  31. ^ Kitzmiller v. Dover Area School District, 400 F. Supp. 2d 707 745 (M.D.Pa 20. prosince 2005). , docket # 04cv2688, Rozhodnutí, strana 88
  32. ^ David W. Snoke; Jeffrey Cox; Donald Pletcher (2014). „Suboptimalita a složitost ve vývoji“. Složitost. 21 (1): 322–327. Bibcode:2015Cmplx..21a.322S. doi:10.1002 / cplx.21566.
  33. ^ Opderbeck, David W. (2007). „Recenze„ Biblického případu pro starou Zemi'". Pohledy na vědu a křesťanskou víru. Americká vědecká příslušnost.
  34. ^ D.W. Snoke (2014). "Systémová biologie jako výzkumný program pro inteligentní design". BIOsložitost. 2014 (3). doi:10.5048 / BIO-C.2014.3. S2CID  54870446.