Gerald Gabrielse - Gerald Gabrielse - Wikipedia

Gerald Gabrielse
Národnostamerický
Alma materCalvin College (BS)
University of Chicago (Ph.D.)
Známý jakoantihmota, přesné měření
OceněníCena Davissona-Germera (2002)
Cena George Ledlieho (2004)
Uveden do Národní akademie věd (2007)
Cena Julia Edgara Lilienfelda (2011)
Trotterova cena (2014)
Vědecká kariéra
PoleFyzika
InstituceUniversity of Washington
Harvardská Univerzita
Northwestern University
Doktorský poradceHenry Gordon Berry
Ostatní akademičtí poradciHans Dehmelt (postdoktorand)
webová stránkasrov.fyzika.severozápadní.edu/ gabrielse-group/ gabrielse-home.html

Gerald Gabrielse je americký fyzik. Je profesorem fyziky a ředitelem správní rady Centrum pro základní fyziku na Northwestern University a emeritní George Vasmer Leverett, profesor fyziky v Harvardská Univerzita. Je znám především svými experimenty odchyt a vyšetřování antihmota, měření elektronu g-faktor,[1] a měření elektronový elektrický dipólový moment.[2] Byl popsán jako „lídr v superpřesných měřeních základních částic a ve studiu anti-hmoty“.[3]

Kariéra

Gabrielse se zúčastnil Trinity Christian College a pak Calvin College, promoval s B.S. (vyznamenání) v roce 1973. Poté dokončil M.S. (1975) a Ph.D. (1980) ve fyzice z University of Chicago pod Henry Gordon Berry. Gabrielse se stal postdoktorem na University of Washington v Seattle v roce 1978 pod Hans Dehmelt,[4] a na fakultu nastoupil v roce 1985. Stal se profesorem fyziky v Harvardská Univerzita v roce 1987 a předseda katedry fyziky na Harvardu v roce 2000.

V roce 2018 se Gabrielse přestěhovala do Northwestern University, stává se ředitelem nově vytvořené Centrum pro základní fyziku při nízké energii.[5][6] Centrum bude první svého druhu, které bude věnováno experimentům základní fyziky v malém měřítku.[7]

Výzkum

Výzkum antihmoty

Gabrielse byla průkopnicí v oblasti nízké energie antiproton a antihydrogen fyziky tím, že navrhuje odchyt antiprotonů z a úložný prsten, ochlazovat je při srážkách s zachycenými elektrony,[8] a jejich použití k tvorbě nízkoenergetických atomů vodíku.[9] Vedl tým TRAP, který realizoval první antiprotonový odchyt,[10] první elektronové chlazení zachycených antiprotonů a akumulace antiprotonů v aparátu o 4 Kelvinech.[11] Demonstrace a metody umožnily snahu, která zahrnovala 4 mezinárodní spolupráce fyziků pracujících v CERNu Antiprotonový zpomalovač. V roce 1999 provedl Gabrielseův tým TRAP nejpřesnější test Standardní model je zásadní CPT teorém porovnáním poměr náboje k hmotnosti jediného zachyceného antiprotonu s účinkem a proton na přesnost 9 dílů v 1011.[12] Přesnost výsledného potvrzení predikce standardního modelu překročila přesnost dřívějších srovnání téměř o faktor 106.

Gabrielse nyní vede Tým ATRAP na CERN, jeden ze dvou týmů, které nejprve produkovaly pomalé atomy antihydrogenu a suspendovaly je v a magnetická past.[13][14] Oba týmy TRAP a ATRAP používaly uvězněné antiprotony ve vnořeném stavu Penningová past zařízení k výrobě atomů antihydrogenů dostatečně pomalé na to, aby byly uvězněny v magnetické pasti. Tým provedl první srovnání jednotlivých částic magnetických momentů jediného protonu a jediného antiprotonu.[15][16] Jejich srovnání s přesností 5 dílů na milion bylo 680krát přesnější než předchozí měření.[17]

Přesné měření

V roce 2006 použila Gabrielseova skupina k měření jediný zachycený elektron elektronový magnetický moment na 0,76 části na bilion,[18] což bylo 15krát přesnější než měření, které stálo asi 20 let.[19] O dva roky později tým zlepšil nejistotu měření o další faktor 3.[1]

V roce 2014 Gabrielse v rámci spolupráce ACME s Johnem Doylem na Harvardu a David DeMille na Yale, změřil elektronový elektrický dipólový moment na řádově větší než předchozí měření pomocí paprsku o kysličník thoria,[20] výsledek, který měl dopad na životaschopnost supersymetrie.[21]

Další výzkumné příspěvky

Gabrielse byl také jedním z objevitelů Brown-Gabrielseovy věty o invariance,[22] vztahující se frekvenci cyklotronu volného prostoru k měřitelným vlastním frekvencím nedokonalé Penningovy pasti. Aplikace věty zahrnují přesné měření magnetických momentů a přesné hmotnostní spektrometrie.[23] Také to dělá postranní pásmo možná hmotnostní spektrometrie, standardní nástroj jaderné fyziky.[24]

Gabrielse také vynalezl samoštít supravodivé solenoid který využívá zachování toku a pečlivě zvolenou geometrii spřažených cívek pro zrušení silných výkyvů pole v důsledku vnějších zdrojů. Zařízení bylo zodpovědné za úspěch přesného srovnání antiprotonu a protonu a také umožňuje zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) systémy pro lokalizaci měnících se magnetických polí z externích zdrojů, jako jsou výtahy.[25]

Náboženské pohledy

Gabrielse se identifikuje jako vědec, který je Reformovaný křesťan. V rozhovoru řekl:

Nevěřím, že věda a Bible jsou v rozporu. Je však možné nepochopit Bibli a vědu špatně. Je důležité zjistit, co by každý z nich mohl být nepochopen.[26]

Přednášel také o vztahu vědy a náboženství. V roce 2006 uspořádala Gabrielse přednášku s názvem "Bůh antihmoty" na konferenci Faradayův institut pro vědu a náboženství v Emmanuel College, Cambridge, diskutovat o jeho výzkumu antihmoty, stejně jako jeho osobní zkušenosti s křesťanstvím.[27] Byl oceněn Trotterova cena v roce 2013 a přednášel Trotterovu přednášku pro tento rok.[28]

Maličkosti

  • V epizodě Pozdní noc s Conanem O'Brienem který vysílal 21. února 2007, Jim Carrey a Conan O'Brien vtipně diskutovaný obsah příspěvku s názvem „Stochastické fázové přepínání parametricky poháněného elektronu v pasti na penny“[29] Gerald Gabrielse řekl, že to byl „možná nejobskurnější papír, jaký jsem kdy napsal“.[30]
  • Gabrielse, který pracoval v CERNu, uvěznil první antiprotony v roce 1986. Dan Brown následující román Andělé a démoni, a film z něj vyrobený, použijte antihmotu zachycenou v CERNu jako důležitý bod spiknutí.

Ocenění

Reference

  1. ^ A b Hanneke, D .; Fogwell, S .; Gabrielse, G. (2008-03-26). "Nové měření elektronového magnetického momentu a konstanty jemné struktury". Dopisy o fyzické kontrole. 100 (12): 120801. arXiv:0801.1134. Bibcode:2008PhRvL.100l0801H. doi:10.1103 / PhysRevLett.100.120801. PMID  18517850.
  2. ^ ACME Collaboration; Baron, J .; Campbell, W. C .; DeMille, D .; Doyle, J. M .; Gabrielse, G .; Gurevich, Y. V .; Hess, P. W .; Hutzler, N. R. (2014-01-17). "Řádově menší limit elektrického dipólového momentu elektronu". Věda. 343 (6168): 269–272. arXiv:1310.7534. Bibcode:2014Sci ... 343..269B. doi:10.1126 / science.1248213. ISSN  0036-8075. PMID  24356114.
  3. ^ „Renomovaný fyzik Gerald Gabrielse, který se připojí k Northwestern: Zprávy Northwestern University“. www.northwestern.edu. Citováno 2015-11-20.
  4. ^ „Hans G. Dehmelt - životopisný“. www.nobelprize.org. Citováno 2015-11-14.
  5. ^ „Renomovaný fyzik Gerald Gabrielse, který se připojí k Northwestern: Zprávy Northwestern University“. www.northwestern.edu. Citováno 2015-11-19.
  6. ^ „Seznamte se s fyzikem Jerrym Gabrielse: Weinberg College - Northwestern University“. www.weinberg.northwestern.edu. Citováno 2018-07-30.
  7. ^ „Z přírody:“ Ustupte CERN: Existuje levnější způsob, jak prolomit otevřenou fyziku"". vědyprsty. 2018-01-12. Citováno 2018-07-30.
  8. ^ Gabrielse, G .; Fei, X .; Orozco, L. A .; Tjoelker, R.L .; Haas, J .; Kalinowsky, H .; Trainor, T. A .; Kells, W. (1989-09-25). "Chlazení a zpomalení zachycených antiprotonů pod 100 meV". Dopisy o fyzické kontrole. 63 (13): 1360–1363. Bibcode:1989PhRvL..63,1360G. doi:10.1103 / PhysRevLett.63.1360. PMID  10040547.
  9. ^ Gabrielse, G. „Erice Návrh“ (PDF).
  10. ^ Gabrielse, G .; Fei, X .; Helmerson, K .; Rolston, S.L .; Tjoelker, R .; Trainor, T. A .; Kalinowsky, H .; Haas, J .; Kells, W. (1986-11-17). „První zachycení antiprotonů v pasti Penninga: zdroj kiloelektronvoltu“. Dopisy o fyzické kontrole. 57 (20): 2504–2507. Bibcode:1986PhRvL..57,2504G. doi:10.1103 / PhysRevLett.57.2504. PMID  10033784.
  11. ^ Gabrielse, G. (prosinec 1992). "Extrémně chladné antiprotony". Scientific American: 78.
  12. ^ Gabrielse, G .; Khabbaz, A .; Hall, D. S .; Heimann, C .; Kalinowsky, H .; Jhe, W. (1999-04-19). "Přesná hmotnostní spektroskopie antiprotonu a protonu pomocí simultánně zachycených částic". Dopisy o fyzické kontrole. 82 (16): 3198–3201. Bibcode:1999PhRvL..82.3198G. doi:10.1103 / PhysRevLett.82.3198.
  13. ^ Gabrielse, G .; Bowden, N. S .; Oxley, P .; Speck, A .; Storry, C. H .; Tan, J. N .; Wessels, M .; Grzonka, D. (2002-10-31). „Bezchybné pozorování studeného antihydrogenu s polní ionizační analýzou jeho stavů“ (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 89 (21): 213401. Bibcode:2002PhRvL..89u3401G. doi:10.1103 / PhysRevLett.89.213401. PMID  12443407.
  14. ^ Gabrielse, G .; Kalra, R .; Kolthammer, W. S .; McConnell, R .; Richerme, P .; Grzonka, D .; Oelert, W .; Sefzick, T. (2012-03-16). "Zachycený antihydrogen v základním stavu". Dopisy o fyzické kontrole. 108 (11): 113002. arXiv:1201.2717. Bibcode:2012PhRvL.108k3002G. doi:10.1103 / PhysRevLett.108.113002. PMID  22540471.
  15. ^ DiSciacca, J .; Gabrielse, G. (10.04.2012). "Přímé měření magnetického momentu protonu". Dopisy o fyzické kontrole. 108 (15): 153001. arXiv:1201.3038. Bibcode:2012PhRvL.108o3001D. doi:10.1103 / PhysRevLett.108.153001. PMID  22587247.
  16. ^ DiSciacca, J .; Marshall, M .; Marable, K .; Gabrielse, G .; Ettenauer, S .; Tardiff, E .; Kalra, R .; Fitzakerley, D. W. (2013-03-25). „Měření antiprotonového magnetického momentu jednou částí“. Dopisy o fyzické kontrole. 110 (13): 130801. arXiv:1301.6310. Bibcode:2013PhRvL.110m0801D. doi:10.1103 / PhysRevLett.110.130801. PMID  23581304.
  17. ^ "Fyzici měří magnetický moment jedné části antihmoty | Fyzika | Sci-News.com". www.sci-news.com. Citováno 2015-11-20.
  18. ^ Odom, B .; Hanneke, D .; D’Urso, B .; Gabrielse, G. (2006-07-17). „Nové měření elektronového magnetického momentu pomocí jednoelektronového kvantového cyklotronu“. Dopisy o fyzické kontrole. 97 (3): 030801. Bibcode:2006PhRvL..97c0801O. doi:10.1103 / PhysRevLett.97.030801. PMID  16907490.
  19. ^ Schwarzschild, Bertram (01.08.2006). "Gyromagnetický poměr osamoceného zachyceného elektronu je měřen na lepší hodnotu než část na bilion". Fyzika dnes. 59 (8): 15–17. Bibcode:2006PhT .... 59h..15S. doi:10.1063/1.2349714. ISSN  0031-9228.
  20. ^ Spolupráce, ACME; Baron, J .; Campbell, W. C .; DeMille, D .; Doyle, J. M .; Gabrielse, G .; Gurevich, Y. V .; Hess, P. W .; Hutzler, N. R. (2014-01-17). "Řádově menší limit elektrického dipólového momentu elektronu". Věda. 343 (6168): 269–272. arXiv:1310.7534. Bibcode:2014Sci ... 343..269B. doi:10.1126 / science.1248213. ISSN  0036-8075. PMID  24356114.
  21. ^ "'Dokonalá elektronová kulatost modřin Supersymetrie: DNews ". DNews. Citováno 2015-11-14.
  22. ^ Brown, Lowell S .; Gabrielse, Gerald (01.04.1982). "Přesná spektroskopie nabité částice v nedokonalé Penningově pasti". Fyzický přehled A. 25 (4): 2423–2425. Bibcode:1982PhRvA..25.2423B. doi:10.1103 / PhysRevA.25.2423.
  23. ^ Gabrielse, G. (2009-01-15). "Skutečná frekvence cyklotronu pro částice a ionty v Penningově pasti". International Journal of Mass Spectrometry. 279 (2–3): 107–112. Bibcode:2009 IJMSp.279..107G. doi:10.1016 / j.ijms.2008.10.015.
  24. ^ Gabrielse, G. (2009-04-27). „Proč je možná hmotnostní spektrometrie s postranním pásmem s ionty v pastě?“ Dopisy o fyzické kontrole. 102 (17): 172501. Bibcode:2009PhRvL.102q2501G. doi:10.1103 / PhysRevLett.102.172501. PMID  19518777.
  25. ^ Gabrielse, G .; Tan, J. (1988-05-15). "Supravodivé solenoidové systémy s vlastním stíněním". Journal of Applied Physics. 63 (10): 5143–5148. Bibcode:1988JAP .... 63,5143G. doi:10.1063/1.340416. ISSN  0021-8979.
  26. ^ „Cena za vynikající absolventy: Gerald Gabrielse '73“ (PDF). Harvardská Univerzita. Citováno 2018-12-16.
  27. ^ „Diskuse: Bůh antihmoty - Gerald Gabrielse“. www.faraday.st-edmunds.cam.ac.uk. Archivovány od originál dne 04.03.2016. Citováno 2015-11-14.
  28. ^ A b "| College of Science, Texas A&M University". www.science.tamu.edu. Citováno 2015-11-14.
  29. ^ L.J. Lapidus, D. Enzer a G. Gabrielse (02.08.1999). „Stochastické fázové přepínání parametricky poháněného elektronu v Penningově pasti“ (PDF). Physical Review Letters, sv. 83 č. 5 899.
  30. ^ „APS: Fyzika v hlavním vysílacím čase: V terénu“. blogs.nature.com. Citováno 2015-11-14.
  31. ^ „Příjemce ceny“. www.aps.org. Citováno 2015-11-14.
  32. ^ "Calvin College". www.calvin.edu. Citováno 2015-11-14.
  33. ^ „Gerald Gabrielse“. www.nasonline.org. Citováno 2015-11-14.

externí odkazy