James P. Gordon - James P. Gordon

James P. Gordon
James P Gordon.jpg
James P. Gordon (1928–2013)
narozený(1928-03-20)20. března 1928
New York City, New York
Zemřel21. června 2013(2013-06-21) (ve věku 85)
Manhattan, New York, New York
NárodnostSpojené státy
Alma materColumbia University
Massachusetts Institute of Technology
Vědecká kariéra
PoleFyzika
InstituceBell Labs
Doktorský poradceCharles Hard Townes

James Power Gordon (20.03.1928 - 21 června 2013) byl americký fyzik známý svou prací v oblastech optika a kvantová elektronika. Mezi jeho příspěvky patří návrh, analýza a konstrukce prvního maser v roce 1954 jako doktorand na Columbia University pod dohledem C. H. Townes, vývoj kvantového ekvivalentu Shannon je informační kapacita vzorec v roce 1962, vývoj teorie difúze atomů v optické pasti (společně s A. Ashkin ) v roce 1980 a objev toho, co je nyní známé jako Gordon-Hausův efekt v soliton přenos, společně s H. A. Haus v roce 1986. James P. Gordon byl členem National Academy of Engineering (od roku 1985) a Národní akademie věd (od roku 1988).

Životopis a osobní život

J. P. Gordon se narodil v roce Brooklyn, New York, 20. března 1928, a byl vychován v Forest Hills, Queens a Scarsdale, New York.[1] Jeho otec, Robert S. Gordon, byl právník a pracoval jako viceprezident a hlavní právní zástupce pro National Dairy, nyní Kraftco. Gordon navštěvoval střední školu v Scarsdale a Akademie Phillips Exeter (Třída 1945). V roce 1949 získal bakalářský titul z Massachusetts Institute of Technology (MIT) a připojil se k fyzikálnímu oddělení Columbia University jako postgraduální student. Magisterské a doktorské studium fyziky získal v letech 1951 a 1955. V rámci doktorského výzkumu navrhl, vytvořil a demonstroval úspěšný provoz prvního masera společně s Herbert J. Zeiger a se svým doktorským poradcem Charles H. Townes. Vynález masera získal Nobelovu cenu za fyziku, kterou C.H. Města sdíleli v roce 1964 s ruskými vědci N. Bassov a A. Prochorov. Od roku 1955 až do svého odchodu do důchodu v roce 1996 pracoval James P. Gordon jako vědecký pracovník v AT&T Bell-Laboratories, kde v letech 1958–1980 vedl oddělení výzkumu kvantové elektroniky, původně umístěné v Murray Hill a později v Holmdel Township, a to jak ve státě New Jersey. V letech 1962-1963 strávil jeden rok jako hostující profesor na University of California, San Diego.

V roce 1960 se oženil se Susannou Bland Waldnerovou, bývalou počítačovou programátorkou Bell-Labs. Pár měl tři děti: James Jr., Susanna a Sara. Obyvatel Rumson, New Jersey, zemřel ve věku 85 let 21. června 2013 v nemocnici v New Yorku na rakovinu.[1][2]

Kromě své vědecké kariéry hrál Gordon platformní tenis poté, co vyhrál národní mistrovství USA ve čtyřhře mužů v roce 1959, a smíšené čtyřhře v letech 1961 a 1962.[3][4]

Gordonův bratr Robert S. Gordon Jr. (1926-1984) založil kliniku Cholera ve východním Pákistánu, kde významně přispěl ke studiu této nemoci. Gordonova přednáška v epidemiologii je každoroční ocenění na jeho počest, udělené Národními instituty zdraví (NIH).[5]

Vědecká činnost

Lasery a rezonátory

Obrázek Jamese P. Gordona s Charlesem H. Townesem za komponenty masera, na výstavě v Národním muzeu amerických dějin, Washington, DC, USA.

Během doktorského studia u C.H. Townes na Kolumbijské univerzitě pracoval Gordon na návrhu, analýze a konstrukci maseru.[6] Tato práce přinesla první prototyp toho, co se později vyvinulo v laser (původně nazývaný `` optický masér``) a stal se jedním z nejdůležitějších pracovních koní v technologii 20. století.[7] Gordonův pozdější příspěvek k laserům zahrnoval analýzu konfokálního nebo zakřiveného zrcadlového laserového rezonátoru. Spojil se s G. Boydem, aby do studia rezonátorů zavedl koncept hermite-gaussovských režimů[8] ovlivnění veškerého následného výzkumu prováděného na laserových rezonátorech. Ve své práci s R.L.Forkem a O.E. Martinez v roce 1994, byl navržen mechanismus pro generování laditelné negativní disperze pomocí párů hranolů. Tento vynález byl nástrojem pro dosažení ultrakrátkých laserových pulzů, kritických v mnoha aplikacích využívajících laserovou technologii.[9]

Kvantové informace

V roce 1962 Gordon studoval důsledky kvantové mechaniky na Shannonovu informační kapacitu.[10] Poukázal na hlavní účinky kvantování a předpokládal kvantový ekvivalent Shannonova vzorce pro informační kapacitu kanálu.[11] Gordonova domněnka, později prokázána Alexander Holevo a známé jako Holevova věta, se stal jedním z ústředních výsledků v moderní oblasti kvantová informace teorie.[12] Ve své práci s W.H. Louisell publikoval v roce 1966, Gordon se zabýval problémem měření v kvantové fyzice, se zaměřením zejména na simultánní měření noncommuting pozorovatelných.[13] Koncept „operátora měření“, který byl v této práci představen, byl časnou verzí toho, co se v současnosti označuje jako míra pozitivního operátora (POVM) v kontextu teorie kvantového měření. Po svém odchodu do důchodu se Gordon znovu zabýval tématem kvantových informací a jeden rok po jeho smrti vyšel v arxivu jeho poslední příspěvek na toto téma s názvem `` Komunikace a měření``.[14]

Difúze atomu

Po připojení Arthur Ashkin Snahy manipulovat s mikročásticemi pomocí laserových paprsků, Gordon napsal první teorii popisující radiační síly a momenty v dielektrických médiích.[15] Později společně s Ashkinem vymodeloval pohyb atomů v radiační pasti.[16] Tato práce spolu s Ashkinovými experimenty byla základem toho, co se později vyvinulo do oblastí zachycování atomů a optická pinzeta.

Solitony a optická komunikace

Hodně z Gordonovy pozdější kariéry se soustředilo na studium přenosu solitonu v optických vláknech. Ohlásil první experimentální pozorování solitonů v optických vláknech v článku spoluautorem s R.H.Stolenem a L.F.Mollenauerem.[17] V seminární práci z roku 1986 Gordon vysvětlil a formuloval teorii solitonového autofrekvenčního posunu, která byla pozorována před experimenty.[18] Ve stejném roce spolu s Prof. H. A. Haus Massachusettského technologického institutu (MIT) předpovídal a kvantifikoval efekt časování a chvění vyplývající z vazby mezi solitony a šumem optického zesílení v zesílených optických systémech.[19] Ukázalo se, že tento efekt je jedním z nejzásadnějších faktorů při určování výkonu solitonových systémů a nyní je obecně uznáván jako Gordon-Hausův efekt.[20] V roce 1990 J.P.Gordon a L.F.Mollenauer předpovídali a analyzovali zesílení fázového šumu v důsledku optické nelinearity vláken.[21] Tento jev, často označovaný jako Gordon-Mollenauerův jev, byl klíčovým faktorem v prevenci použití solitonů v koherentní optické komunikaci.

Gordonův poslední významný příspěvek do oblasti komunikace pomocí optických vláken spočíval v matematické formulaci fenoménu rozptyl polarizačního režimu (PMD), který představuje jeden z nejdůležitějších faktorů při určování výkonu systémů z optických vláken. Jeho papír, spoluautorem H. Kogelnik, se objevila ve sborníku Národní akademie věd a formulace v ní uvedená se stala standardem v mnoha následujících textech zabývajících se polarizačními jevy v optických vláknech.[22]

Společnosti a vyznamenání

Reference

  1. ^ A b Martin, Douglas. „James Gordon umírá ve věku 85 let; dlážděná cesta pro laser“, The New York Times, 27. července 2013. Zpřístupněno 29. července 2013.
  2. ^ „James P. Gordon, známý fyzik, zemřel ve věku 85 let“. APLIKACE. 26. června 2013.
  3. ^ Seznam národních šampionů čtyřhry mužů v Platform Tennis
  4. ^ Seznam národních šampionů smíšené čtyřhry v platformě Tennis
  5. ^ Gordonova přednáška v epidemiologii
  6. ^ Gordon, J. P .; Zeiger, H. J .; Townes, C. H. (1955-08-15). „Maser - nový typ mikrovlnného zesilovače, frekvenčního standardu a spektrometru“. Fyzický přehled. Americká fyzická společnost (APS). 99 (4): 1264–1274. doi:10.1103 / fyzrev.99.1264. ISSN  0031-899X.
  7. ^ Gordon, James P. (2010-05-01). „Úvahy o prvním maserovi“. Novinky v oblasti optiky a fotoniky. Optická společnost. 21 (5): 34-41. doi:10.1364 / opn.21.5.000034. ISSN  1047-6938.
  8. ^ Boyd, G. D .; Gordon, J. P. (1961). "Konfokální multimode rezonátor pro milimetr prostřednictvím optických vlnových délek". Technický deník Bell System. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 40 (2): 489–508. doi:10.1002 / j.1538-7305.1961.tb01626.x. ISSN  0005-8580.
  9. ^ Brabec, Thomas; Krausz, Ferenc (01.04.2000). „Intenzivní laserová pole s několika cykly: Hranice nelineární optiky“. Recenze moderní fyziky. Americká fyzická společnost (APS). 72 (2): 545–591. doi:10.1103 / revmodphys.72.545. ISSN  0034-6861.
  10. ^ Gordon, J. (1962). "Kvantové efekty v komunikačních systémech". Sborník IRE. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 50 (9): 1898–1908. doi:10.1109 / jrproc.1962.288169. ISSN  0096-8390. S2CID  51631629.
  11. ^ Gordon, J.P .; Miles, P.A. (1964). Kvantová elektronika a koherentní světlo. Sborník příspěvků z Mezinárodní školy fyziky Enrica Fermiho, kurz XXXI. New York: Akademický tisk. str. 156 - 181. OCLC  500770.
  12. ^ Holevo, A.S. (1998). "Kapacita kvantového kanálu s obecnými stavy signálu". Transakce IEEE na teorii informací. 44 (1): 269–273. arXiv:quant-ph / 9611023. doi:10.1109/18.651037. ISSN  0018-9448.
  13. ^ Simultánní měření nespolehlivých pozorovatelných, J. P. Gordon a W. H. Louisell, Physics of Quantum Electronics, P. L. Kelley, M. Lax a P. E. Tannenwald, Eds. New York: McGraw-Hill, 1966, str. 833-840.
  14. ^ Komunikace a měření: J.P. Gordon, arXiv: 1407.1326 [quant-ph] (2014).
  15. ^ Gordon, James P. (01.07.1973). „Radiační síly a momenty v dielektrických médiích“. Fyzický přehled A. Americká fyzická společnost (APS). 8 (1): 14–21. doi:10.1103 / physreva.8.14. ISSN  0556-2791.
  16. ^ Gordon, J. P .; Ashkin, A. (01.05.1980). „Pohyb atomů v radiační pasti“. Fyzický přehled A. Americká fyzická společnost (APS). 21 (5): 1606–1617. doi:10.1103 / physreva.21.1606. ISSN  0556-2791.
  17. ^ Mollenauer, L. F .; Stolen, R. H .; Gordon, J. P. (1980-09-29). "Experimentální pozorování zúžení pikosekundového pulsu a solitonů v optických vláknech". Dopisy o fyzické kontrole. Americká fyzická společnost (APS). 45 (13): 1095–1098. doi:10.1103 / physrevlett.45.1095. ISSN  0031-9007.
  18. ^ Gordon, J. P. (01.10.1986). "Teorie solitonového autofrekvenčního posunu". Optická písmena. Optická společnost. 11 (10): 662–4. doi:10,1364 / ol. 11 000662. ISSN  0146-9592. PMID  19738721.
  19. ^ Gordon, J. P .; Haus, H. A. (10.10.1986). "Náhodný chod koherentně zesílených solitonů v přenosu optickým vláknem". Optická písmena. Optická společnost. 11 (10): 665–7. doi:10,1364 / ol. 11.000665. ISSN  0146-9592. PMID  19738722.
  20. ^ Agrawal, G.P. (1995). Nelineární vláknová optika (2. vyd.). New York: Akademický tisk. ISBN  978-0123958211.
  21. ^ Gordon, J. P .; Mollenauer, L. F. (01.12.1990). "Fázový šum ve fotonických komunikačních systémech využívajících lineární zesilovače". Optická písmena. Optická společnost. 15 (23): 1351–3. doi:10,1364 / ol.15.001351. ISSN  0146-9592. PMID  19771087.
  22. ^ Gordon, J. P .; Kogelnik, H. (2000-04-25). „Základy PMD: disperze polarizačního režimu v optických vláknech“. Sborník Národní akademie věd. 97 (9): 4541–4550. doi:10.1073 / pnas.97.9.4541. ISSN  0027-8424. PMC  34323. PMID  10781059.

externí odkazy