Johndale Solem - Johndale Solem

Johndale C. Solem
Johndale Solem September 2014.jpg
Slavnost v září 2014
narozený1941 (věk 78–79)
Národnostamerický
Alma materuniverzita Yale
Vědecká kariéra
PoleAtomová a jaderná experimentální a teoretická fyzika
InstituceNárodní laboratoř Los Alamos
Doktorský poradceGlen A. Rebka, Jr.

Johndale C. Solem (narozen 1941) je Američan teoretický fyzik a člen Národní laboratoř Los Alamos. Solem je autorem nebo spoluautorem více než 185 technických prací v mnoha různých vědeckých oborech.[1] Je známý svou prací na vyhýbání se srážkám komet nebo planetek se Zemí a na pohonu mezihvězdných kosmických lodí.

Vzdělání a kariéra

Na univerzita Yale, Johndale C. Solem získal titul B.S. cum laude ve fyzice v roce 1963 a jeho Ph.D. ve fyzice v roce 1968. Jeho Ph.D. diplomová práce pod Glen A. Rebka, Jr. byl na dynamická nukleární polarizace v hydridu deuteria. Poté nastoupil do teoretické divize vědecké laboratoře v Los Alamos (později známé jako Národní laboratoř Los Alamos ) v Novém Mexiku (1969-2000).

Souběžně se svým výzkumem zastával Solem několik řídících funkcí (1971-1988). Některá jeho jmenování byla: Vedoucí skupiny fyziky termonukleárních zbraní, vedoucí skupiny fyziky neutronů, vedoucí skupiny fyziky vysokých energií, zástupce vedoucího divize fyziky a vedoucí teorie přidružené divize.

Krátce po rozpadu Sovětského svazu vedl Solem americkou a ruskou společnou spolupráci vědců ve snaze získat dobrou vědu a zlepšit vztahy mezi USA a Ruskem.[2]

Solem sloužil na Vědecká poradní rada letectva USA (1971-1978) a několik výborů DoD a DOE poskytujících poradenství v oblasti vědecké politiky. Byl zástupcem Los Alamos pro národní studii plánování obrany raketových systémů Site Defense Systems. Působil ve výboru pro přezkum programu zbraní v Los Alamos a ve výborech na vysoké úrovni, které určovaly směr vývoje jaderných zbraní (1971-1988). Solem stál v čele postdoktorandského výzkumného programu Los Alamos (1972-1978) a vytvořil chartu programu, která stále platí.

Zatímco konzultant pro RAND Corporation v Santa Monice v Kalifornii (1987-2005) řídil výzkum antihmotové technologie a mikrorobotiky, stejně jako otázky národní bezpečnosti. Jako konzultant University of Illinois v Chicagu (1987-1988), jeho výzkum zahrnoval rentgenové lasery a mikroholografie.

Vědecké příspěvky

Výzkumné aktivity společnosti Solem zahrnovaly experimentální, výpočetní a teoretická fyzika a matematika, stejně jako další oblasti vědy, včetně magnetismu; transport částic a záření; fyzika plazmatu; nukleární fyzika; teorie jaderných výbušnin; stavové rovnice; umělá inteligence a robotika; výpočetní věda; rentgenová mikroholografie; antiprotonová věda a technologie; matematická fyzika; astrofyzika; exotické metody pohonu kosmických lodí; základy kvantové mechaniky; a teorie laseru, zejména pokud jde o koncepční návrhy pro gama laser.

Komety a asteroidy

Solemova práce na zachycení a odklon komet a asteroidů při kolizním kurzu se Zemí (1993a, 2000) také vedlo k a teorie původu tvaru sutinových hromádkových asteroidů. Jeho analytická teorie rozpadu komet planetárními slapovými silami vyústilo v jeho výpočet průměru a hustoty mateřské komety Shoemaker-Levy 9, jak tomu bylo před rozpadem v přílivovém poli Jupitera v roce 1994 (1994a).[3]

Impulzní pohon jaderné plazmy pro meziplanetární cestování vesmírem

Solemův výzkum meziplanetárního cestování vyvrcholil jeho Koncept MEDUSA, kosmická loď s jaderným výbušninou pro meziplanetární kosmické lety (1994b). Gregory Matloff řekl, že to bylo „překvapivý [pohonný] koncept což by mohlo výrazně snížit hmotnost kosmické lodi. “[4] Koncept inspiroval výzkum a zpracování leteckou komunitou.[5][6][7]

Na příkaz NASA Breakthrough Propulsion Physics Project, Solem zkoumal, zda by mezihvězdná sonda poháněná jaderným externím pulzním plazmatem (EPPP) mohla dosáhnout Alpha Centauri za 40 let, což je průměrná délka kariéry vědce. Nebylo možné najít žádné schéma, dokonce ani s komplikovaným stagingem, které by mohlo takové vozidlo zrychlit mnohem nad 1% rychlosti světla.[8]

Kvantová mechanika

Solem objevil podivná polarizace atomu vodíku který na rozdíl od intuice řídil elektronové dráhy kolmé na aplikované elektrické pole (1987).

Vysvětlil interpretace geometrické fáze v kvantové mechanice prokázáním neplatnosti superpozice kvantových stavů, rozdíl mezi paprsky a vektory v projektivním Hilbertově prostoru a význam výsledných singularit (1993b). Pomocí symetrie Keplerova orbitálního problému v operátorském formalismu pro klasickou i kvantovou mechaniku předpověděl Solem dříve neznámý proces elastického rozptylu který otočí lineární polarizaci rozptýleného fotonu o ½ (1997a).

Mechanika kontinua

Solem zkoumal základní povahu pěn pod tlakem a ukázal obecný vztah hyperbolického napětí-deformace (1999).

Fyzikální a chemické jevy při extrémně vysokých magnetických polích

Solem poskytl vedení řadě průkopnických experimentů známých jako Dirac Project,[2] které používaly kondenzátorové banky a rusky navržené a postavené zařízení pro stlačení toku s vysokou explozí zkoumat fyzikální a chemické jevy při extrémně vysokých magnetických polích a tlacích (1997b). Těmito experimenty byla mezinárodní spolupráce vědců z Ruska, Německa, Japonska, Austrálie, Belgie, několika amerických univerzit a národní laboratoře Los Alamos.

Gama paprskové lasery

Společnost Solem přispěla k mnoha inovacím v gama laser (graser) výzkum, publikování více než tuctu článků za období dvaceti let.

Laserem řízené rázové vlny

Solem a kolegové vystupovali první laserem řízené experimenty na struktuře rázových vln (1977, 1978) a první experimenty s impedanční shodou.

Pokročilé lasery extrémně krátkých vlnových délek

Během studijního pobytu na Illinoiské univerzitě v Chicagu (1987-1988) se Solem věnoval výzkumu s akademickými kolegy, aby zjistili limity počínaje velkým krypton-fluoridovým excimerovým laserem v laserové laboratoři univerzity, který by produkoval krátké intenzivní pulsy 248 -nm záření. On a jeho kolegové to vyšetřovali mnohoelektronové pohyby v multiphotonové ionizaci a excitaci, produkce páté harmonické v neonu a argonu, procesy silného pole v ultrafialovém záření, generování velmi krátkých vlnových délek v BaF2, který produkoval rentgenové záření 9-13 Å a distribuce kinetické energie iontových fragmentů produkovaných subpikosekundovou multiphotonovou ionizací N2 (1988a, 1989b, 1991a).

Rentgenová mikroholografie

Solem napsal příspěvek použití rentgenové mikroholografie k zobrazování biologických vzorků (1982). Výsledkem je, že tato raná práce pokračovala ve výzkumu rentgenové holografie na University of California v Berkeley, University of Illinois, Lawrence Livermore National Laboratory, průmyslových firmách a ve Francii a Německu. Solem poznamenal, že použitím intenzivních pulzních koherentních rentgenových zdrojů je možné získat zvětšené trojrozměrné obrazy elementárních biologických struktur v živém stavu (1996a).

Teorie vysoce intenzivního automatického směrování laserového paprsku

Zatímco na Illinoiské univerzitě v Chicagu, Solem a jeho kolegové se vyvinuli analytická teorie automatického směrování náboje a přemístění jako mechanismus k rozšíření atomových laserů na vyšší kvantovou energii a poté tuto teorii rozšířil o vývoj laboratorních rentgenových laserů řady KeV (1989c, 1994d).

Robotika

Solem vytvořen programovací jazyk na vysoké úrovni pro ovládání osobních robotů.[9] Kromě zahájení laboratorního programu v oblasti umělé inteligence a robotiky provedl Solem „průkopnické“[10] výpočty na pohyblivost mikrorobotů (1994e). Ukázal unikátní mechanismy pro vlastní montáž pohyblivých mikrorobotů na základě platonických pevných látek, zejména dodekaedru, který se může sestavit do šroubovice vhodné pro pohon při vysokém Reynoldsově čísle (2002). Popsal několik mikroroboty pro vojenské aplikace (1996b).

Pokročilé počítače

Kromě organizace a vedení vývoje několika rozsáhlých počítačových kódů pro fyzikální aplikace vyvinul Solem koncept masivně paralelní superpočítačové architektury specializovaný na Monte Carlo řešení integro-diferenciálních rovnic (1985a, 1985b).

Národní obranná politika

Solem vyvinul nápady týkající se jaderné zastrašování pro národní obrannou politiku (1974, 1981b).

Výzkum jaderné technologie a čistá jaderná fúze

Solem přispěl nápady na použití beta-částicová spektroskopie k měření procesů míchání v mikrokapslích National Ignition Facility (NIF) (2006).

Univerzální původ života

Solem pracoval univerzální, astrofyzikálně založená teorie původu života přirozenými procesy vznikajícími z neživé hmoty počínaje minimem možných informací nebo minimálním možným odklonem od termodynamické rovnováhy spolu s termodynamicky volnou energií. Vyvinul základní fyzikální kritéria pro minimální velikost nezbytnou pro molekuly, aby se mohly samy replikovat (2003a).

Věda a technologie antihmoty

Společnost Solem vypracovala techniky pro použití velmi malého množství antiprotonů uložených v Penningově pasti nebo podobném paměťovém zařízení s nabitými částicemi k provádění Lilliputianových experimentů ve fyzice s vysokou hustotou energie, včetně měření opacity a rovnice stavu (1988b, 1990).

Pracoval dál pohon kosmické lodi pomocí antihmoty. Vyvinul re-entrant- systém pro efektivní využívání systému antiprotonová anihilační energie (1991b), při konzultacích se společností RAND Corporation.

Matematika

Společnost Solem spolupracovala na vývoji pseudo charakteristických funkcí konvexních mnohostěnů, což je výsledek poskytující rychlé regionální umístění částic ve výpočtech Monte Carlo (2003b).

Citované dokumenty

Vyznamenání a ocenění

  • Fellow of Los Alamos National Laboratory (1996)[11]
  • Los Alamos Fellows Award za specializované služby jako koordinátor Fellows (1999-2000)
  • Cena vynikajícího mentora, Los Alamos National Laboratory (2002)
  • Cena za vynikající výkon, Národní laboratoř Los Alamos (1991)
  • Sigma Xi (1963)

Patenty drženy

Reference

  1. ^ „Google Scholar - Johndale C. Solem“. Citováno 2016-10-04.
  2. ^ A b "Řada Dirac ", (1996). Věda Los Alamos 24: 68-71. Citováno 2016-10-03.
  3. ^ David Taylor s Martyn Ives (spisovatelé, producenti, režiséři) (1996). 3 minuty do dopadu (Speciální televizní věda). Kráter Meteor, Barringer, Arizona; Uluru / Ayers Rock, národní park Uluru-Kata Tjuta, Severní teritorium, Austrálie: York Films of England pro Discovery Channel. Citováno 2016-10-03.
  4. ^ Matloff, Gregory L. (2005). Sondy hlubokého vesmíru: Do vnější sluneční soustavy a dále. Springer Praxis Books. ISBN  978-3540247722. Citováno 2016-10-03.
  5. ^ Gilster, Paul (2004). Centauri Dreams: Imagining and Planning Interstellar Exploration. Copernicus Books, Atlanta Book Company. str. 86. ISBN  978-0387004365. Citováno 2016-01-24.
  6. ^ Martyn Ives (ředitel) (1999). Kdybychom neměli žádný měsíc (Televizní dokument). York Films of England pro Discovery Channel a Danmarks Radio (DR) a Sveriges Television (SVT). Citováno 2016-10-03.
  7. ^ Christopher Sykes (ředitel) (2003). To Mars By A-Bomb: The Secret History of Project Orion (Televizní dokument). British Broadcasting Company. Citováno 2016-10-03.
  8. ^ Millis, Mark G. (2012). "Epilog, příloha D, str. 359 " "Deep Space Propulsion: A Roadmap to Interstellar Flight ". Long, K. F. Springer Science + Business Media. Citováno 2016-10-03.
  9. ^ ACM (1982). „ANDROTEXT pro editor HERO 1 a překladač IBM PC“. Online historická encyklopedie programovacích jazyků, konference ACM o historii programovacího jazyka (HOPL). Citováno 2016-10-03.
  10. ^ Kristensen, Lars Kroll (2000). "Aintz: Studie objevujících se vlastností v modelu hledání mravenců". In Bedau, M. A .; et al. (eds.). Umělý život VII: Sborník ze sedmé mezinárodní konference o umělém životě. MIT Stiskněte. str. 359. ISBN  9780262522908. Citováno 2016-10-03.
  11. ^ „Los Alamos National Laboratory - Laboratory Fellows from 1981 to the present“. LANL. Citováno 2016-01-24.
  12. ^ „Justia Patents - Johndale C. Solem“. Citováno 2016-01-24.

Viz také