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
Zemřel 21. června 2013 (2013-06-21)(ve věku 85)
Manhattan, New York, New York
Národnost Spojené státy
Alma mater Technologický institut Columbia University
Massachusetts
Vědecká kariéra
Pole Fyzika
Instituce Bell Labs
Doktorský poradce Charles Hard Townes

James Power Gordon (20. března 1928 - 21. června 2013) byl americký fyzik známý svou prací v oblasti optiky a kvantové elektroniky . Jeho příspěvky zahrnují návrh, analýzu a výstavbu první maser v 1954 jako doktorský student na Columbia University pod vedením CH Townes , vývoj pomocí stupnice ekvivalent Shannon ‚s informační kapacity vzorce v roce 1962, vývoj teorie pro difúze atomů v optické pasti (společně s A. Ashkinem ) v roce 1980 a objev toho, co je nyní známé jako Gordon-Hausův efekt v solitonovém přenosu, společně s HA Hausem v roce 1986. Gordon byl členem Národní akademie inženýrství (od roku 1985) a Národní akademie věd (od roku 1988).

Životopis a osobní život

JP Gordon se narodil v Brooklynu v New Yorku 20. března 1928 a byl vychován ve Forest Hills, Queens a Scarsdale, New York . Jeho otec, Robert S.Gordon, byl právník a pracoval jako viceprezident a generální rada pro National Dairy, nyní Kraftco. Gordon navštěvoval Scarsdale High School a Phillips Exeter Academy (třída 1945). V roce 1949 získal bakalářský titul na Massachusettském technologickém institutu (MIT) a jako postgraduální student nastoupil na fyzikální oddělení Kolumbijské univerzity . Získal magisterský a doktorský titul z fyziky v roce 1951, respektive 1955. V rámci svého doktorského výzkumu navrhl, postavil a předvedl úspěšnou činnost prvního masera společně s Herbertem J. Zeigerem a se svým doktorským poradcem Charlesem H. Townesem . Vynález masera získal Nobelovu cenu za fyziku, o kterou se CH Townes v roce 1964 podělil s ruskými vědci N. Bassovem a A. Prokhorovem . Počínaje rokem 1955 a až do svého odchodu do důchodu v roce 1996 pracoval Gordon jako vědec ve společnosti AT&T Bell-Laboratories, kde v letech 1958 až 1980 vedl oddělení výzkumu kvantové elektroniky, které se původně nacházelo v Murray Hill a později v Holmdel Township , a to jak v stát New Jersey. V letech 1962–1963 strávil rok jako hostující profesor na Kalifornské univerzitě v San Diegu .

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

Kromě své vědecké kariéry hrál Gordon platformový tenis , když v roce 1959 vyhrál americký národní šampionát ve čtyřhře mužů a v letech 1961 a 1962 ve smíšené čtyřhře.

Gordonův bratr Robert S. Gordonova přednáška z epidemiologie je každoroční ocenění na jeho počest, které uděluje National Institutes of Health (NIH).

Vědecká činnost

Lasery a rezonátory

Obrázek Jamese P. Gordona s Charlesem H. Townesem za součástmi maseru na výstavě v Národním muzeu americké historie, Washington, DC, USA.

Během doktorského studia u CH Townes na Kolumbijské univerzitě pracoval Gordon na návrhu, analýze a konstrukci maseru. Tato práce vytvořila první prototyp toho, co se později vyvinulo v laser (původně nazývaný „optický maser“) a stal se jedním z nejdůležitějších pracovních koní v technologii 20. století. Gordonův pozdější příspěvek k laserům zahrnoval analýzu konfokálního nebo zakřiveného zrcadlového laserového rezonátoru. Spojil se s G. Boydem, aby do studie rezonátoru zavedl koncept Hermite-Gaussových režimů, což ovlivnilo veškerý následný výzkum prováděný na laserových rezonátorech. V jeho práci s RL Fork a OE Martinez v roce 1994 byl navržen mechanismus pro generování laditelné negativní disperze pomocí párů hranolů. Tento vynález byl nápomocen při dosahování ultrakrátkých laserových impulsů, kritických v mnoha aplikacích využívajících laserovou technologii.

Kvantové informace

V roce 1962 Gordon studoval důsledky kvantové mechaniky na Shannonovu informační kapacitu. Poukázal na hlavní efekty kvantování a odhadl kvantový ekvivalent Shannonova vzorce pro informační kapacitu kanálu. Gordonova domněnka, později prokázaná Alexandrem Holevem a známá jako Holevoova věta , se stala jedním z ústředních výsledků v moderní oblasti kvantové informační teorie. Ve své práci s WH Louisell publikované v roce 1966 se Gordon zabýval problémem měření v kvantové fyzice, přičemž se zaměřil zejména na simultánní měření noncommuting pozorovatelných. Pojem „operátor měření“, který byl v této práci představen, byl ranou verzí toho, co je v současné době v kontextu teorie kvantového měření označováno jako POVM (positive-Operator Value) . Po jeho odchodu do důchodu se Gordon znovu zabýval tématem kvantových informací a jeho poslední článek na toto téma s názvem „Komunikace a měření“ byl publikován na arxivu rok po jeho smrti.

Atomová difúze

Poté, co se připojil k úsilí Arthura Ashkina manipulovat mikročástice pomocí laserových paprsků, napsal Gordon první teorii popisující radiační síly a hybnost v dielektrických médiích. Později společně s Ashkinem modeloval pohyb atomů v radiační pasti. Tato práce spolu s Ashkinovými experimenty byla základem toho, co se později vyvinulo do polí zachycování atomů a optických pinzet .

Solitony a optické komunikace

Velká část Gordonovy pozdější kariéry se zaměřila na studium solitonového přenosu v optických vláknech. Ohlásil první experimentální pozorování solitonů v optických vláknech na papíru, jehož spoluautorem jsou RH Stolen a LF Mollenauer. V klíčovém příspěvku z roku 1986 Gordon vysvětlil a zformuloval teorii solitonového posunu vlastní frekvence, která byla pozorována před experimenty. Ve stejném roce společně s prof. HA Hausem z Massachusettského technologického institutu (MIT) předpověděl a kvantifikoval časovací a jitterový efekt vyplývající ze spojení mezi solitony a šumem optického zesílení v zesílených optických systémech. Tento efekt byl prokázán jako jeden z nejzákladnějších faktorů při určování výkonnosti solitonových systémů a nyní je široce uznáván jako Gordon-Hausův efekt. V roce 1990 Gordon a Mollenauer předpovídali a analyzovali zlepšení fázového šumu v důsledku optické nelinearity vláken. Tento jev, často označovaný jako Gordon-Mollenauerův efekt, byl klíčovým faktorem při prevenci používání solitonů v koherentní optické komunikaci.

Gordonův poslední hlavní příspěvek k oblasti komunikace s optickými vlákny byl v matematické formulaci jevu disperze polarizačního režimu (PMD), který představuje jeden z nejdůležitějších faktorů při určování výkonnosti systémů optických vláken. Jeho práce, spoluautorem H. Kogelnika , se objevila ve sborníku Národní akademie věd a formulace v ní prezentovaná se stala standardem v mnoha dalších textech zabývajících se polarizačními jevy v optických vláknech.

Společnosti a vyznamenání

Reference

externí odkazy