Ronald N.Bracewell - Ronald N. Bracewell

Ronald Newbold Bracewell AO (22. července 1921 - 12. srpna 2007) byl Lewis M. Terman profesorem elektrotechniky vesmíru, telekomunikací a radioscience laboratoře na Stanfordské univerzitě .

Vzdělávání

Bracewell se narodil v Sydney v roce 1921 a studoval na Sydney Boys High School . Vystudoval univerzitu v Sydney v roce 1941 titulem BSc z matematiky a fyziky, později získal tituly BE (1943) a ME (1948) s vyznamenáním první třídy a během práce na strojírenském oddělení se stal prezidentem Oxometrická společnost . Během druhé světové války navrhl a vyvinul mikrovlnné radarové zařízení v Radiofyzikové laboratoři Organizace pro vědecký a průmyslový výzkum Společenství v Sydney pod vedením Josepha L. Pawseyho a Edwarda G. Bowena a v letech 1946 až 1949 byl studentem výzkumu v Sidney Sussex. College , Cambridge , zabývající se ionosférickým výzkumem v Cavendishově laboratoři , kde v roce 1949 získal doktorát z fyziky u JA Ratcliffe .

Kariéra

Od října 1949 do září 1954 byl Dr. Bracewell vedoucím výzkumným pracovníkem Radiofyzikální laboratoře CSIRO v Sydney, zabývající se šířením velmi dlouhých vln a radioastronomií . Poté od září 1954 do června 1955 na pozvání Otto Struve přednášel radioastronomii na astronomickém oddělení Kalifornské univerzity v Berkeley a v létě 1955 na Stanfordské univerzitě a nastoupil na elektrotechnickou fakultu na Stanfordu v r. Prosince 1955.

V roce 1974 byl jmenován prvním profesorem a kolegou v elektrotechnice Lewisem M. Termanem (1974–1979). Ačkoli odešel do důchodu v roce 1979, pokračoval být aktivní až do své smrti.

Příspěvky a vyznamenání

Profesor Bracewell byl členem Královské astronomické společnosti (1950), členem a doživotním členem Institutu inženýrů elektrotechniky a elektroniky (1961), členem Americké asociace pro rozvoj vědy (1989) a spolupracoval s dalšími významné společnosti a organizace.

Za experimentální příspěvky ke studiu ionosféry pomocí velmi nízkofrekvenčních vln obdržel Dr. Bracewell v roce 1952 Duddell Premium of the Institute of Electrical Engineers, London. V roce 1992 byl zvolen do zahraničního přidruženého členství Institute of Medicine of americká národní akademie věd (1992), první Australan, který dosáhl tohoto rozdílu, za zásadní přínos lékařského zobrazování. Byl jedním ze tří oceněných v Sydney University, když byly v roce 1992 zavedeny ceny absolventů, s citací pro skenování mozku, a byl v roce 1994 držitelem medaile Heinricha Hertze z Institutu elektrických a elektronických inženýrů za průkopnickou práci v syntéze aperturní antény a rekonstrukci obrazu aplikován na radioastronomii a počítačovou tomografii. V roce 1998 byl Dr. Bracewell jmenován důstojníkem Řádu Austrálie (AO) za službu vědě v oblasti radioastronomie a rekonstrukce obrazu.

V CSIRO Radiophysics Laboratory se práce, která byla v letech 1942–1945 zařazena, objevila v tuctu zpráv. Činnosti zahrnovaly návrh, konstrukci a demonstraci zařízení pro modulaci hlasu pro 10 cm magnetron (červenec 1943), mikrovlnný triodový oscilátor na 25 cm pomocí rezonátorů s válcovou dutinou, zařízení určené pro mikrovlnný radar v terénu (wavemetr, echo box, termistor měřič výkonu atd.) a techniku ​​mikrovlnného měření. Zkušenosti s numerickým výpočtem polí v dutinách vedly po válce k titulu Master of Engineering (1948) a definitivní publikaci o krokových nespojitostech v radiálních přenosových linkách (1954).

Zatímco v Cavendish Laboratory, Cambridge (1946-1950), Bracewell pracoval na pozorování a teorii ionizace horní atmosféry, přispíval k experimentální technice (1948), vysvětloval sluneční efekty (1949) a rozlišoval dvě vrstvy pod vrstvou E (1952) , práce uznaná Duddell Premium.

Profesor Bracewell ve Stanfordu zkonstruoval mikrovlnný spektroheliograf (1961), radioteleskop skládající se z 32 10 stopových misek uspořádaných do kříže, který spolehlivě vytvářel denní teplotní mapy slunce po dobu jedenácti let, což je doba trvání slunečního cyklu. První radioteleskop, který automaticky poskytoval výstup v tištěné podobě, a proto je schopen celosvětového šíření dálnopisem, obdržel jeho denní mapy slunečního počasí od NASA uznání za podporu prvního přistání člověka na Měsíci. Následně bylo na stejném místě postaveno pět větších 60 stop talířů, které byly v roce 2006 po snaze o zachování místa nakonec odstraněny. Během ničení nádobí byl Bracewell vyslýchán.

Spolu s instrumentálními a pozorovacími dokumenty se objevilo mnoho zásadních prací o restaurování (1954–1962), interferometrii (1958–1974) a rekonstrukci (1956–1961). V roce 1961 techniky kalibrace rádiového interferometru vyvinuté pro spektroheliograf nejprve umožnily anténnímu systému s 52palcovým paprskem ventilátoru vyrovnat úhlové rozlišení lidského oka v jednom pozorování. S tímto paprskem byly přímo prokázány komponenty Cygnus A , rozmístěné 100 palců, bez nutnosti opakovaných pozorování pomocí interferometrie se syntézou aperturní syntézy s variabilním rozestupem .

Jádro extragalaktického zdroje Centaurus A bylo rozděleno na dvě oddělené složky, jejichž pravý vzestup byl přesně určen pomocí 2,3minutového paprsku ventilátoru na 9,1 cm. S vědomím, že Centaurus A byl kompozit, Bracewell použil 6,7 minut paprsek na Parkes observatoře 64 m radioteleskop 10 cm určit jednotlivé deklinací složek a tím byl první pozorovat silné polarizaci v extragalaktické zdroje (1962 ), objev zásadního významu pro strukturu a roli astrofyzikálních magnetických polí. Následná pozorování provedená v Parkes jinými pozorovateli se 14minutovými a širšími paprsky na 21 cm a delších vlnových délkách, i když nerozlišovaly součásti, byla kompatibilní se závislostí očekávanou od Faradayovy rotace, pokud by polarizačním činidlem byla magnetická pole. ${\ displaystyle \ lambda ^{2}}$

Druhý hlavní radioteleskop (1971) využívající pokročilé koncepce k dosažení úhlového rozlišení 18 sekund oblouku byl navržen a postaven ve Stanfordu a aplikován na sluneční i galaktické studie. Kalibrační techniky pro toto rozlišení s předním okrajem přešly do obecného použití v rádiové interferometrii prostřednictvím média absolventů.

Po objevu záření kosmického pozadí :

• pozoruhodná pozorovací hranice 1,7 millikelvinů, se značným teoretickým významem pro kosmologii, byla stanovena na anizotropii ve spolupráci s doktorandem EK Conklinem (1967) a nebyla zlepšována po mnoho let
• správnou teorii relativistického pozorovatele v ohradě černého těla (1968) uvedli v prvním z několika příspěvků různí autoři se stejným výsledkem
• absolutní pohyb Slunce rychlostí 308 km/s prostřednictvím záření kosmického pozadí změřil Conklin v roce 1969, několik let před nezávislým potvrzením.

S příchodem vesmírného věku se Bracewell začal zajímat o nebeskou mechaniku , prováděl pozorování radiových emisí ze Sputniku 1 a dodával tisku přesné mapy předpovídající cestu sovětských satelitů, které byly dokonale viditelné, pokud jste věděli, kdy a kde podívat se. V návaznosti na záhadný výkon Explorer I na oběžné dráze publikoval první vysvětlení (1958–59) pozorované spinové nestability satelitů, pokud jde o Poinsotův pohyb netuhého tělesa s vnitřním třením. Zaznamenal signály ze Sputniků I, II a III a diskutoval o nich z hlediska otáčení satelitu, polarizace antény a šíření ionizovaného média, zejména Faradayova jevu.

Později (1978, 1979) vynalezl rotující, nulovací , dvouprvkový infračervený interferometr vhodný pro start raketoplánu na oběžnou dráhu poblíž Jupitera s rozlišením milisekund, což by mohlo vést k objevu planet kolem hvězd jiných než slunce . Tento koncept byl vypracován v roce 1995 Angelem a Woolfem, jejichž verze vesmírné stanice se čtyřprvkovým dvojitým nulováním se stala Terrestrial Planet Finder (TPF), kandidát NASA pro zobrazování planetárních konfigurací jiných hvězd.

Zobrazování v astronomii vedlo k účasti na vývoji počítačové asistované rentgenové tomografie, kde komerční skenery rekonstruují tomografické obrazy pomocí algoritmu vyvinutého společností Bracewell pro radioastronomickou rekonstrukci ze skenování paprsků paprsků. Tento soubor prací byl uznán Lékařským institutem, cenou Univerzity v Sydney a medailí Heinricha Hertze. Služba ve zakládající redakční radě časopisu Journal for Computer-Assisted Tomography , do kterého také přispíval publikacemi, a ve vědeckých poradních radách společností zabývajících se lékařskou přístrojovou technikou udržovala Bracewellův zájem o lékařské zobrazování, které se stalo důležitou součástí jeho pravidelných absolventských přednášek o zobrazování a tvoří důležitou součást jeho textu o zobrazování z roku 1995.

Zkušenosti s optikou, mechanikou a ovládáním radioteleskopů vedly k zapojení solární termofotovoltaické energie v době energetické krize, včetně výroby levných pevných a perforovaných paraboloidních reflektorů hydraulickým nafukováním.

Bracewell je také známý tím, že jako první navrhl použití autonomních mezihvězdných vesmírných sond pro komunikaci mezi mimozemskými civilizacemi jako alternativu k dialogům rádiového přenosu. Tento hypotetický koncept byl po svém vynálezci nazván sondou Bracewell .

Fourierova analýza

V důsledku propojení obrazů s Fourierovou analýzou v roce 1983 objevil novou faktorizaci diskrétní Fourierovy transformační matice vedoucí k rychlému algoritmu pro spektrální analýzu. Tato metoda, která má výhody oproti rychlému Fourierovu algoritmu, zejména pro obrázky, je popsána v The Hartley Transform (1986), v patentu USA 4 646 256 (1987, nyní ve veřejné doméně) a ve více než 200 technických dokumentech různých autorů, které byly stimulovány objevem. V laboratoři byly předvedeny analogické metody vytváření Hartleyovy transformační roviny nejprve světlem a později mikrovlnami a umožňovaly stanovení elektromagnetické fáze pomocí detektorů čtvercového zákona . Byla objevena nová elementární reprezentace signálu, Chirpletova transformace (1991), která doplňuje Gaborovy elementární reprezentace signálů používané v dynamické spektrální analýze (s vlastností splnění minima délky šířky pásma spojeného s principem nejistoty ). Tento pokrok otevřel nové pole adaptivních dynamických spekter s širokým uplatněním v informační analýze.

Jiné zájmy

Sluneční hodiny vyrobené Bracewellem a synem, nyní na budově Huang

Bližší pohled na sluneční hodiny Bracewells, na slunci, asi ve 13 hodin, několik týdnů po zimním slunovratu

Původní deska pro sluneční hodiny, nyní dole na slunečních hodinách na budově Huang

Profesor Bracewell měl zájem zprostředkovat veřejnosti uznání role vědy ve společnosti, zmírnění účinků vědecké negramotnosti na veřejné rozhodování prostřednictvím kontaktu se skupinami absolventů a liberální vysokoškolské vzdělávání v rámci programu Astronomy Course Program and program západní kultury v hodnotách, technologii, vědě a společnosti, v obou učil několik let. V roce 1996 měl přednášku Bunyan o osudu člověka .

Zajímal se také o stromy Stanfordova kampusu a vydal o nich knihu. Vyučoval také vysokoškolský seminář s názvem I Dig Tree.

Bracewell byl také návrhářem a stavitelem slunečních hodin . On a jeho syn Mark Bracewell postavili jeden na jižní straně budovy Terman Engineering; poté, co byla tato budova zbořena, byl v inženýrském centru Jen-Hsun Huang nalezen nový domov pro sluneční hodiny se stejnou orientací . Další sluneční hodiny postavil v domě svého syna a další na palubě domu profesora Johna G. Linvilla . Na jeho počest byla postavena rádiová sluneční hodiny Bracewell ve Very Large Array .

Vybrané publikace

• Bracewell, Ronald N. a Pawsey, JL, Radio Astronomy (Oxford, 1955) (také přeloženo do ruštiny a přetištěno v Číně)
• Bracewell, Ronald N., Radiointerferometrie diskrétních zdrojů (Proceedings of the IRE, leden 1958)
• Bracewell, Ronald N., ed., Paris Symposium on Radio Astronomy, IAU Symposium no. 9 a URSI Symposium č. 1, konaný 30. července 1958 - 6. srpna 1958 (Stanford Univ. Press, Stanford, CA, 1959) (také přeloženo do ruštiny)
• Profesor Bracewell přeložil z francouzštiny Radioastronomii JL Steinberga a J. Lequeuxe (McGraw-Hill, 1963)
• Bracewell, Ronald N. (červen 1999) [1985, 1978, 1965]. Fourierova transformace a její aplikace (3 ed.). McGraw-Hill . ISBN 978-0-07303938-1. (Pozn. Druhé vydání přeloženo také do japonštiny a polštiny.)
• Bracewell, Ronald N., Stromy na kampusu ve Stanfordu (Stanford: Samizdat, 1973)
• Bracewell, Ronald N., The Galactic Club: Intelligent Life in Outer Space (Portable Stanford: Alumni Association, 1974) (také přeloženo do holandštiny, japonštiny a italštiny)
• Bracewell, Ronald N. (1986). Hartleyova transformace . Oxford Engineering Science Series. 19 (1. vyd.). New York: Oxford University Press, Inc. ISBN 0-19-503969-6. (Pozn. Přeloženo také do němčiny a ruštiny.)
• Bracewell, Ronald N., dvourozměrné zobrazování (Prentice-Hall, 1995)
• Bracewell, Ronald N., Fourierova analýza a zobrazování (Plenum, 2004)
• Bracewell, Ronald N., Trees of Stanford and Environs (Stanford Historical Society, 2005)

Příspěvky kapitol

Bracewell přispěl kapitolami k:

• Učebnice Radarové mikrovlnné transmise a teorie dutinového rezonátoru, ed. Např Bowen, 1946
• Pokroky v astronautické Sciences Satellite Rotation, ed. H. Jacobs, 1959
• Spektrum rádiového šumu opravující hlukové mapy pro šířku paprsku, ed. DH Menzel, 1960
• Modern Physics for the Engineer Radio Astronomy, ed. L. Ridenour a W. Nierenberg , 1960
• Statistické metody v teorii tolerance antény šíření rádiových vln , ed. WC Hoffman, 1960
• Pokroky v geofyzikálních satelitních studiích ionizace ve vesmíru radiem, ed. HE Landsberg, 1961 (OK Garriott a Ronald N.Bracewell)
• Handbuch der Physik Radio Astronomy Techniques, ed. S. Flugge, 1962
• Encyclopedia of Electronics Extraterrestrial Radio Noise , ed. C. Susskind, 1962
• Rozhlasové vysílání hvězd a galaxií z hlubin vesmíru, ed. Stránka TL, 1962
• Rádiové vlny a obvody Antény a zpracování dat, ed. S. Silver, 1963
• Světlo a život ve vesmíru Život v galaxii, ed. ST Butler a H. Messel, 1964
• Dalekohled Encyclopædia Britannica , Radio , 1967
• Vistas in Science The Microwave Sky, ed. David L. Arm, 1968
• Man in Inner and Outer Space The Sun (Pět kapitol), ed. H. Messel a ST Butler, 1968
• Rekonstrukce obrazu z projekcí: Implementace a aplikace Rekonstrukce obrazu v radioastronomii, ed. G. Hermann, 1979
• Annual Review of Astronomy and Astrophysics Computer Image Processing, ed. G. Burbidge a kol., 1979
• Energie pro přežití Jak to všechno začalo, Člověk líné zvíře a Energie ze slunečního světla, ed. H. Messel, 1979
• Projevy života pokročilých civilizací ve vesmíru , ed. J. Billingham, 1981
• Mimozemšťané: Kde jsou? Preemption of the Galaxy by the First Advanced Civilization, ed. MH Hart a B. Zuckerman, 1982, 1995
• Fourierova inverze nedostatku dat transformací v zpracování optického signálu , ed. WT Rhodes, JR Fienup a BEA Saleh, 1984
• Raná léta radioastronomie Počáteční práce na zobrazovací teorii v radioastronomii, ed. WT Sullivan, III, 1984
• Nepřímá zobrazovací inverze neplánovaných viditelností, ed. JA Roberts, 1984
• Fourierovy techniky a aplikace Život Josepha Fourierovy a Fourierovy techniky a aplikace, ed. JF Price, 1985
• Ročenka vlnek vědy a technologie , 1996
• Encyklopedie Fourierovy a jiné matematické transformace aplikované fyziky 1997
• Cornelius Lanczos - Shromážděné publikované příspěvky s komentáři Rychlá Fourierova transformace a vyhlazování dat analýzou a vydáním Eye ed. WR Davis a kol., 1999

Viz také

• cas (matematika)

Reference

externí odkazy

• Stanfordský webový profil
• Stanfordské oznámení o úmrtí