Чарльз Х. Таунс - Charles H. Townes

Чарльз Таунс
Чарльз Таунс.jpg
Родившийся
Чарльз Хард Таунс

( 1915-07-28 )28 июля 1915 г.
Гринвилл, Южная Каролина , США
Умер 27 января 2015 г. (2015-01-27)(99 лет)
Окленд, Калифорния , США
Национальность Американец
Альма-матер
Известен Мазеры
Лазеры
Астрофизический мазер
Инфракрасный пространственный интерферометр
Вынужденное рассеяние Бриллюэна
Ширина линии
Таунса -Шавлоу Солитон
Таунса Эффект
Аутлера-Таунса Модель Таунса-Дейли
Супруг (а)
Фрэнсис Браун
​
( м.  1941–2015 гг.)​
(его смерть)
Награды
Научная карьера
Поля Физика
Учреждения
Тезис Концентрация тяжелого изотопа углерода и измерение его ядерного спина  (1939 г.)
Докторант Уильям Смайт
Докторанты

Чарльз Хард Таунс (28 июля 1915 - 27 января 2015) был американским физиком . Таунс работал над теорией и применением мазера , на который он получил фундаментальный патент, а также над другими работами в области квантовой электроники, связанными как с мазерными, так и с лазерными устройствами. Он разделил Нобелевскую премию по физике 1964 года с Николаем Басовым и Александром Прохоровым . Таунс был советником правительства Соединенных Штатов, встречаясь с каждым президентом США от Гарри С. Трумэна (1945) до Билла Клинтона (1999).

Он руководил Консультативным комитетом по науке и технологиям при правительстве США по программе посадки Аполлона на Луну . Став профессором Калифорнийского университета в Беркли в 1967 году, он начал астрофизической программу , которая выпустила несколько важных открытий, например, черная дыра в центре части Млечного Пути галактики.

Таунс был религиозным человеком и считал, что наука и религия сходятся, чтобы лучше понять природу и цель Вселенной.

Ранний период жизни

Он был этническим немцем, а также имел много этнических шотландцев, англичан, валлийцев, гугенотов, французов и шотландцев ирландцев. Таунс родился в Гринвилле, Южная Каролина , в семье Генри Кейта Таунса (1876–1958), поверенного. и Эллен Самтер Таунс (урожденная Хард; 1881–1980). Его брат, Генри Кейт Таунс-младший (20.01.1913–5.02.1990), был известным энтомологом, который был мировым авторитетом по осам Ихневмон. Он получил степень бакалавра в области физики и степень бакалавра в области современных языков в Фурман университете , где он окончил в 1935 году Таунс завершены работы для магистра искусств степень в области физики в Университете Дьюка в течение 1937 года , а затем поступил в аспирантуру в Калифорнийском технологическом институте , из которой он получил докторскую степень. в 1939 году. Во время Второй мировой войны он работал над системами радиолокационной бомбардировки в Bell Labs .

Карьера и исследования

В 1950 году Таунс был назначен профессором Колумбийского университета . Он был исполнительным директором Колумбийской радиационной лаборатории с 1950 по 1952 год. Он был председателем физического факультета с 1952 по 1955 год.

Внешний звук
аудио значок "Человек, миф, лазер" , подкаст Distillations , Институт истории науки

В 1951 году Таунс придумал новый способ создания интенсивных и точных пучков когерентного излучения , для которого он изобрел аббревиатуру мазер (от «Микроволновое усиление с помощью вынужденного излучения»). Когда тот же принцип был применен к более высоким частотам, был использован термин лазер (слово «свет» заменяло слово «микроволновая печь»).

В 1953 году Таунс, Джеймс П. Гордон и Герберт Дж. Зейгер построили первый аммиачный мазер в Колумбийском университете . В этом устройстве использовалось стимулированное излучение в потоке возбужденных молекул аммиака для усиления микроволн с частотой около 24,0  гигагерц .

С 1959 по 1961 год он находился в отпуске в Колумбийском университете, где работал вице-президентом и директором по исследованиям Института оборонного анализа в Вашингтоне, округ Колумбия, некоммерческой организации, которая консультировала правительство США и управлялась одиннадцатью университетами. С 1961 по 1967 год Таунс был проректором и профессором физики в Массачусетском технологическом институте. Затем, в 1967 году, он был назначен профессором физики в Калифорнийском университете в Беркли , где проработал почти 50 лет; на момент смерти в 2015 году он был почетным профессором. С 1966 по 1970 год он был председателем Научно-консультативного комитета НАСА по программе посадки Аполлона на Луну.

За создание мазера Таунс вместе с Николаем Басовым и Александром Прохоровым получил Нобелевскую премию по физике 1964 года . Таунс также разработал использование мазеров и лазеров в астрономии , был частью команды, которая впервые обнаружила сложные молекулы в космосе и определила массу сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь .

В течение 2002–2003 годов Таунс работал преподавателем Карла Шварцшильда в Германии и преподавателем Бирлы и преподавателем Шредингера в Индии .

Таунс - один из 20 американских лауреатов Нобелевской премии по физике, подписавших письмо президенту Джорджу Бушу в мае 2008 года, в котором он призывает «обратить вспять ущерб, нанесенный фундаментальным научным исследованиям в соответствии с законопроектом об универсальных ассигнованиях на 2008 финансовый год». запросив дополнительное чрезвычайное финансирование для Департамента энергетики «ы Управления науки , по Национальному научному фонду , и Национальный института стандартов и технологий .

Астрофизика

Галактический центр

Центр Млечного Пути долгое время озадачивал астрономов, а густая пыль закрывает его в видимом свете. В период с середины до конца 1970-х годов Таунс вместе с Эриком Уоллманом, Джоном Лейси, Томасом Гебаллом и Фредом Баасом изучали Стрельца A , область H II в центре Галактики, в инфракрасном диапазоне длин волн. Они наблюдали ионизированный неоновый газ, вращающийся вокруг центра с такими скоростями, что масса в самом центре должна быть примерно равна массе 3 миллионов солнц. Такая большая масса в таком маленьком пространстве подразумевала, что центральный объект (радиоисточник Стрелец A * ) содержит сверхмассивную черную дыру . Стрелец A * был одной из первых обнаруженных черных дыр; впоследствии его масса была более точно определена и составила 4,3 миллиона солнечных масс.

Формы и размеры звезд

Последним крупным технологическим творением Таунса был инфракрасный пространственный интерферометр, созданный Уолтом Фительсоном, Эдом Вишноу и другими. Проект объединил три мобильных инфракрасных детектора, настроенных с помощью лазеров, изучающих одну и ту же звезду. Если каждый телескоп находится на расстоянии 10 метров от другого, создается впечатление 30-метровой линзы. Наблюдения за Бетельгейзе , красным гигантом в плече созвездия Ориона , показали, что он увеличивается и уменьшается в размере со скоростью 1% в год, 15% в течение 15 лет. ISI обеспечивает чрезвычайно высокое угловое и пространственное разрешение . Эта технология также играет важную роль в поисках внеземной жизни в сотрудничестве с Дэном Вертимером из Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI).

Личная жизнь и наследие

Дочери Таунса в Швеции в 1964 году

Таунс женился на Фрэнсис Х. Браун, активистке в защиту бездомных, в 1941 году. Они жили в Беркли, Калифорния, и у них было четыре дочери: Линда Розенвейн, Эллен Андерсон, Карла Кесслер и Холли Таунс.

Религиозный человек и член Объединенной церкви Христа , Таунс считал, что «наука и религия [являются] совершенно параллельными, гораздо более похожими, чем думает большинство людей, и что в конечном итоге они должны сойтись». Он написал в своем заявлении после получения премии Темплтона в 2005 году: «Наука пытается понять, на что похожа наша Вселенная и как она работает, включая нас, людей. Религия направлена ​​на понимание цели и значения нашей Вселенной, включая нашу собственную жизнь. Если у вселенной есть цель или значение, это должно быть отражено в ее структуре и функционировании, а значит, и в науке ».

Наука и религия

Мнения Таунса относительно науки и религии были изложены в его эссе «Конвергенция науки и религии», «Логика и неопределенности в науке и религии» и его книге « Создание волн» . Таунс чувствовал, что красота природы «очевидно создана Богом» и что Бог создал вселенную для появления и процветания людей. Он молился каждый день и в конце концов почувствовал, что религия важнее науки, потому что она решает самый важный долгосрочный вопрос: смысл и цель нашей жизни. Вера Таунса в конвергенцию науки и религии основана на заявленном сходстве:

  1. Вера. Таунс утверждал, что вера ученого во многом такая же, как и у религиозного человека, что позволяет ему / ей годами работать для получения неопределенного результата.
  2. Открытие. Таунс утверждал, что многие важные научные открытия, такие как его изобретение мазера / лазера, произошли как «вспышка», больше похожая на религиозное откровение, чем на интерпретацию данных.
  3. Доказательство. В течение этого столетия математик Гёдель обнаружил, что не может быть абсолютных доказательств в научном смысле. Каждое доказательство требует набора предположений, и нет способа проверить, являются ли эти предположения самосогласованными, потому что потребуются другие предположения.
  4. Неуверенность. Таунс считал, что мы должны быть открыты для лучшего понимания науки и религии в будущем. Это потребует от нас изменения наших теорий, но не отказа от них. Например, в начале 20 века физика была в значительной степени детерминированной. Но когда ученые начали изучать квантовую механику, они поняли, что индетерминизм и случайность играют роль в нашей Вселенной. И классическая физика, и квантовая механика верны и хорошо работают в рамках своего собственного бейливика, и их продолжают преподавать студентам. Точно так же Таунс считает, что рост религиозного понимания изменит, но не заставит нас отказаться от наших классических религиозных убеждений.

Смерть

Таунс постоянно работал в кампусе UCB, посещая и регулярно работая на физическом факультете или в Лаборатории космических наук после своего 99-летия и всего за несколько месяцев до своей смерти. Здоровье Таунса начало ухудшаться, и он умер в возрасте 99 лет в Окленде, штат Калифорния , 27 января 2015 года по дороге в больницу. «Он был одним из самых важных физиков-экспериментаторов прошлого века», - сказал Райнхард Гензель, профессор физики в Беркли, сказал о Таунсе. «Его силой было любопытство и непоколебимый оптимизм, основанный на его глубокой христианской духовности».

Избранные публикации

Работа Таунса широко публиковалась в книгах и рецензируемых журнальных статьях, в том числе:

  • Gordon, J .; Zeiger, H .; Таунс, Чарльз (1955). «Мазер - СВЧ усилитель нового типа, эталон частоты и спектрометр» . Физический обзор . 99 (4): 1264–1274. Bibcode : 1955PhRv ... 99.1264G . DOI : 10.1103 / PhysRev.99.1264 .
  • Shimoda, K .; Wang, T .; Таунс, Чарльз (1956). «Дальнейшие аспекты теории мазера». Физический обзор . 102 (5): 1308–1321. Bibcode : 1956PhRv..102.1308S . DOI : 10.1103 / PhysRev.102.1308 .
  • Шавлов, Артур ; Таунс, Чарльз (1958). «Инфракрасные и оптические мазеры» . Физический обзор . 112 (6): 1940–1949. Bibcode : 1958PhRv..112.1940S . DOI : 10.1103 / PhysRev.112.1940 .
  • Таунс, Чарльз (1999). Как случился лазер: приключения ученого . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-512268-8.
  • Таунс, Чарльз; Шавлов, Артур (1955). Микроволновая спектроскопия . Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-065095-4.
  • Таунс, Чарльз (1995). Делая волны . Природа . 432 . Американский институт физики Press. С.  153 . DOI : 10.1038 / 432153a . ISBN 978-1-56396-381-0. PMID  15538346 . S2CID  4427024 .

Награды и почести

Таунс (справа) получает Нобелевскую премию 1964 года
Таунс (справа) получает премию Ванневара Буша 2006 года

Таунс получил широкое признание за свою научную деятельность и лидерские качества.

Рекомендации

  1. ^ Charles Hard Townes abgerufen am 29. июль 2020 в Wilhelmexner.org
  2. ^ a b «Профессор Чарльз Таунс ForMemRS, иностранный член» . Лондон: Королевское общество . Архивировано из оригинального 14 марта 2016 года.
  3. ^ a b c Бойд, Роберт (2015). «Доктор Чарльз Х. Таунс (1915–2015), один из изобретателей лазера, астрофизик и советник президента США» . Природа . 519 (7543): 292. Bibcode : 2015Natur.519..292B . DOI : 10.1038 / 519292a . PMID  25788091 .
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m "Чарльз Х. Таунс - Биографический" . Nobelprize.org. 2006 . Проверено 29 июля 2014 года .
  5. ^ Персонал. "О Чарльзе Таунсе - Серия лекций Чарльза Х. Таунса" . www.furman.edu . Фурманский университет . Проверено 1 мая 2020 года .
  6. ^ Bertolotti, Марио (2004). История лазера . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-0-7503-0911-0.
  7. ^ Бромберг, Джоан (1991). Лазер в Америке, 1950–1970 гг . MIT Press. ISBN 978-0-585-36732-3.
  8. ^ Чиао, Раймонд, изд. (1996). Удивительный свет: том, посвященный Чарльзу Хард Таунсу в его 80-летие . Springer. ISBN 978-0-387-94658-0.
  9. ^ Чиао, Раймонд, изд. (2005). Видения открытий: новый взгляд на физику, космологию и сознание, том, посвященный Чарльзу Хард Таунсу в день его 90-летия . Кембридж. ISBN 978-0-521-88239-2.
  10. ^ Хейни, Rachel (2014). Во-первых, вы исследуете: историю юного Чарльза Таунса (Young Palmetto Books) . Пресса Университета Южной Каролины. ISBN 978-1-61117-343-7.
  11. ^ Hecht, Джефф (2005). Луч: гонка за лазером . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-514210-5.
  12. ^ Hecht, Джефф (1991). Пионеры лазера . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-336030-4.
  13. ^ Тейлор, Ник (2000). Лазер: изобретатель, лауреат Нобелевской премии и тридцатилетняя патентная война . Саймон и Шустер. ISBN 978-0-684-83515-0.
  14. ^ Таунс, Фрэнсис (2007). Злоключения жены ученого . Regent Press. ISBN 978-1-58790-128-7.
  15. ^ «Нобелевский лауреат и изобретатель лазера Чарльз Хард Таунс умер в возрасте 99 лет» . Berkeley.edu. 27 января 2015 года . Проверено 27 января 2015 года .
  16. ^ a b Публикации Чарльза Х. Таунса, проиндексированные библиографической базой данных Scopus . (требуется подписка)
  17. ^ Рисс, Suzanne B. (1992). «Жизнь в физике: телефонные лаборатории Bell и Вторая мировая война; Колумбийский университет и лазер; Массачусетский технологический институт и государственная служба; Калифорния и исследования в области астрофизики» . Калифорнийская цифровая библиотека.
  18. ^ Aaserud, Финн (20 мая 1987 Чарльз Таунс интервью . Американский институт физики
  19. ↑ Стивен Фарнсворт (10 сентября 2010 г.). «Известные жители Южной Каролины - доктор Чарльз Хард Таунс» . Indigobluesc.com. Архивировано из оригинального 23 октября 2013 года . Проверено 22 октября 2013 года .
  20. ^ "Чарльз Таунс" . Массив современных американских физиков. Архивировано из оригинального 23 февраля 2016 года . Проверено 30 декабря 2015 года .
  21. ^ Таунс, Чарльз (1939). Концентрация тяжелого изотопа углерода и измерение его ядерного спина (кандидатская диссертация). Калтех.
  22. ^ Таунс, Чарльз (2002). Как появился лазер . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0195153767.
  23. ^ "Смерть изобретателя лазера Чарльза Таунса" . Хранитель . 29 января 2015 года.
  24. ^ Chiao, R .; Garmire, E .; Таунс, К. (1964). «Самозахват оптических лучей». Письма с физическим обзором . 13 (15): 479–482. Bibcode : 1964PhRvL..13..479C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.13.479 .
  25. ^ Schawlow, A .; Таунс, К. (1958). «Инфракрасные и оптические мазеры» . Физический обзор . 112 (6): 1940–1949. Bibcode : 1958PhRv..112.1940S . DOI : 10.1103 / PhysRev.112.1940 .
  26. ^ Autler, S .; Таунс, К. (1955). «Эффект Штарка в быстро меняющихся полях». Физический обзор . 100 (2): 703–722. Bibcode : 1955PhRv..100..703A . DOI : 10.1103 / PhysRev.100.703 .
  27. ^ Данчи, WC; Bester, M .; Degiacomi, CG; Гринхилл, ЖЖ; Townes, CH (1994). «Характеристики пылевых оболочек около 13 звезд позднего типа». Астрономический журнал . 107 : 1469. Bibcode : 1994AJ .... 107.1469D . DOI : 10.1086 / 116960 .
  28. ^ «Письмо американских лауреатов Нобелевской премии по физике» (PDF) . pppl.gov . 6 мая 2008 г.
  29. ^ Genzel, R; Hollenbach, D; Таунс, Швейцария (1 мая 1994 г.). «Ядро нашей Галактики». Отчеты о достижениях физики . 57 (5): 417–479. Bibcode : 1994RPPh ... 57..417G . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 57/5/001 . ISSN  0034-4885 .
  30. ^ "Инфракрасный пространственный интерферометр Калифорнийского университета в Беркли" . isi.ssl.berkeley.edu . Калифорнийский университет в Беркли . 10 июня 2009 года Архивировано из оригинала 15 декабря 2007 года . Проверено 1 мая 2020 года .
  31. ^ "Празднование 100-летия Фрэнсис Х. Таунс" . Работы Молодежного Духа . 16 января 2016 . Проверено 14 марта 2016 года .
  32. ↑ Harvard Gazette, 16 июня 2005 г. Изобретатель лазера предсказывает встречу науки и религии.
  33. ^ Б Генри Дэвид (28 января 2015). «Пионер лазера Джеймса Бонда умер в 99 лет» . Блумберг . Проверено 22 июля 2015 года .
  34. ^ S, Роберт; ers; 27 января, Связи со СМИ |; 201521 июля; 2015 г. (27 января 2015 г.). «Нобелевский лауреат и изобретатель лазера Чарльз Таунс умирает в возрасте 99 лет» . Новости Беркли . Проверено 13 ноября 2020 года .CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  35. ^ "Изобретатель лазерных штампов" . Время . Проверено 12 ноября 2020 года .
  36. ↑ McFadden, Роберт Д. (28 января 2015 г.). «Чарльз Х. Таунс, проложивший путь лазеру в повседневной жизни, умер в возрасте 99 лет (опубликовано в 2015 году)» . Нью-Йорк Таймс . ISSN  0362-4331 . Проверено 13 ноября 2020 года .
  37. ^ Бойд, Роберт (март 2015). «Чарльз Х. Таунс (1915–2015)» . Природа . 519 (7543): 292. Bibcode : 2015Natur.519..292B . DOI : 10.1038 / 519292a . ISSN  1476-4687 . PMID  25788091 . S2CID  4384078 .
  38. ^ «Книга членов, 1780–2010: Глава T» (PDF) . Американская академия искусств и наук . Проверено 7 апреля 2011 года .
  39. ^ "Премия Комстока по физике" . Национальная академия наук. Архивировано из оригинального 16 февраля 2014 года . Проверено 26 февраля 2014 года .
  40. ^ "Премия Мемориала Рихтмайера" . Американская ассоциация учителей физики . Проверено 28 января 2015 года .
  41. ^ "Премия Джона Дж. Карти за развитие науки" . Национальная академия наук. Архивировано из оригинального 29 декабря 2010 года . Проверено 13 февраля 2011 года .
  42. ^ "Золотые медали Американской академии достижений" . www.achievement.org .
  43. ^ Редактор, ÖGV. (2015). Медаль Вильгельма Экснера. Австрийская торговая ассоциация. ÖGV. Австрия.

Внешние ссылки