Дэниел Клеппнер, почётный профессор физики в Массачусетском технологическом институте (MIT), умер 16 июня в Пало-Альто, Калифорния. В течение 37 лет он вёл исследования в области атомной, молекулярной и оптической физики, которые привели к созданию GPS и квантовых вычислений.
Разностороннее исследование Клеппнера
Клеппнер изучал взаимодействие атомов со статическими электрическими и магнитными полями и излучением. Его работа включала создание точных измерений с помощью водородных мазеров, в том числе совместное изобретение атомных часов на основе водородного мазера; исследования физики атомов Ридберга и квантовой электродинамики в полости; и новаторскую работу в области конденсации Бозе-Эйнштейна (БЭК).
Влияние на науку
Хотя Клеппнер и не был удостоен Нобелевской премии, его влияние на область атомной физики и квантовой оптики, а также его щедрое наставничество способствовали Нобелевским достижениям многих других учёных. Его терпеливое и точное стремление к открытиям привело к фундаментальным исследованиям, которые легли в основу крупных достижений. Его обширные исследования крошечного атома предоставили фундаментальные знания, необходимые для создания таких технологий, как система глобального позиционирования (GPS), магнитно-резонансная томография (МРТ) и квантовые вычисления.
Ранние годы и карьера
Клеппнер родился в Манхэттене 16 декабря 1932 года. В старшей школе его вдохновил учитель физики Артур Хасси, который позволил Клеппнеру работать в лаборатории. В Вильямс-колледже Клеппнер увлёкся теорией общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Он построил программируемую машину, которую называл предшественником кибернетики.
Работа в Гарварде
В Гарварде Клеппнер заинтересовался исследованиями Нормана Рамзи в области молекулярного пучка магнитного резонанса, атомных часов и точных измерений. В качестве советника Клеппнера Рамзи поощрял его создать новый тип атомных часов, полагая, что цезиевые и аммиачные мазеры недостаточно точны для измерения влияния гравитации на время.
Новый тип атомных часов
Клеппнер обнаружил, что когерентные атомы цезия могут отскакивать от должным образом подготовленных поверхностей, не теряя своей когерентности. После получения докторской степени в 1959 году Клеппнер остался в Гарварде, став доцентом в 1962 году.
Исследования в MIT
В 1966 году Клеппнер присоединился к Массачусетскому технологическому институту (MIT) и стал известным преподавателем факультета почти четыре десятилетия. В 1995 году группа исследователей под руководством бывших студентов Клеппнера Эрика Корнелла и Карла Веймана создала БЭК с использованием атомов рубидия. За это достижение они получили Нобелевскую премию по физике в 2001 году.
Атомы Ридберга
В 1976 году Клеппнер стал пионером в области атомов Ридберга — сильно возбуждённых атомов, которые обладают простыми свойствами, характерными для водорода. Клеппнер показал, что эти состояния можно возбуждать с помощью перестраиваемого лазера и легко обнаруживать с помощью полевой ионизации.
Квантовая электродинамика в полости
В 1981 году Клеппнер предположил в теоретической статье возможность подавления спонтанного излучения с помощью резонатора: возбуждённые атомы не могут распадаться, когда в резонаторе отсутствуют колебательные моды для приёма их излучений. Это положило начало области квантовой электродинамики в полости (cQED), изучению того, как свет, заключённый в отражающем резонаторе, взаимодействует с атомами или другими частицами.
Центр ультрахолодных атомов MIT-Harvard
В 2000 году Клеппнер получил финансирование от Национального научного фонда для соучреждения Центра ультрахолодных атомов (CUA), сотрудничества MIT и Гарварда, которое связало RLE с Гарвардским факультетом физики для изучения физики ультрахолодных атомов и квантовых газов.
Отчёт о перехвате на этапе разгона
Клеппнер был соавтором влиятельного отчёта 2003 года, в котором изучалась техническая осуществимость перехвата на этапе разгона, концепции, лежащей в основе предложенной президентом Джорджем Бушем-старшим спорной Инициативы стратегической обороны (SDI), прозванной «Звёздными войнами», которая якобы должна была сделать ядерное оружие устаревшим.
Посвящённый педагог
Клеппнер подготовил поколения физиков, включая 23 аспирантов, которые заняли должности в крупных университетах и получили крупные научные награды. Он был награждён медалью Эрстеда Американской ассоциации учителей физики в 1997 году и получил престижную награду Института 1995–1996 годов Джеймса Р. Киллиана-младшего за заслуги перед MIT и обществом от имени атомной физики.
Смерть
Клеппнер внезапно заболел во время ужина в честь Дня отца. По словам его жены, его последними словами перед тем, как его срочно доставили в больницу, был тост в честь его внука, который недавно окончил среднюю школу: «Дарвину и всей молодёжи, у которой есть новые и захватывающие идеи».