«Крестный отец» конденсации Бозе-Эйнштейна и преподаватель Массачусетского технологического института (MIT) в течение 37 лет руководил исследованиями в области атомной, молекулярной и оптической физики, которые привели к созданию GPS и квантовых вычислений.
Дэниел Клеппнер, почётный профессор физики в MIT, чья работа в области экспериментальной атомной физики оказала огромное влияние на эту сферу, скончался 16 июня в Пало-Альто, Калифорния.
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 новаторские работы в области конденсации Бозе-Эйнштейна (БЭК).
Клеппнер, вышедший на пенсию в 2003 году после 37 лет работы в MIT, был высокообразованным и красноречивым учёным, чьи строгие научные исследования и коммуникативные навыки помогли определить направление современной атомной, молекулярной и оптической (АМО) физики.
С 1987 по 2000 год он был заместителем директора Исследовательской лаборатории электроники MIT (RLE), а в 2001 году исполнял обязанности директора. Он также был одним из основателей Центра ультрахолодных атомов MIT-Гарвард (CUA) в 2000 году, где был содиректором до 2006 года.
Хотя Клеппнер так 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 тщательное стремление к открытиям привело к фундаментальным исследованиям, которые легли в основу крупных достижений. Его обширные исследования крошечного атома предоставили фундаментальные знания, необходимые для создания прорывных технологий, таких как система глобального позиционирования (GPS), магнитно-резонансная томография (МРТ) и квантовые вычисления.
«Он был лидером на кафедре и лидером в Американском физическом обществе», — говорит Вольфганг Кеттерле, профессор физики в MIT и лауреат Нобелевской премии 2001 года. «Он был государственным деятелем науки. Он был красноречивым человеком, мастером слова, который мог выразить вещи запоминающимся образом, и в то же время у него было это чувство смирения».
«Дан Клеппнер был гигантом в области АМО-физики и в науке в более широком смысле», — говорит Джон Дойл, PhD ’91, содиректор Гарвардской квантовой инициативы и подопечный Клеппнера, который помогал Клеппнеру создать конденсат Бозе-Эйнштейна из атомарного водорода. «Возможно, самым значительным его наследием является создание культуры уважения и поддержки сообщества, которой сегодня пользуются все учёные в области АМО-физики. Его наука проложила путь для текущих направлений исследований, а его доброта, эрудиция и приверженность сообществу — это расширяющиеся волны, которые направляют АМО-физику».
Дочь Клеппнера Софи Клеппнер отмечает: «Люди, работавшие над ранними лазерами, никогда не предполагали, что мы будем сканировать продукты на кассе. Когда они разрабатывали водородный мазер, они были кучкой ботаников, которые действительно хотели понять теорию относительности Эйнштейна. Это стало основой для GPS, благодаря этому наши рейсы прибывают вовремя. Наш отец был убеждён, что фундаментальные исследования сегодня могут привести к самым разным ценным вещам в будущем».
Ранние годы и карьера
Дэниел Клеппнер родился на Манхэттене 16 декабря 1932 года в семье уроженца Вены и основателя рекламного агентства Отто Клеппнера, который написал бестселлер «Рекламные процедуры». Его мать, Беатрис (Тауб) Клеппнер, выросла в Нью-Джерси и была выпускницей Барнард-колледжа. Она помогала Отто с рукописями. Дэниел Клеппнер был вторым из трёх братьев и сестёр; его брат, покойный Адам Клеппнер, был профессором математики в Университете Мэриленда, а его сестра, Сьюзан Фолкман, была психологом-исследователем в Университете Калифорнии в Беркли.
В старшей школе он был вдохновлён своим учителем физики Артуром Хасси, который позволил Клеппнеру работать в лабораториях сколько угодно часов. «Был один раз, когда вся школа участвовала в митинге, и мне это было не очень интересно, поэтому я остался и работал в лаборатории, а директор школы заметил, что я там, и вызвал меня и отругал за отсутствие школьного духа».
Он не обращал на это внимания. Хасси говорил с Клеппнером о квантовой механике, и «это как-то запало мне в голову», и научил его немногому исчислению. «В те годы физика была чрезвычайно модной. Это были послевоенные годы, и физиков считали героями за то, что они положили конец войне с атомной бомбой, и… за развитие радара».
Он знал, что «суждено провести жизнь в физике», — сказал он в видеоинтервью для InfiniteMIT. «Это была лёгкая эпоха, чтобы восхищаться физикой, и я был очарован».
Изучая физику в колледже Уильямса, он увлёкся теорией общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Он создал программируемую машину, которую называл предшественником кибернетики. Уильямс также привил ему любовь к литературе, и он почти стал специалистом по английскому языку. Однако он не оценил то, что называл «плейбойской» и «антиинтеллектуальной» атмосферой студенческих братств, и работал над тем, чтобы окончить учёбу быстро, за три года, в 1953 году.
Он отложил поступление в Гарвардский университет со стипендией Фулбрайта в Кембриджский университет, где встретил молодого физика Кеннета Смита, исследования которого были связаны с атомным лучевым резонансом. Смит познакомил его с книгой «Ядерные моменты» профессора Гарварда Нормана Рэмси и представил предложение советника Рэмси И. И. Раби, который изобрёл технику, которая могла сделать атомные часы настолько точными, «чтобы можно было увидеть эффект гравитации на время, предсказанный Эйнштейном», — сказал Клеппнер.
«Я нашёл это совершенно поразительным, — отметил Клеппнер. — Мысль о том, что гравитация влияет на время: мне было трудно просто представить это».
Когда Клеппнер бродил по коридорам Гарварда в 1955 году, он был взволнован, увидев дверь с именем Рэмси. Его интересовали исследования Рэмси по молекулярному лучевому магнитному резонансу, атомным часам и точным измерениям. «К счастью, у меня появилась возможность присоединиться к его исследовательской группе», — вспоминал Клеппнер.