Джон Тонер (физик)
Джон Тонер | |
---|---|
Рожденный | Минеола, Нью-Йорк , США | 12 октября 1955 г.
Альма-матер | |
Награды |
|
Научная карьера | |
Поля | Физика конденсированного состояния |
Учреждения | |
Диссертация | Дефекты и другие топологические эффекты на фазовые переходы в твердых телах, жидких кристаллах, пленках He3 и магнитных системах |
Докторантура | Дэвид Роберт Нельсон |
Веб-сайт | https://cas.uoregon.edu/directory/physics/all/jjt |
Джон Джозеф Тонер (родился 12 октября 1955 г.) [ 1 ] — американский физик и почетный профессор Орегонского университета в Юджине, штат Орегон . Широкие интересы Тонер в области физики конденсированного состояния охватывают весь спектр тем « статистической физики и гидродинамики систем, от твердого до мягкого конденсированного состояния и от пассивных до активных систем». [ 2 ]
Образование и карьера
[ редактировать ]Тонер получил степень бакалавра математики в Массачусетском технологическом институте в 1977 году. После получения степени бакалавра он работал по физике в Гарвардском университете, получив степень магистра в 1979 году и докторскую степень в 1981 году. [ 3 ] После получения докторской степени Тонер был научным сотрудником Джеймса Франка в Джеймса Франка Институте Чикагского университета в 1981–1983 годах. компании IBM С 1983 года он работал в Исследовательском центре Томаса Дж. Уотсона . В 1985 и 1993 годах он был приглашенным исследователем в Университете Бордо ( CNRS ) в Бордо, Франция. Он занимается исследованиями и преподаванием в Университете Орегона с 1995 года. В декабре 2023 года он ушел с постоянной преподавательской деятельности. [ 4 ]
Исследования и инновации
[ редактировать ]В 1995 году вместе с Юхаем Ту он создал так называемые уравнения Тонер-Ту для поведения роя (точнее, для коллективного поведения самодвижущихся объектов, которые следуют за поведением своих соседей при их движении). [ 5 ] [ 6 ] Они объединили свойства уравнений Навье-Стокса гидродинамики сжимаемых жидкостей с простыми спиновыми моделями ферромагнетиков и обнаружили несостоятельность линеаризованных гидродинамических уравнений, вызванную сильными флуктуациями. Напротив, их уравнение смогло предсказать показатели масштабирования в предельном случае длинных волн. Важным моментом является движение отдельных объектов. Если попросить большую группу людей, расположенных в двух измерениях, каждый из которых может видеть только нескольких ближайших соседей, чтобы все они указывали в одном направлении, они не смогут этого сделать (это теорема Мермина-Вагнера ). Однако все они могут идти в одном направлении. Уравнения Тонер-Ту применимы, например, к стаям птиц и рыб, бактериям, молекулярным двигателям в клетках, раковым клеткам и, в качестве модельной демонстрации, к совокупности небольших пластиковых палочек, движущихся в одном направлении на вибростоле. [ 5 ]
Помимо этой фазы, описываемой уравнением Тонер-Ту, существуют и другие фазы активного вещества, которые Тонер изучает теоретически (например, фаза, соответствующая жидкокристаллическим слоям, смектик Р). [ 7 ] В несжимаемом случае (постоянная плотность) это соответствует смектическому жидкому кристаллу в равновесии, которое, в свою очередь, может быть описано уравнением КПЗ (которое в основном используется для описания интерфейсов). Он занимался также реакцией стад (стад) на внешние воздействия, на неупорядоченные поверхности и в неупорядоченные среды. [ 5 ]
Вместе с Ниладри Саркаром и Абхиком Басу Тонер разработал гидродинамическую теорию скопления на границе твердого тела и жидкости. [ 8 ] Эта теория имеет множество применений к важнейшим движениям внутри тела, в том числе к тому, как ковры ресничек, выстилающие внутреннюю часть фаллопиевых труб, стимулируют сперму, поднимающуюся по трубам, и как слизь удаляется из легких. [ 9 ]
Помимо формулировки уравнений Тонер-Ту, Тонер внес вклад в широкий спектр областей физики конденсированного состояния, включая теорию плавления, [ 10 ] квазикристаллы, [ 11 ] флюктуирующие мембраны, [ 12 ] и неупорядоченные сверхпроводники. [ 13 ]
Признание
[ редактировать ]В 2006 году Тонер был избран членом Американского физического общества «за большой вклад в теорию корреляций, флуктуаций, топологических дефектов, аномальной упругости и гидродинамики частично упорядоченных фаз». [ 14 ]
В 2021 году Тонер был выбран стипендиатом Саймонса в области теоретической физики Фондом Саймонса . [ 15 ]
В 2020 году он получил премию Ларса Онсагера вместе с Юхаем Ту и Тамашем Вичеком . [ 6 ]
В 2019–2020 годах он был научным сотрудником Гуцвиллера в Институте физики сложных систем Макса Планка в Дрездене. [ 16 ]
Избранные публикации
[ редактировать ]- Тонер Дж. Дальний порядок в двумерной динамической модели: как птицы летают вместе , Phys. Преподобный Lett., Vol. 75, 1995, с. 4326
- Тонер Дж. и Ту Ю. Стаи, стада и школы: количественная теория стадности , Phys. Преподобный Е, Том. 58, 1998, с. 4828, [1]
- Тонер Дж. и Рамасвами С. Гидродинамика и фазы скоплений , Анналы физики, Том. 318, 2005, С. 170–244.
- Тонер, Дж. Физика скопления: рождение, смерть и полет активной материи , издательство Кембриджского университета; 2024. [2]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тонер, Джон (2005). «Даты рождения и карьеры». Американские мужчины и женщины в науке . Гейл Томсон.
- ^ «L audatio: профессор доктор Джон Тонер» (PDF) . Проверено 20 марта 2024 г.
- ^ «Джон Тонер» . Проект «Математическая генеалогия» . Проверено 20 марта 2024 г.
- ^ «Колледж искусств и наук» . Джон Тонер . Проверено 20 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с «Джон Тонер» . Хостинг WordPress Университета Орегона — образовательные блоги нашего сообщества . Проверено 19 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б «Короткое уравнение — большая награда для физика UO» . О. Вокруг 12.11.2019 . Проверено 19 марта 2024 г.
- ^ Нго, С.; Романчук П.; Чен, Л.; Тонер, Дж.; Шате, Х. (2016). «Возникший смектический порядок в простых моделях активных частиц». Новый журнал физики . 18 (071001).
- ^ Саркар, Ниладри; Басу, Абхик; Тонер, Джон (23 декабря 2021 г.). «Гидродинамическая теория скопления на границе раздела твердое тело и жидкость: дальний порядок и гигантские числовые флуктуации». Физический обзор E . 104 (6). arXiv : 2102.02534 . дои : 10.1103/PhysRevE.104.064611 . ISSN 2470-0045 .
- ^ «Физика ресничек объясняет успешное плавание сперматозоидов» . О. Вокруг 18 января 2022 г. Проверено 19 марта 2024 г.
- ^ Логан, Джек; Майкельсон, Аарон; Пааттамматтель, Аджит; Йен, Ханфэй; Банда, Олег; Ткаченко, Алексей (2023). «Специфическая по симметрии характеристика порядка ориентации связей в решетках наночастиц, собранных из ДНК». Журнал химической физики . 159 :154905.
- ^ Видом, Майкл; Михалкович, Марек (16 октября 2023 г.). «Прогнозирование квазикристаллической структуры: обзор». Израильский химический журнал . arXiv : 2308.09192 . дои : 10.1002/ijch.202300122 . ISSN 0021-2148 .
- ^ Тонер, Дж. (1989). «Упругая анизотропия и дальнодействующие взаимодействия в твердых мембранах». Физ. Преподобный Летт . 62 :905.
- ^ Ле Дюсаль, Пьер (30 августа 2010 г.). «НОВЫЕ ФАЗЫ ВИХРЕЙ В СВЕРХПРОВОДНИКАХ». Международный журнал современной физики Б. 24 (20н21): 3855–3914. дои : 10.1142/S0217979210056384 . ISSN 0217-9792 .
- ^ «Архив товарищей APS» . Американское физическое общество . Проверено 19 марта 2024 г.
- ^ «Стипендиаты Саймонса по теоретической физике» . Фонд Саймонса . 18 июля 2017 г. Проверено 20 марта 2024 г.
- ^ «Стипендиат Мартина Гуцвиллера» . Добро пожаловать в Институт физики сложных систем Макса Планка . 11 декабря 2023 г. Проверено 12 марта 2024 г.