Джеральд Габриэльс
Джеральд Габриэльс | |
|---|---|
| Национальность | Американский |
| Альма-матер | Кальвин-колледж (бакалавр) Чикагский университет (доктор философии) |
| Известный | антивещество , прецизионное измерение |
| Награды | Премия Дэвиссона-Гермера (2002) Премия Джорджа Ледли (2004) Введен в Национальную академию наук (2007 г.). Премия Юлиуса Эдгара Лилиенфельда (2011) Премия Троттера (2014) Премия Нормана Ф. Рэмси (2024 г.) |
| Научная карьера | |
| Поля | Физика |
| Учреждения | Вашингтонский университет Гарвардский университет Северо-Западный университет |
| Докторантура | Генри Гордон Берри |
| Другие научные консультанты | Ганс Демельт (постдок) |
| Докторанты | Зелевинский спросил |
| Веб-сайт | cfp |
Джеральд Габриэльс — американский физик. Он является профессором физики Попечительского совета и директором Центра фундаментальной физики Северо-Западного университета , а также почетным профессором физики Джорджа Фасмера Леверетта в Гарвардском университете . Он прежде всего известен своими экспериментами по захвату и исследованию антиматерии электрона , измерению g-фактора , [1] и измерение электрического дипольного момента электрона . [2] Его описывают как «лидера в сверхточных измерениях фундаментальных частиц и изучении антиматерии». [3]
Карьера
[ редактировать ]Габриэль учился в Христианском колледже Тринити , а затем в колледже Кальвина , получив степень бакалавра (с отличием) в 1973 году. Затем он получил степень магистра (1975) и доктора философии. (1980) по физике Чикагского университета под руководством Генри Гордона Берри . Габриэль стал постдоком в Вашингтонском университете в Сиэтле в 1978 году под руководством Ханса Демельта . [4] и поступил на факультет в 1985 году. Он стал профессором физики Гарвардского университета в 1987 году и заведующим физическим факультетом Гарварда в 2000 году.
В 2018 году Габриэль перешёл в Северо-Западный университет , став директором недавно созданного Центра фундаментальной физики низких энергий . [5] [6] Центр является первым в своем роде, посвященным мелкомасштабным настольным экспериментам по фундаментальной физике. [7]
Исследовать
[ редактировать ]Исследование антиматерии
[ редактировать ]Габриэльс был пионером в области физики антипротонов и антиводорода низких энергий , предложив захват антипротонов из накопительного кольца , охлаждение их при столкновениях с захваченными электронами. [8] и использование их для образования низкоэнергетических атомов антиводорода. [9] Он возглавлял команду TRAP, которая осуществила первый захват антипротонов. [10] первое электронное охлаждение захваченных антипротонов и накопление антипротонов в аппарате с температурой 4 Кельвина. [11] Демонстрации и методы сделали возможным усилие, которое выросло до участия четырех международных коллабораций физиков, работающих в антипротонном замедлителе ЦЕРН . В 1999 году команда TRAP Габриэльса провела наиболее точную проверку Стандартной модели фундаментальной теоремы CPT , сравнив отношение заряда к массе одного захваченного антипротона с отношением заряда к массе протона с точностью 9 частей из 10. 11 . [12] Точность полученного подтверждения предсказания Стандартной модели превысила точность предыдущих сравнений почти в 10 раз. 6 .
Сейчас Габриэльс возглавляет команду ATRAP в ЦЕРНе , одну из двух команд, которые первыми произвели медленные атомы антиводорода и подвесили их в магнитной ловушке . [13] [14] Команды TRAP и ATRAP использовали захваченные антипротоны внутри вложенного устройства- ловушки Пеннинга для производства атомов антиводорода достаточно медленно, чтобы их можно было захватить в магнитную ловушку. Команда провела первое одночастичное сравнение магнитных моментов одного протона и одного антипротона. [15] [16] Их сравнение с точностью до 5 частей на миллион оказалось в 680 раз более точным, чем предыдущие измерения. [17]
Точное измерение
[ редактировать ]Известно, что группа Габриэльса выполнила наиболее точные измерения магнитного момента электрона , используя один захваченный электрон. Эти измерения являются наиболее точными измерениями любой отдельной частицы и входят в число самых строгих тестов Стандартной модели . [18] Используя теорию квантовой электродинамики , измерение магнитного момента электрона можно также интерпретировать как измерение постоянной тонкой структуры . [19] В 2006 году группа провела свои первые измерения с погрешностью 0,76 частей на триллион. [20] что было в 15 раз точнее, чем измерения, проводившиеся около 20 лет. [21] Два года спустя это измерение было улучшено в 2 раза. [22] В 2023 году команда улучшила неопределенность 2008 года еще в 2 раза. [1]
В 2014 году Габриэльс в рамках сотрудничества ACME с Джоном Дойлом из Гарварда и Дэвидом Демиллем из Йельского университета измерил электрический дипольный момент электрона , который более чем на порядок превосходил предыдущее измерение с использованием луча монооксида тория . [23] результат, который имел значение для жизнеспособности суперсимметрии . [24] В 2018 году сотрудничество ACME улучшило этот верхний предел еще на порядок. [25]
Другие исследовательские вклады
[ редактировать ]Габриэльс был также одним из первооткрывателей теоремы инвариантности Брауна-Габриэльса. [26] связывая циклотронную частоту в свободном пространстве с измеряемыми собственными частотами несовершенной ловушки Пеннинга. Приложения теоремы включают точные измерения магнитных моментов и точную масс-спектрометрию . [27] Это также делает возможной боковую масс-спектрометрию — стандартный инструмент ядерной физики. [28]
Габриэльс также изобрел самоэкранирующийся сверхпроводящий соленоид , который использует сохранение магнитного потока и тщательно выбранную геометрию связанных катушек для подавления сильных флуктуаций поля, вызванных внешними источниками. Устройство обеспечило успех точного сравнения антипротонов и протонов, а также позволяет системам магнитно-резонансной томографии (МРТ) обнаруживать изменяющиеся магнитные поля от внешних источников, таких как лифты. [29]
Религиозные взгляды
[ редактировать ]Габриэль называет себя ученым- реформатором . В интервью он сказал:
Я не верю, что наука и Библия находятся в противоречии. Однако можно неправильно понимать Библию и неправильно понимать науку. Важно разобраться, что из каждого может быть понято неправильно. [30]
Он также читал лекции о взаимосвязи науки и религии. В 2006 году Габриэль прочитал лекцию под названием «Бог антиматерии» в Институте науки и религии Фарадея Эммануэль-колледжа в Кембридже , обсудив свои исследования антиматерии, а также свой личный опыт христианства. [31] В 2013 году он был удостоен премии Троттера . [32]
Пустяки
[ редактировать ]- В эпизоде шоу « Поздняя ночь с Конаном О'Брайеном» , вышедшем в эфир 21 февраля 2007 года, Джим Керри и Конан О'Брайен с юмором обсуждали содержание статьи под названием «Стохастическое переключение фазы параметрически управляемого электрона в ловушке Пеннинга». . [33] Джеральд Габриэль сказал, что это «возможно, самая малоизвестная статья, которую я когда-либо писал». [34]
- Работая в ЦЕРНе, Габриэль поймал первые антипротоны в ловушку в 1986 году. Дэна Брауна В последующем романе «Ангелы и демоны» и снятом на его основе фильме антиматерия, пойманная в ЦЕРНе, используется в качестве важной сюжетной линии. [35]
Награды
[ редактировать ]- Член Американского физического общества (1992). [36]
- Премия выдающемуся выпускнику Тринити-колледжа (1999 г.) [37]
- Премия Левенсона за выдающиеся достижения в образовании студентов, Гарвардский университет (2000 г.)
- Премия Дэвиссона-Гермера Американского физического общества (2002 г.) [38]
- Премия Джорджа Ледли , Гарвардский университет (2004 г.) [39]
- Премия Гумбольдта за исследования , Германия (2005 г.)
- Премия выдающимся выпускникам Колледжа Кальвина (2006 г.) [30]
- Введен в Национальную академию наук (2007 г.). [40]
- Келлен Лектор, Лунд, Швеция (2007 г.)
- Уильям Х. Захариасен, преподаватель Чикагского университета (2007–2008 гг.) [41]
- Преподаватель Пуанкаре, Париж (2007 г.) [42] [43]
- Премия Катерины Томассони и премия Феличе Пьетро Кизези , Италия (2008 г.) [44]
- Премия Юлиуса Эдгара Лилиенфельда Американского физического общества (2011 г.) [45]
- Премия Троттера , Техасский университет A&M (2013). [32]
- Премия Нормана Ф. Рэмси в области атомной, молекулярной и оптической физики, а также прецизионных испытаний фундаментальных законов и симметрий (2024 г.) [46]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Фан, Х.; Майерс, Т.Г.; Шукра, ПЛОХО; Габриэль, Г. (13 февраля 2023 г.). «Измерение магнитного момента электрона» . Письма о физических отзывах . 130 (7): 071801. arXiv : 2209.13084 . Бибкод : 2023PhRvL.130g1801F . doi : 10.1103/PhysRevLett.130.071801 . PMID 36867820 . S2CID 123962197 .
- ^ Сотрудничество ACME; Барон Дж.; Кэмпбелл, туалет; Демилль, Д.; Дойл, Дж. М.; Габриэль, Г.; Гуревич Ю.В.; Хесс, П.В.; Хатцлер, Северная Каролина (17 января 2014 г.). «Малый предел на порядок величины электрического дипольного момента электрона». Наука . 343 (6168): 269–272. arXiv : 1310.7534 . Бибкод : 2014Sci...343..269B . дои : 10.1126/science.1248213 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 24356114 . S2CID 564518 .
- ^ «Известный физик Джеральд Габриэль присоединится к Northwestern: Новости Северо-Западного университета» . www.northwestern.edu . Архивировано из оригинала 29 июля 2016 г. Проверено 20 ноября 2015 г.
- ^ «Ганс Г. Демельт - Биографический» . www.nobelprize.org . Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ «Известный физик Джеральд Габриэль присоединится к Northwestern: Новости Северо-Западного университета» . www.northwestern.edu . Архивировано из оригинала 29 июля 2016 г. Проверено 19 ноября 2015 г.
- ^ «Знакомьтесь, физик Джерри Габриэльс: Колледж Вайнберг - Северо-Западный университет» . www.weinberg.northwestern.edu . Проверено 30 июля 2018 г.
- ^ Попкин, Габриэль (10 января 2018 г.). «Отойди в сторону, ЦЕРН: есть более дешевый способ взломать физику» . Природа . 553 (7687): 142–144. Бибкод : 2018Natur.553..142P . дои : 10.1038/d41586-018-00106-5 .
- ^ Габриэль, Г.; Фей, X.; Ороско, Луизиана; Тьёлкер, РЛ; Хаас, Дж.; Калиновский, Х.; Трейнор, штат Калифорния; Келлс, В. (25 сентября 1989 г.). «Охлаждение и замедление захваченных антипротонов ниже 100 мэВ». Письма о физических отзывах . 63 (13): 1360–1363. Бибкод : 1989PhRvL..63.1360G . дои : 10.1103/PhysRevLett.63.1360 . ПМИД 10040547 .
- ^ Габриэль, Г. «Предложение Эриче» (PDF) .
- ^ Габриэль, Г.; Фей, X.; Хелмерсон, К.; Ролстон, СЛ; Тьёлкер, Р.; Трейнор, штат Калифорния; Калиновский, Х.; Хаас, Дж.; Келлс, В. (17 ноября 1986 г.). «Первый захват антипротонов в ловушку Пеннинга: источник килоэлектронвольт» . Письма о физических отзывах . 57 (20): 2504–2507. Бибкод : 1986PhRvL..57.2504G . doi : 10.1103/PhysRevLett.57.2504 . ПМИД 10033784 .
- ^ Габриэль, Г. (декабрь 1992 г.). «Чрезвычайно холодные антипротоны». Научный американец . 267 (6): 78. Бибкод : 1992SciAm.267f..78G . doi : 10.1038/scientificamerican1292-78 .
- ^ Габриэль, Г.; Хаббаз, А.; Холл, Д.С.; Хейманн, К.; Калиновский, Х.; Дже, В. (19 апреля 1999 г.). «Прецизионная масс-спектроскопия антипротона и протона с использованием одновременно захваченных частиц». Письма о физических отзывах . 82 (16): 3198–3201. Бибкод : 1999PhRvL..82.3198G . doi : 10.1103/PhysRevLett.82.3198 .
- ^ Габриэль, Г.; Боуден, Н.С.; Оксли, П.; Спек, А.; Стори, Швейцария; Тан, Дж. Н.; Вессельс, М.; Грзонка, Д. (31 октября 2002 г.). «Безфоновое наблюдение холодного антиводорода с полевым ионизационным анализом его состояний» (PDF) . Письма о физических отзывах . 89 (21): 213401. Бибкод : 2002PhRvL..89u3401G . doi : 10.1103/PhysRevLett.89.213401 . ПМИД 12443407 .
- ^ Габриэль, Г.; Калра, Р.; Кольтхаммер, WS; МакКоннелл, Р.; Ришерм, П.; Грзонка, Д.; Олерт, В.; Сефзик, Т. (16 марта 2012 г.). «Захваченный антиводород в основном состоянии». Письма о физических отзывах . 108 (11): 113002. arXiv : 1201.2717 . Бибкод : 2012PhRvL.108k3002G . doi : 10.1103/PhysRevLett.108.113002 . ПМИД 22540471 . S2CID 1480649 .
- ^ ДиШиакка, Дж.; Габриэль, Г. (10 апреля 2012 г.). «Прямое измерение магнитного момента протона». Письма о физических отзывах . 108 (15): 153001. arXiv : 1201.3038 . Бибкод : 2012PhRvL.108o3001D . doi : 10.1103/PhysRevLett.108.153001 . ПМИД 22587247 . S2CID 18621981 .
- ^ ДиШиакка, Дж.; Маршалл, М.; Марабл, К.; Габриэль, Г.; Эттенауэр, С.; Тардифф, Э.; Калра, Р.; Фицакерли, DW (25 марта 2013 г.). «Одночастичное измерение магнитного момента антипротона». Письма о физических отзывах . 110 (13): 130801. arXiv : 1301.6310 . Бибкод : 2013PhRvL.110m0801D . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.130801 . ПМИД 23581304 . S2CID 14943420 .
- ^ «Физики измеряют магнитный момент одиночной частицы антивещества | Физика | Sci-News.com» . www.sci-news.com . Проверено 20 ноября 2015 г.
- ^ Уилкинс, Алекс. «Физики произвели самое точное измерение одной частицы» . Новый учёный . Проверено 16 марта 2023 г.
- ^ Габриэль, Г.; Ханнеке, Д.; Киношита, Т.; Нио, М.; Одом, Б. (17 июля 2006 г.). «Новое определение постоянной тонкой структуры по значению электронного $g$ и КЭД» . Письма о физических отзывах . 97 (3): 030802. Бибкод : 2006PhRvL..97c0802G . doi : 10.1103/PhysRevLett.97.030802 . ПМИД 16907491 . S2CID 763602 .
- ^ Одом, Б.; Ханнеке, Д.; Д'Урсо, Б.; Габриэльс, Г. (17 июля 2006 г.). «Новое измерение магнитного момента электрона с использованием одноэлектронного квантового циклотрона». Письма о физических отзывах . 97 (3): 030801. Бибкод : 2006PhRvL..97c0801O . doi : 10.1103/PhysRevLett.97.030801 . ПМИД 16907490 .
- ^ Шварцшильд, Бертрам (1 августа 2006 г.). «Гиромагнитное отношение одинокого захваченного электрона измеряется с точностью более одной триллионной части». Физика сегодня . 59 (8): 15–17. Бибкод : 2006ФТ....59ч..15С . дои : 10.1063/1.2349714 . ISSN 0031-9228 .
- ^ Ханнеке, Д.; Фогвелл, С.; Габриэльс, Г. (26 марта 2008 г.). «Новое измерение магнитного момента электрона и постоянной тонкой структуры». Письма о физических отзывах . 100 (12): 120801. arXiv : 0801.1134 . Бибкод : 2008PhRvL.100l0801H . doi : 10.1103/PhysRevLett.100.120801 . ПМИД 18517850 . S2CID 2216271 .
- ^ Сотрудничество, ACME; Барон Дж.; Кэмпбелл, туалет; Демилль, Д.; Дойл, Дж. М.; Габриэль, Г.; Гуревич Ю.В.; Хесс, П.В.; Хатцлер, Северная Каролина (17 января 2014 г.). «Малый предел на порядок величины электрического дипольного момента электрона». Наука . 343 (6168): 269–272. arXiv : 1310.7534 . Бибкод : 2014Sci...343..269B . дои : 10.1126/science.1248213 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 24356114 . S2CID 564518 .
- ^ « Идеальная» округлость электрона ушибает суперсимметрию: DNews» . ДНьюс . Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ Андреев В.; Анг, Д.Г.; Демилль, Д.; Дойл, Дж. М.; Габриэльс, Г.; Хефнер, Дж.; Хатцлер, Северная Каролина; Ласнер, З.; Мейзенхельдер, К.; О'Лири, БР; Панда, компакт-диск; Запад, AD; Уэст, EP; Ву, Х.; Сотрудничество ACME (17 октября 2018 г.). «Улучшенный предел электрического дипольного момента электрона» . Природа . 562 (7727): 355–360. Бибкод : 2018Natur.562..355A . дои : 10.1038/s41586-018-0599-8 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 30333583 . S2CID 186242690 .
- ^ Браун, Лоуэлл С.; Габриэль, Джеральд (1 апреля 1982 г.). «Прецизионная спектроскопия заряженной частицы в несовершенной ловушке Пеннинга». Физический обзор А. 25 (4): 2423–2425. Бибкод : 1982PhRvA..25.2423B . дои : 10.1103/PhysRevA.25.2423 .
- ^ Габриэль, Г. (15 января 2009 г.). «Истинная циклотронная частота для частиц и ионов в ловушке Пеннинга». Международный журнал масс-спектрометрии . 279 (2–3): 107–112. Бибкод : 2009IJMSp.279..107G . дои : 10.1016/j.ijms.2008.10.015 .
- ^ Габриэль, Г. (27 апреля 2009 г.). «Почему возможна масс-спектрометрия боковой полосы с ионами в ловушке Пеннинга?». Письма о физических отзывах . 102 (17): 172501. Бибкод : 2009PhRvL.102q2501G . doi : 10.1103/PhysRevLett.102.172501 . ПМИД 19518777 . S2CID 32016734 .
- ^ Габриэль, Г.; Тан, Дж. (15 мая 1988 г.). «Самозащитные сверхпроводящие соленоидные системы». Журнал прикладной физики . 63 (10): 5143–5148. Бибкод : 1988JAP....63.5143G . дои : 10.1063/1.340416 . ISSN 0021-8979 .
- ^ Jump up to: а б «Награда выдающимся выпускникам: Джеральд Габриэль '73» . www.calvin.edu . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ «Дискуссия: Бог антиматерии — Джеральд Габриэльс» . www.faraday.st-edmunds.cam.ac.uk . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: а б «Серия лекций Троттера» . www.science.tamu.edu . Архивировано из оригинала 06 мая 2023 г. Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ Л. Дж. Лапидус, Д. Энзер и Г. Габриэль (2 августа 1999 г.). «Стохастическое переключение фазы параметрически управляемого электрона в ловушке Пеннинга» (PDF) . Письма о физическом обзоре, том. 83 нет. 5, 899 .
- ^ «APS: Физика в прайм-тайм: В поле» . blogs.nature.com . Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ Сюй, Джереми (13 мая 2009 г.). «Правда об ангелах, демонах и антиматерии» . www.livscience.com . Проверено 1 ноября 2023 г.
- ^ «Архив товарищей APS» . www.aps.org . Проверено 1 ноября 2023 г.
- ^ «Бывшие выпускники года (технические)» . Тринити-христианский колледж . Проверено 1 ноября 2023 г.
- ^ «Лауреат премии» . www.aps.org . Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ Офис, Кен Гевертц, Harvard News (22 апреля 2004 г.). «Премия Джорджа Ледли достается физику Джеральду Габриэлсу» . Гарвардская газета . Проверено 1 ноября 2023 г.
- ^ «Джеральд Габриэльс» . www.nasonline.org . Проверено 14 ноября 2015 г.
- ^ «Лекции памяти Захариасена | Факультет физики | Чикагский университет» . Physics.uchicago.edu . Проверено 1 ноября 2023 г.
- ^ Габриэль, Джеральд (2009), Дюплантье, Бертран; Раймонд, Жан-Мишель; Ривассо, Винсент (ред.), «Исследование одиночного изолированного электрона: новые измерения магнитного момента электрона и постоянной тонкой структуры» , «Спин: семинар Пуанкаре, 2007 г. » , «Прогресс в математической физике», Базель: Биркхойзер, стр. 105–145. , doi : 10.1007/978-3-7643-8799-0_4 , ISBN 978-3-7643-8799-0 , получено 9 ноября 2023 г.
- ^ «Семинар Бурбафи» . www.bourbaphy.fr . Проверено 9 ноября 2023 г.
- ^ «Премия Томассони Кизези | Факультет физики» . www.phys.uniroma1.it . Проверено 1 ноября 2023 г.
- ^ «Лауреат премии» . www.aps.org . Проверено 1 ноября 2023 г.
- ^ «Лауреат премии» . www.aps.org . Проверено 28 октября 2023 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
