Марк Дж. Райзен

Марк Джордж Райзен — американский физик, проводящий эксперименты по квантовой оптике и оптике атома .

Ранняя жизнь и образование

Райзен родился в Нью-Йорке . Дядя Райзена, доктор Роберт Ф. Голдбергер , был ректором Колумбийского университета и заместителем директора по науке НИЗ .

Райзен посещал школу Уолден в Верхнем Вестсайде , пока его семья не переехала в Израиль . Он окончил среднюю школу Де Шалит и получил степень бакалавра математики в Тель-Авивском университете в 1980 году. Продолжил последипломное образование в Техасском университете в Остине под руководством Стивена Вайнберга ( Нобелевская премия по физике , 1979) и Джеффа Кимбл ( Калифорнийский технологический институт ).

Райзен защитил докторскую диссертацию. в 1989 году. С 1989 по 1991 год Райзен был Национального исследовательского совета постдоком (NRC) в отделе времени и частоты Национального института стандартов и технологий , работая с Дэвидом Вайнлендом ( Нобелевская премия по физике , 2012).

Академическая карьера

В 1991 году Райзен вернулся в Остин и в Техасский университет , где стал доцентом кафедры физики. В 1996 году он получил звание доцента, а в 2000 году — профессора. Райзен возглавляет кафедру Риджентс Фонда Сида В. Ричардсона по физике. В сентябре 2017 года Райзен получил совместную должность профессора кафедры педиатрии Медицинской школы Делла .

Научная карьера

Райзен начал свою научную карьеру в области теоретической физики элементарных частиц в 1984 году вместе со Стивеном Вайнбергом . В 1985 году Райзен перешел в экспериментальную физику , где начал свою работу с Джеффом Кимблом. В своей дипломной работе Райзен сыграл важную роль в одном из первых экспериментов по измерению сжатых состояний света , а также наблюдал вакуумное расщепление Раби в оптической области.

Работая в NIST, Райзен разработал миниатюрную линейную ионную ловушку , которая стала основой для квантовой информации с захваченными ионами.

В Техасском университете в Остине исследовательская программа Raizen Group использует лазерное охлаждение и захват нейтральных атомов для изучения фундаментальных проблем. Они наблюдали динамическую локализацию импульса атомов, квантовое подавление хаоса .

В других экспериментах Райзен и его группа исследовали квантовый транспорт атомов в ускоряющейся оптической решетке . Они изучили механизм потерь при ускорении за счет квантового туннелирования . На коротких временах они обнаружили отклонение от экспоненциального закона затухания вероятности выживания. Это кратковременное отклонение от экспоненциального затухания затем использовалось для подавления или увеличения скорости затухания - эффекта, известного как квантовый эффект Зенона или эффект Анти-Зено.

Райзен и его группа построили два эксперимента с конденсатом Бозе-Эйнштейна в рубидии и натрии . Они разработали систему для изучения и контроля квантовой статистики атомов и квантовой запутанности. Система включает в себя конденсат в оптической коробчатой ловушке и детектор одиночных атомов.

В отдельном эксперименте они продемонстрировали когерентное замедление сверхзвуковых лучей. С помощью атомной лопатки был получен медленный монохроматический пучок гелия в основном состоянии . В другом подходе импульсные магнитные поля использовались для остановки парамагнитных атомов и молекул. Для дальнейшего охлаждения этих частиц Райзен и его сотрудники представили концепцию одностороннего барьера, или односторонней стены, которая используется для накопления атомов или молекул в оптических пинцетах . Этот метод был экспериментально реализован группой Raizen в декабре 2007 года. Этот метод охлаждения представляет собой физическую реализацию информационного охлаждения, первоначально предложенного Лео Силардом в 1929 году. В этом предложении использовалась концепция информационной энтропии для разрешения парадокса Демона Максвелла . Вместе эти методы позволяют улавливать и охлаждать атомы, которые охватывают большую часть таблицы Менделеева , и парамагнитные молекулы.

В 2009 году Райзен и его группа провели эксперимент по изучению броуновского движения стеклянной бусины, удерживаемой оптическим пинцетом в воздухе. В 1907 году Альберт Эйнштейн опубликовал статью, в которой рассмотрел мгновенную скорость броуновского движения и показал, что ее можно использовать для проверки теоремы о равнораспределении , одного из основных принципов статистической механики. В этой статье Эйнштейн пришел к выводу, что мгновенную скорость невозможно измерить на практике из-за очень быстрой хаотизации движения. Весной 2010 года группа Райзена измерила мгновенную скорость броуновской частицы в воздухе. В 2014 году они провели такое же измерение в воде и ацетоне . Данные о скорости использовались для проверки распределения скоростей Максвелла-Больцмана и теоремы о равнораспределении для броуновской частицы.

Эти методы управления атомами были использованы Райзеном и его сотрудниками для разделения изотопов с высокой эффективностью. Эксперимент продемонстрировал обогащение лития-7 до чистоты более 99,95% за один проход. Этот метод разделения называется магнитно-активируемым и управляемым разделением изотопов (MAGIS). Одним из применений этой работы будет производство обогащенных изотопов для медицины в некоммерческой организации The Pointsman Foundation, председателем правления которой является Райзен.

Личная жизнь

Райзен женат и проживает в Остине и Сан-Антонио , штат Техас . Он является защитником сохранения исторического наследия и прав животных.

Награды и почести

2008: Медаль Уиллиса Лэмба в области лазерной науки и квантовой оптики
2002: Премия Макса Планка от Общества Макса Планка и Фонда Александра фон Гумбольдта.
1999: II премия Раби в области атомной, молекулярной и оптической физики, Американское физическое общество.
1993–1998: Национального научного фонда. Премия молодого исследователя
1992–1995: Управления военно-морских исследований. Премия молодому исследователю
1992–1994: Фонда Альфреда П. Слоана. научный сотрудник
1991–1993: Фонда Сида В. Ричардсона. научный сотрудник председателя Риджентс
1989–1991: Национального исследовательского совета. Постдокторская стипендия
1988-: IBM Стипендия выпускников

Райзен также является членом Американского физического общества и Оптического общества Америки .

См. также

Ссылки

М. Джеркинс; И. Чавес; У. Эван; МГ Райзен (2010). «Эффективное разделение изотопов методом однофотонной атомной сортировки». Физический обзор А. 82 (3): 033414. arXiv : 1001.0944 . Бибкод : 2010PhRvA..82c3414J . дои : 10.1103/PhysRevA.82.033414 .
Р. Дж. Кларк; Т.Р. Мазур; А. Либсон; МГ Райзен (2010). «Нанопроизводство методом магнитной фокусировки сверхзвуковых пучков». Прикладная физика Б. 103 (3): 547–551. arXiv : 1004.5581 . Бибкод : 2011ApPhB.103..547C . дои : 10.1007/s00340-010-4229-x . S2CID 14240309 .

Внешние ссылки

Марк Г. Райзен из Техасского университета в Остине
Фонд Стрелка [1]