Фрэнк Джеймс Лоу (23 ноября 1933 г. — 11 июня 2009 г.) — американский физик, изучающий твёрдое тело , который стал лидером в новой области инфракрасной астрономии после изобретения в 1961 г. германиевого болометра, легированного галлием . Этот детектор расширил диапазон наблюдаемого спектра до гораздо более длинных волн.
Родился 23 ноября 1933 года в Мобиле, штат Алабама , Лоу вырос в детстве в Хьюстоне , штат Техас . Он получил степень бакалавра по физике в Йельском университете , а степень доктора философии по физике получил в Университете Райса в 1959 году. [1]
Он начал работать в Texas Instruments в 1961 году, где одним из его ранних проектов была разработка низкотемпературного термометра, который был разработан с использованием германиевого полупроводника , легированного небольшим количеством галлия , который измерял изменения температуры на основе изменения электрического сопротивления устройства по мере поглощения энергии. Основываясь на своем академическом опыте, он пришел к выводу, что технология, лежащая в основе этого термометра, может быть интегрирована в качестве основы для болометра, который может использоваться для измерения лучистой энергии, исходящей от звезд в виде инфракрасного излучения, волн, которые занимают часть электромагнитного спектра, длина волны которого длиннее, чем у видимого света (400–700 нм), но короче, чем у терагерцового излучения (100 мкм – 1 мм) или микроволн . [1]
Астрономы годами пытались найти способы обнаружения инфракрасного излучения, и в 1962 году Лоу отправился в Национальную радиоастрономическую обсерваторию в Грин-Бэнке, Западная Вирджиния , чтобы протестировать свой болометр, более чувствительный к инфракрасному излучению, чем детекторы, которые ранее использовались на телескопе Грин-Бэнк , крупнейшем в мире полностью управляемом радиотелескопе. Однако инфракрасные волны поглощаются молекулами, такими как водяной пар в атмосфере. [1]
Чтобы избежать атмосферного поглощения инфракрасного излучения, Лоу разработал устройства, которые можно было бы размещать на борту самолетов, сначала используя Douglas A-3 Skywarrior из ВМС США , который нёс 2-дюймовый телескоп в 1965 и 1966 годах, а затем используя Learjet, эксплуатируемый NASA с 12-дюймовым телескопом на борту. Лоу использовал Learjet, чтобы сделать открытие, что и Юпитер , и Сатурн излучают больше энергии, чем получают в виде солнечного излучения, продемонстрировав, что обе эти планеты должны иметь внутренний источник энергии. Лоу продолжал использовать Learjet для исследований, даже после того, как в 1975 году НАСА начало использовать Воздушную обсерваторию Койпера , используя бывший грузовой корабль C-141 Starlifter , который должен быть заменён на Стратосферную обсерваторию для инфракрасной астрономии (SOFIA), совместный проект НАСА и Немецкого аэрокосмического центра , который использует переделанный Boeing 747SP . [1]
Он работал в Университете Райса и в Университете Аризоны . Он также был президентом Infrared Laboratories, Inc., которую он основал в 1967 году для производства инфракрасных детекторов и криостатов для обсерваторий, а также инфракрасных микроскопов.
Он предложил и присоединился к международному проекту по созданию инфракрасного астрономического спутника (IRAS), проекту, который включал совместные усилия Соединенных Штатов, Великобритании и Нидерландов , который сделал первый обзор инфракрасного неба из космоса, избежав всех атмосферных помех для наблюдений, начиная с 1983 года. Лоу был главным технологом проекта. После того, как авария в Лаборатории реактивного движения уничтожила предварительные усилители, используемые в инфракрасных детекторах, Лоу возглавил усилия в Инфракрасных лабораториях по разработке улучшенных сменных блоков для разрешения кризиса. IRAS удалось обнаружить более 500 000 инфракрасных источников, включая множество галактик, и обнаружил оболочки мусора, окружающие звезды, которые показывают ранние стадии формирования планет , с мусором, похожим на тот, который позже был обнаружен как пояс Койпера , который окружает нашу Солнечную систему за орбитой Нептуна . На основании этих результатов исследователи пришли к выводу, что большая часть галактического излучения испускается в форме инфракрасного излучения, которое генерируется, когда свет молодых звезд поглощается межзвездной пылью , а затем излучается пылью в виде тепла. [1] В 1984 году IRAS обнаружил, что галактика Arp 220 , расположенная в 300 миллионах световых лет от Земли, является ближайшей сверхъяркой инфракрасной галактикой , излучающей в 100 раз больше энергии, чем галактика Млечный Путь , в основном в инфракрасном спектре, хотя она слабо видна в телескоп, использующий видимый свет. [2]
Лоу был назначен на должность научного сотрудника по обслуживанию инфракрасного телескопа NASA, позже переименованного в космический телескоп Spitzer . Работа была отложена из-за перерасхода средств, пока в 1993 году на выездном собрании ученых проекта у Лоу не возникло вдохновение; можно было использовать метод пассивного охлаждения — вместо того, чтобы помещать весь телескоп в ванну с жидким гелием для охлаждения устройства до температур, близких к абсолютному нулю , устройство можно было бы подвергнуть воздействию вакуума космоса для излучения большей части своего тепла, в то время как сами детекторы были бы единственными компонентами, охлаждаемыми с помощью жидкого гелия, изменение конструкции, которое позволило проекту Spitzer продвинуться вперед к его запуску в 2003 году. [1] [3] Тимоти Хаварден был отмечен NASA за разработку метода пассивного охлаждения, [4] который также был включен в другие космические зонды, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба , частичный преемник космического телескопа Хаббла , который будет искать самые старые объекты во Вселенной.
Лоу умер в возрасте 75 лет 11 июня 2009 года в Тусоне, штат Аризона , после продолжительной болезни. У него остались жена, трое детей и шесть внуков. [1]
Награды
Назван в его честь
