stringtranslate.com

Джозеф Вебер

Джозеф Вебер (17 мая 1919 г. – 30 сентября 2000 г.) – американский физик . Он прочитал первую публичную лекцию о принципах работы лазера и мазера и разработал первые детекторы гравитационных волн ( решетки Вебера ).

Ранний период жизни

Джозеф Вебер родился в Патерсоне, штат Нью-Джерси , 17 мая 1919 года, он был последним из четырех детей, рожденных в семье еврейских иммигрантов, говорящих на идише. [4] Его звали «Йона», пока он не поступил в среднюю школу. [5] У него не было свидетельства о рождении, а его отец взял фамилию «Вебер», чтобы она соответствовала имеющемуся паспорту, чтобы эмигрировать в США. Таким образом, у Джо Вебера было мало доказательств ни о его семье, ни о его настоящем имени, что создало ему некоторые проблемы с получением паспорта в разгар красной паники .

Раннее образование

Вебер посещал государственные школы Патерсона (и Талмуд-Тору Патерсона ), [5] окончив в шестнадцать лет «Курс Механического Искусства» в средней школе Патерсона Истсайда в июне 1935 года. [6] [7] Он начал свое бакалаврское образование в Cooper Union , но чтобы сэкономить своей семье расходы на проживание и питание, он получил поступление в Военно-морскую Академию США, сдав конкурсный экзамен. Он окончил Академию в 1940 году. [8]

Карьера в военно-морском флоте

Он служил на кораблях ВМС США во время Второй мировой войны, дослужившись до звания лейтенант-коммандера . Вебер был офицером палубы на USS Lexington , когда корабль получил известие о нападении на Перл-Харбор . В битве в Коралловом море его авианосец потопил японский авианосец Shōhō и, в свою очередь, был смертельно поврежден 8 мая 1942 года. Вебер часто развлекал своих студентов историей о том, как Lexington сиял , скользя под волнами.

Позже он командовал подводным охотником SC-690, сначала в Карибском море, а затем в Средиземном море. В этой роли он принял участие во вторжении на Сицилию в районе пляжа Гела в июле 1943 года. [8]

Он изучал электронику в Военно-морской аспирантуре в 1943-45 годах, а с 1945 по 1948 год он возглавлял проектирование средств радиоэлектронной борьбы в Бюро кораблей ВМС в Вашингтоне, округ Колумбия . [8] Он уволился из ВМС в звании лейтенант-коммандера в 1948 году, чтобы стать профессором инженерного дела.

Ранняя послевоенная карьера; разработка MASER

В 1948 году он поступил на инженерный факультет Мэрилендского университета в Колледж-Парке . Условием его назначения было быстрое получение степени доктора философии. Таким образом, он изучал микроволновую спектроскопию по ночам, уже будучи преподавателем. Он защитил докторскую диссертацию под названием « Микроволновая техника в химической кинетике » в Католическом университете Америки в 1951 году. Опираясь на свой военно-морской опыт в области трубчатой ​​микроволновой техники, он разработал идею когерентного микроволнового излучения. [9] В 1951 году он представил доклад на июньскую конференцию по исследованию электронных ламп , состоявшуюся в Оттаве [10], которая стала самой ранней публичной лекцией о принципах работы лазера и мазера . После этой презентации RCA попросила Вебера провести семинар по этой идее, и Чарльз Хард Таунс попросил его предоставить ему копию доклада. [11] Таунс работал в том же направлении, как и Николай Басов и Александр Прохоров . [12] Хотя Вебер был совместно номинирован на Нобелевскую премию по физике в 1962 и 1963 годах за вклад в разработку лазера, [13] именно Таунс, Басов и Прохоров получили Нобелевскую премию 1964 года «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей, основанных на принципе мазера–лазера». [14]

Работа по обнаружению гравитационных волн

Его интерес к общей теории относительности привел к тому, что Вебер использовал творческий отпуск 1955–1956 годов, финансируемый стипендией Гуггенхайма , для изучения гравитационного излучения с Джоном Арчибальдом Уилером в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси , и Институте теоретической физики Лоренца в Лейденском университете в Нидерландах. [8] В то время существование гравитационных волн не было широко признано. После того, как он начал публиковать статьи об обнаружении гравитационных волн , он перешел с инженерного факультета на физический факультет в Мэриленде.

Он разработал первые детекторы гравитационных волн ( Weber bars ) в 1960-х годах и начал публиковать статьи с доказательствами того, что он обнаружил эти волны. [15] В 1972 году он отправил на Луну аппарат для обнаружения гравитационных волн («Лунный поверхностный гравиметр», часть пакета экспериментов на поверхности Луны программы «Аполлон» ) в ходе лунной миссии «Аполлон-17» . [16] [17]

Заявления об обнаружении гравитационных волн дискредитированы

В 1970-х годах результаты этих экспериментов с гравитационными волнами были в значительной степени дискредитированы, хотя Вебер продолжал утверждать, что он обнаружил гравитационные волны. [18] Чтобы проверить результаты Вебера, физик IBM Ричард Гарвин построил детектор, похожий на детектор Джозефа Вебера. За шесть месяцев он обнаружил только один импульс, который, скорее всего, был шумом. [19] Дэвид Дугласс , другой физик, обнаружил ошибку в компьютерной программе Вебера, которая, как он утверждал, производила ежедневные сигналы гравитационных волн, которые Вебер, как утверждал, обнаружил. Из-за ошибки сигнал, казалось, появлялся из шума. Гарвин агрессивно противостоял Веберу с этой информацией на Пятой Кембриджской конференции по теории относительности в Массачусетском технологическом институте в июне 1974 года. Затем в Physics Today был обмен серией писем . Гарвин утверждал, что модель Вебера была «безумной, потому что Вселенная превратила бы всю свою энергию в гравитационное излучение примерно за 50 миллионов лет, если бы кто-то действительно обнаружил то, что обнаружил Джо Вебер». «Вебер», — заявил Гарвин, «просто такой персонаж, что он не сказал: «Нет, я никогда не видел гравитационной волны». И Национальный научный фонд , к сожалению, который финансировал эту работу, недостаточно мужествен, чтобы очистить запись, хотя они должны были». [20] В 1972 году Хайнц Биллинг и его коллеги из Института физики Макса Планка построили детектор, похожий на детектор Вебера, в попытке проверить его заявление, но не нашли никаких результатов. [21]

Сам Вебер продолжал обслуживать свое оборудование для обнаружения гравитационных волн до самой своей смерти. [22] [23]

Открытие гравитационных волн с помощью LIGO

11 февраля 2016 года команды LIGO Scientific Collaboration и Virgo Collaboration провели пресс-конференцию, на которой объявили о том, что они напрямую обнаружили гравитационные волны от пары сливающихся черных дыр в Рош ха-Шана 2015 года (веберовский год рождения ) с помощью усовершенствованных детекторов LIGO. [24] [25] [26] Во время объявления Вебер был назван многочисленными ораторами основателем этой области, в том числе Кипом Торном , который был соучредителем LIGO и также посвятил большую часть своей карьеры поиску гравитационных волн. Позже Торн сказал Washington Post : «Он действительно является отцом-основателем этой области». [27] Вторая жена Вебера, астроном Вирджиния Тримбл , сидела в первом ряду аудитории во время пресс-конференции LIGO. В интервью журналу Science впоследствии Тримбл спросили, действительно ли Вебер видел гравитационные волны, на что она ответила: «Я не знаю. Но я думаю, если бы было две технологии, развивающиеся вперед, они бы подталкивали друг друга, как соавторы, а не как конкуренты, и это могло бы привести к наблюдению раньше». [28]

Работа по обнаружению нейтрино

В ходе защиты своей работы по обнаружению гравитационных волн Вебер начал смежную работу по обнаружению нейтрино . Предполагая бесконечную жесткость кристалла, Вебер вычислил, что можно обнаружить нейтрино с помощью сапфировых кристаллов , и опубликовал экспериментальные результаты по рассеянию нейтрино с помощью этих кристаллов. [29] Вебер также запатентовал идею использования вибрирующих кристаллов для генерации нейтрино. Его экспериментальные результаты противоречили предыдущим и последующим открытиям из других экспериментов, но теории нейтрино Вебера продолжают проверяться. [29]

Наследие

Хотя его попытки обнаружить гравитационные волны с помощью стержневых детекторов считаются неудачными, Вебер широко считается отцом усилий по обнаружению гравитационных волн, включая LIGO , MiniGrail и несколько исследовательских программ HFGW по всему миру. Его записные книжки содержали идеи для лазерных интерферометров; позже такой детектор был впервые сконструирован его бывшим студентом Робертом Форвардом в исследовательских лабораториях Хьюза.

Джо Вебер был первым... После нашей совместной работы в Лейдене он с религиозным рвением принял гравитационные волны и занимался ими до конца своей профессиональной карьеры. Иногда я спрашиваю себя, не слишком ли я вселил в Вебера энтузиазм для такой монументально сложной задачи. Является ли он, в конце концов, первым, кто обнаружил гравитационные волны, или это сделает кто-то другой или какая-то другая группа, не имеет значения. На самом деле, он заслуживает признания за то, что проложил путь. Никто другой не имел смелости искать гравитационные волны, пока Вебер не показал, что это находится в пределах возможного.

—  Джон Арчибальд Уилер , Геоны, черные дыры и квантовая пена: жизнь в физике , [30] стр. 257-258.

Все сообщество гравитационных волн осознает, что он на самом деле отец исследований гравитационных волн. И я думаю, что общее чувство заключается в том, что они сожалеют, что не воздали ему больше почестей к концу его жизни, потому что он был настолько убежден, что уже видел гравитационные волны, что каждая возможность воздать ему почести превращалась в своего рода трамплин, с которого он проповедовал бы это евангелие «мы уже видели это», которое было широко отвергнуто. Даже люди, которые знали, что они не смогут создать LIGO и другие вещи, если бы ему дали слишком большую платформу, чтобы сказать «это не обязательно, потому что это уже было сделано», признают, что все усилия никогда бы не были начаты, если бы он не показал миру, что можно воспринимать гравитационные волны всерьез. До него никто этого не делал. Эйнштейн посмотрел на них и отмахнулся от них. Так же поступили и другие люди. Сказал, что да, они должны быть там, но их нельзя измерить, так что хватит думать об этом.

—  Чарльз В. Мизнер , «Интервью Чарльза Мизнера Кристоферу Сми», [31]

До Вебера, я не думаю, что кто-либо тратил больше 10 минут, пытаясь понять, как обнаружить гравитационные волны в лабораторных условиях... (LIGO) было настолько сложным в создании, что если бы его начали на 10 лет позже, он бы уперся в политическую стену... Возможно, прошло бы еще столетие, прежде чем кто-то обнаружил бы гравитационные волны.

—  Чарльз В. Мизнер , «Выступление на церемонии открытия Мемориального сада Вебера возле Физического научного комплекса в Мэрилендском университете, 12 марта 2019 г.» [32]

В его честь названа премия имени Джозефа Вебера за достижения в области астрономических приборов .

Личная жизнь

Его первый брак с одноклассницей Анитой Штраус закончился ее смертью в 1971 году. Его второй брак был с астрономом Вирджинией Тримбл . [8] У него было 4 сына (от первого брака) и шесть внуков.

Джозеф Вебер умер 30 сентября 2000 года в Питтсбурге, штат Пенсильвания , во время лечения лимфомы, которая была диагностирована примерно тремя годами ранее. [5]

Ссылки

  1. ^ "Архив членов APS". Американское физическое общество . Получено 2019-04-30 .
  2. ↑ Каталог Вашингтонского научно-исследовательского библиотечного консорциума. Получено 28.11.2016.
  3. ^ Проект документации кладбищ USNA: Форма инвентаризации кладбищ. Получено 29.04.2016.
  4. ^ Сотрудники. СООБЩЕСТВО УЧЕНЫХ: Институт перспективных исследований. Преподавательский состав и члены 1930-1980 гг. Архивировано 24 ноября 2011 г. в Wayback Machine , стр. 429. Институт перспективных исследований , 1980 г. Доступ 22 ноября 2015 г. «Вебер, Джозеф 55f, 62-63, 69-70 M(NS), Physics Born 1919 Paterson, NJ».
  5. ^ abc "Joseph Weber (1919 - 2000)". baas.aas.org . Архивировано из оригинала 2019-10-20 . Получено 2019-10-20 .
  6. ^ Paterson Eastside High School Senior Mirror 1935. Еврейское историческое общество Северного Джерси, Коллекция школьных ежегодников. Патерсон, Нью-Джерси. С. 67.
  7. ^ «Ученый, ищущий доказательства существования гравитационных волн, посещал здесь школу», The News , 3 октября 1963 г. Доступно 23 марта 2021 г. через Newspapers.com . «Их поиски ведутся из изолированного подземного сооружения в университете доктором Джозефом Вебером, бывшим учеником Патерсона и выпускником средней школы Истсайда».
  8. ^ abcde Архив класса Военно-морской академии США 1940 года. Получено 24.02.2015.
  9. ^ Американский институт физики. Устное интервью по истории с Джозефом Вебером в 1983 году.
  10. ^ Зал славы инноваций
  11. ^ Бертолотти, Марио (2015), Мазеры и лазеры, второе издание: исторический подход, CRC Press, стр. 89–91, ISBN 978-1-4822-1780-3, получено 15 марта 2016 г.
  12. ^ Чарльз Х. Таунс – Нобелевская лекция
  13. ^ "База данных номинаций" . Получено 21 ноября 2016 г.
  14. ^ «Нобелевская премия по физике 1964 года».
  15. ^ "Коллекция: документы Джозефа Вебера | Архивные коллекции". archives.lib.umd.edu . Получено 13 августа 2020 г.
  16. ^ Гравиметр лунной поверхности
  17. ^ Giganti, JJ; et al. (1973). "Эксперимент с гравиметром на поверхности Луны" (PDF) . Apollo 17 Prelim. Sci. Rept . SP-330.
  18. ^ Ранние годы социологии гравитационных волн
  19. ^ Марсия Бартусяк , Незаконченная симфония Эйнштейна , Joseph Henry Press , 2000, стр. 102
  20. ↑ Гарвин, Ричард (23 октября 1986 г.). «Устные истории: Ричард Гарвин - Сессия I». Беседовал Финн Аасеруд. Йорктаун-Хайтс, Нью-Йорк: Американский институт физики.
  21. ^ "Пионер компьютерной и гравитационно-волновой астрономии Хайнц Биллинг отмечает свой 100-й день рождения". Бенджамин Книспель . GEO600.org. 7 апреля 2014 г. Архивировано из оригинала 21 апреля 2016 г. Получено 22 февраля 2016 г.
  22. ^ Кэрролл, Крис (18 августа 2016 г.). «Making Waves». TERP . Получено 09.12.2018 .
  23. ^ Левин, Джанна (11 апреля 2016 г.). «Как гравитационные ряби Джо Вебера оказались всего лишь шумом». Aeon .Отрывок из Black Hole Blues and Other Songs from Outer Space . Anchor Books. 2017. ISBN 978-0-307-94848-9. OCLC  952790930.
  24. ^ Кастельвекки, Давиде; Витце, Витце (11 февраля 2016 г.). «Наконец-то найдены гравитационные волны Эйнштейна». Nature News . doi :10.1038/nature.2016.19361. S2CID  182916902 . Получено 11.02.2016 .
  25. ^ BP Abbott; et al. (LIGO Scientific и Virgo Collaborations) (2016). "Наблюдение гравитационных волн от слияния бинарных черных дыр". Physical Review Letters . 116 (6): 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102. PMID  26918975. S2CID  124959784.
  26. ^ "Гравитационные волны обнаружены через 100 лет после предсказания Эйнштейна | NSF - Национальный научный фонд". www.nsf.gov . Получено 2016-02-11 .
  27. ^ Ахенбах, Джоэл (12 февраля 2016 г.). «Успех LIGO был построен на многих неудачах». The Washington Post . Получено 2018-12-09 .
  28. ^ Чо, Адриан (15 февраля 2016 г.). «Вспоминая Джозефа Вебера, противоречивого пионера гравитационных волн». Наука .
  29. ^ ab Allan Franklin (2010). «Гравитационные волны и нейтрино: более поздняя работа Джозефа Вебера» (PDF) . Perspectives on Science . 18 (2): 119–151. doi :10.1162/posc.2010.18.2.119. S2CID  15241606. Архивировано из оригинала (PDF) 2017-08-14 . Получено 2017-11-30 .
  30. ^ Уилер, Джон Арчибальд; Форд, Кеннет (1998). Геоны, черные дыры и квантовая пена: жизнь в физике. Нью-Йорк: WW Norton & Co. ISBN 0-393-04642-7.
  31. ↑ Мизнер, Чарльз; Сминк, Кристофер (22 мая 2001 г.). «Интервью Чарльза Мизнера Кристоферу Сминку». Университет штата Пенсильвания: Библиотека и архив Нильса Бора, Американский институт физики.
  32. ^ Кэрролл, Крис (12 марта 2019 г.). «Сад гравитации: первопроходец в области исследования гравитационных волн будет сегодня удостоен мемориала у здания Физического научного комплекса». MarylandToday .

Внешние ссылки