stringtranslate.com

Дебора С. Джин

Дебора Шиу-лань Цзинь ( упрощенный китайский :金秀兰; традиционный китайский :金秀蘭; пиньинь : Jīn Xiùlán ; 15 ноября 1968 — 15 сентября 2016) — американский физик и научный сотрудник Национального института стандартов и технологий (NIST); внештатный профессор кафедры физики Университета Колорадо ; и научный сотрудник JILA , совместной лаборатории NIST с Университетом Колорадо. [1] [2]

Она считалась пионером в области полярной молекулярной квантовой химии. [3] [4] С 1995 по 1997 год она работала с Эриком Корнеллом и Карлом Виманом в JILA, где она участвовала в некоторых из самых ранних исследований конденсатов Бозе-Эйнштейна разреженных газов . [5] В 2003 году команда доктора Джин в JILA создала первый фермионный конденсат , новую форму материи. [6] Она использовала магнитные ловушки и лазеры для охлаждения фермионных атомных газов до температуры менее 100 миллиардных долей градуса выше нуля, успешно продемонстрировав квантовое вырождение и образование молекулярного конденсата Бозе-Эйнштейна . [7] [8] Джин часто упоминалась как сильный кандидат на Нобелевскую премию по физике. [9] [10] В 2002 году журнал Discover признал ее одной из 50 самых важных женщин в науке. [11]

Биография

Ранний период жизни

Джин родилась в округе Санта-Клара, штат Калифорния , [12] Джин была одной из трех детей и выросла в Индиан-Харбор-Бич, штат Флорида . [13] Ее отец был физиком, а мать физиком, работающим инженером. [13] Ее отец Рон Джин родился в Фучжоу в 1933 году и скончался в 2010 году. [14]

Образование

Джин с отличием окончила Принстонский университет в 1990 году, получив степень бакалавра гуманитарных наук по физике после завершения дипломной работы под названием «Холодильник с конденсационным насосом для использования при охлаждении болометрических детекторов миллиметрового диапазона». [15] [5] [16] Она была удостоена премии Аллена Г. Шенстоуна по физике в 1990 году.

Затем Джин училась в Чикагском университете , где она была аспирантом NSF с 1990 по 1993 год и получила степень доктора философии по физике в 1995 году, защитив докторскую диссертацию под названием «Экспериментальное исследование фазовых диаграмм сверхпроводников с тяжелыми фермионами и множественными переходами» под руководством Томаса Феликса Розенбаума . [17]

Научный вклад

После получения степени доктора философии Джин присоединилась к группе Эрика Корнелла в JILA , Объединенном институте лабораторной астрофизики в Боулдере , штат Колорадо , в качестве постдокторанта. Этот переход от конденсированного состояния к атомной физике потребовал от нее изучения нового набора экспериментальных методов. Джин присоединилась к группе Корнелла вскоре после того, как они получили первый рубидиевый конденсат Бозе-Эйнштейна (БЭК) и провели эксперименты, характеризующие его свойства. [18]

В 1997 году Джин сформировала собственную группу в JILA. В течение двух лет она разработала возможность создания первого квантового вырожденного газа фермионных атомов. Работа была мотивирована более ранними исследованиями БЭК и возможностью охлаждения разреженного газа атомов до 1 мкК. Слабые взаимодействия между частицами в БЭК привели к интересной физике. Было высказано предположение, что фермионные атомы будут образовывать аналогичное состояние при достаточно низких температурах, при этом фермионы будут объединяться в пары в явлении, похожем на создание куперовских пар в сверхпроводящих материалах. [19]

Работа была осложнена тем фактом, что, в отличие от бозонов , фермионы не могут занимать одно и то же квантовое состояние в одно и то же время из-за принципа исключения Паули , и поэтому ограничены в отношении механизмов охлаждения. При достаточно низкой температуре испарительное охлаждение , важный метод, используемый для достижения достаточно низкой температуры для создания первых БЭК, больше не эффективен для фермионов. Чтобы обойти эту проблему, Джин и ее команда охладили атомы калия-40 на двух разных магнитных подуровнях. Это позволило атомам на разных подуровнях сталкиваться друг с другом, восстанавливая эффективность испарительного охлаждения. Используя этот метод, Джин и ее группа смогли создать вырожденный ферми-газ при температуре около 300 нК, или половине температуры Ферми смеси. [20] [21]

В 2003 году Джин и ее команда были первыми, кто конденсировал пары фермионных атомов. Они непосредственно наблюдали молекулярный конденсат Бозе-Эйнштейна, созданный исключительно путем регулировки силы взаимодействия в ультрахолодном ферми-газе атомов с использованием резонанса Фешбаха . Она смогла наблюдать переходы газа между состоянием Бардина-Купера-Шриффера (БКШ) и конденсатом Бозе-Эйнштейна. [22]

В 2008 году Джин и ее команда разработали метод, аналогичный фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES), который позволил им измерять возбуждения их вырожденного газа как с разрешением по энергии, так и с разрешением по импульсу. Они использовали этот подход для изучения природы спаривания фермионов через кроссовер BCS-BEC, ту же систему, которую ее группа впервые исследовала в 2003 году. [23] Эти эксперименты предоставили первое экспериментальное доказательство псевдощели в кроссовере BCS-BEC. [24]

Джин продолжила продвигать границы ультрахолодной науки, когда она и ее коллега Цзюнь Йе сумели охладить полярные молекулы, обладающие большим электрическим дипольным моментом, до ультрахолодных температур, также в 2008 году. Вместо того, чтобы напрямую охлаждать полярные молекулы, они создали газ из ультрахолодных атомов, а затем преобразовали их в диполярные молекулы когерентным образом. Эта работа привела к новым идеям относительно химических реакций вблизи абсолютного нуля. Они смогли наблюдать и контролировать молекулы калия-рубидия (KRb) в самом низком энергетическом состоянии (основном состоянии). Они даже смогли наблюдать, как молекулы сталкиваются, разрываются и образуют химические связи. [25] Муж Джин, Джон Бон, который специализировался на теории ультрахолодных атомных столкновений, сотрудничал с ней в этой работе.

Почести и награды

Джин был избранным членом Национальной академии наук (2005) [4] и членом Американской академии искусств и наук (2007). [26] [27]

Джин завоевал ряд престижных наград, в том числе:

После ее смерти Американское физическое общество переименовало свою престижную премию для аспирантов DAMOP в честь Деборы Джин, чтобы признать ее вклад в области атомной, молекулярной и оптической физики. [34]

Личная жизнь

Джин вышла замуж за Джона Бона и родила дочь. [13] Джин умерла от рака 15 сентября 2016 года в Боулдере, штат Колорадо. [13] [35]

Ссылки

  1. ^ ab "Deborah S. Jin". JILA, Университет Колорадо . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Получено 3 декабря 2015 года .
  2. ^ "Интервью с Деборой С. Джин". Annenberg Learner . Annenberg Foundation. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 года . Получено 3 декабря 2015 года .
  3. ^ ДеМарко, Брайан; Бон, Джон; Корнелл, Эрик (октябрь 2016 г.). «Дебора С. Джин 1968–2016». Nature . 538 (7625): 318. Bibcode :2016Natur.538..318D. doi : 10.1038/538318a . PMID  27762370. S2CID  205091045.
  4. ^ abc Ost, Лора (29 января 2014 г.). "JILA/NIST Fellow Deborah Jin to Receive Comstock Prize in Physics 2014". Nist . Получено 29 января 2014 г.
  5. ^ abc "Лауреат премии имени Марии Гепперт Майер 2002 года Дебора С. Джин". Американское физическое общество . Получено 3 декабря 2015 г.
  6. ^ "Новая форма материи: II, поддерживаемые НАСА исследователи обнаружили странную новую фазу материи, называемую фермионными конденсатами". Science News . Nasa Science. 12 февраля 2004 г. Архивировано из оригинала 2 апреля 2019 г. Получено 12 июля 2017 г.
  7. ^ ab Galvin, Molly (16 января 2014 г.). "Академия награждает 15 за значительный вклад в науку". Новости Национальной академии наук . Национальная академия наук. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 г. Получено 3 декабря 2015 г.
  8. ^ Regal, CA; Greiner, M.; Jin, DS (28 января 2004 г.). "Наблюдение резонансной конденсации фермионных атомных пар". Physical Review Letters . 92 (4): 040403. arXiv : cond-mat/0401554 . Bibcode : 2004PhRvL..92d0403R. doi : 10.1103/PhysRevLett.92.040403. PMID  14995356. S2CID  10799388.
  9. ^ Чанг, Кеннет (22 сентября 2016 г.). «Дебора С. Джин умерла в возрасте 47 лет; физик изучал материю в условиях экстремального холода». The New York Times .
  10. ^ Орзел, Чад. «Предсказание Нобелевской премии по физике». Forbes . Получено 13 июня 2017 г.
  11. ^ Свитил, Кэти (13 ноября 2002 г.). «50 самых важных женщин в науке». Discover . Получено 21 декабря 2014 г.
  12. ^ "California Birth Index, 1905-1995". FamilySearch . Получено 19 сентября 2016 г.
  13. ^ abcd Вайль, Мартин. «Дебора Джин, государственный физик, выигравшая грант Макартура «гений», умерла в возрасте 47 лет». The Washington Post . Получено 22 сентября 2016 г.
  14. ^ «一盏过早熄灭的科学明灯 (Свет науки, который погас слишком рано)» . www.sohu.com . 22 сентября 2016 г. Проверено 28 мая 2022 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  15. ^ "Deborah S. Jin - CV" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2015-10-05.
  16. ^ Джин, Дебора С. (1990). Холодильник с конденсационным насосом для разбавления, используемый для охлаждения болометрических детекторов миллиметрового диапазона. Принстон, Нью-Джерси: Физический факультет.
  17. ^ Джин, Дебора Шиу-лан (1995). Экспериментальное исследование фазовых диаграмм сверхпроводников с тяжелыми фермионами и множественными переходами (Ph.D.). Чикагский университет . OCLC  833462117. ProQuest  304247574.
  18. ↑ Чанг, Кеннет (27 января 2017 г.). «Жизни: Дебора Джин '90». Princeton Alumni Weekly . Получено 26 июля 2019 г.
  19. ^ DeMarco, B.; Jin, DS (1 декабря 1998 г.). «Исследование квантового вырожденного газа фермионных атомов». Physical Review A. 58 ( 6): R4267–R4270. arXiv : cond-mat/9807406 . Bibcode : 1998PhRvA..58.4267D. doi : 10.1103/PhysRevA.58.R4267. S2CID  119413726.
  20. ^ "Фермионный газ достигает квантового вырождения". Physics World . 12 (10): 5. 5 апреля 1999. doi :10.1088/2058-7058/12/10/2.
  21. ^ DeMarco, B.; Jin, DS (10 сентября 1999 г.). «Начало вырождения Ферми в захваченном атомарном газе». Science . 285 (5434): 1703–1706. doi :10.1126/science.285.5434.1703. PMID  10481000.
  22. ^ Грейнер, Маркус; Регал, Синди А.; Джин, Дебора С. (2003). «Возникновение молекулярного конденсата Бозе–Эйнштейна из ферми-газа». Nature . 426 (6966): 537–540. Bibcode :2003Natur.426..537G. doi :10.1038/nature02199. PMID  14647340. S2CID  4348155.
  23. ^ Стюарт, Дж. Т.; Гэблер, Дж. П.; Джин, Д. С. (август 2008 г.). «Использование фотоэмиссионной спектроскопии для исследования сильно взаимодействующего ферми-газа». Nature . 454 (7205): 744–747. arXiv : 0805.0026 . Bibcode :2008Natur.454..744S. doi :10.1038/nature07172. PMID  18685703. S2CID  4309856.
  24. ^ Gaebler, JP; Stewart, JT; Drake, TE; Jin, DS; Perali, A.; Pieri, P.; Strinati, GC (4 июля 2010 г.). «Наблюдение поведения псевдощели в сильно взаимодействующем ферми-газе». Nature Physics . 6 (8): 569–573. arXiv : 1003.1147 . Bibcode :2010NatPh...6..569G. doi :10.1038/nphys1709. S2CID  119294316.
  25. ^ «Ультрахолодные молекулы — группа Ye». jila.colorado.edu .
  26. ^ "Профессор Дебора С. Джин". Американская академия искусств и наук . Архивировано из оригинала 13 января 2016 года . Получено 3 декабря 2015 года .
  27. ^ "2007 Class of Fellows and Foreign Honorary Members by Class and Section" (PDF) . Американская академия искусств и наук . Архивировано из оригинала (PDF) 8 декабря 2015 года . Получено 3 декабря 2015 года .
  28. ^ "Стипендиаты MacArthur / Знакомьтесь с выпускницей 2003 года Деборой Джин". MacArthur Foundation . Получено 3 декабря 2015 г.
  29. ^ Холлоуэй, Маргерит (2004). «Супергорячие среди ультракрутых». Scientific American . 291 (сентябрь): 40–42. Bibcode : 2004SciAm.291c..40H. doi : 10.1038/scientificamerican0904-40. PMID  15376749.
  30. ^ "Дебора Джин". Институт Франклина . 15 января 2014 г. Получено 2 декабря 2015 г.
  31. ^ Davidowitz, Suzie (22 октября 2012 г.). «L'OREAL-UNESCO for Women in Science Names Professor Deborah Jin Laureate for North America 2013». Market Wired . Получено 3 декабря 2015 г.
  32. ^ "Пять выдающихся женщин-ученых получили награды L'OREAL-UNESCO Awards". News Africa . 8 апреля 2013 г. Архивировано из оригинала 7 сентября 2016 г. Получено 3 декабря 2015 г.
  33. ^ "Институт физики объявляет победителей премии 2014 года". Институт физики . Архивировано из оригинала 29 июля 2020 года . Получено 4 июля 2014 года .
  34. ^ "Наследие Деборы Джин удостоено чести быть почитаемым DAMOP". www.aps.org . Получено 13 июня 2017 г.
  35. ^ "Deborah Jin Dies at 47". JILA . Архивировано из оригинала 19 сентября 2016 . Получено 19 сентября 2016 .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме Деборы Джин .