Джозеф Вебер (17 мая 1919 — 30 сентября 2000) — американский физик . Он прочитал первую публичную лекцию о принципах лазера и мазера и разработал первые детекторы гравитационных волн ( бары Вебера ).
Джозеф Вебер родился в Патерсоне, штат Нью-Джерси , 17 мая 1919 года и был последним из четырех детей, рожденных в семье иммигрантов, говорящих на идиш. [4] Его звали «Йона», пока он не поступил в гимназию. [5] У него не было свидетельства о рождении, а его отец взял фамилию «Вебер», чтобы соответствовать имеющемуся паспорту, чтобы эмигрировать в США. Таким образом, у Джо Вебера было мало доказательств ни его семьи, ни его имени, что доставило ему некоторые проблемы с получением паспорта в разгар красной паники .
Вебер посещал государственные школы Патерсона (и Патерсон Талмуд Тора ), [5] окончил в шестнадцать лет «Курс механических искусств» средней школы Патерсона Истсайда в июне 1935 года. [6] [7] Он начал свое высшее образование в Cooper Union , но, чтобы сэкономить своей семье расходы на проживание и питание, он добился приема в Военно-морскую академию США, сдав конкурсный экзамен. Окончил Академию в 1940 году. [8]
Он служил на борту кораблей ВМС США во время Второй мировой войны, дослужившись до звания лейтенанта-коммандера . Вебер был палубным офицером военного корабля США « Лексингтон » , когда корабль получил известие о нападении на Перл-Харбор . В битве в Коралловом море его авианосец потопил японский авианосец «Сёхо» и, в свою очередь, был смертельно поврежден 8 мая 1942 года. Вебер часто рассказывал своим ученикам историю о том, как « Лексингтон» светился раскаленным светом , когда он скользил под волнами.
Позже он командовал субохотником SC-690 сначала в Карибском, а затем и в Средиземном море. В этой роли он принял участие во вторжении на Сицилию у пляжа Джела в июле 1943 года .
В 1943–45 годах он изучал электронику в Военно-морской аспирантуре , а с 1945 по 1948 год возглавлял разработку средств электронного противодействия в Корабельном бюро ВМФ в Вашингтоне, округ Колумбия . [8] Он ушел из военно-морского флота в звании лейтенанта-коммандера в 1948 году, чтобы стать профессором инженерного дела.
В 1948 году он поступил на инженерный факультет Мэрилендского университета в Колледж-Парке . Условием его назначения было быстрое получение докторской степени. Таким образом, он защитил докторскую диссертацию по микроволновой спектроскопии по ночам, уже будучи преподавателем. В 1951 году он защитил докторскую диссертацию на тему « Микроволновая техника в химической кинетике » в Католическом университете Америки. Опираясь на свой военно-морской опыт в области ламповой микроволновой техники, он разработал идею когерентного микроволнового излучения. [9] В 1951 году он представил доклад на конференции по исследованию электронных трубок в июне 1952 года, проходившей в Оттаве , [10] которая была первой публичной лекцией о принципах, лежащих в основе лазера и мазера . После этой презентации RCA попросило Вебера провести семинар по этой идее, а Чарльз Хард Таунс попросил у него копию статьи. [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 на принципе мазера-лазера». [14]
Его интерес к общей теории относительности побудил Вебера использовать творческий отпуск в 1955–1956 годах, финансируемый стипендией Гуггенхайма , для изучения гравитационного излучения вместе с Джоном Арчибальдом Уилером в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси , и в Институте теоретической физики Лоренца при Университете Нью-Джерси. Лейден в Нидерландах. [8] В то время существование гравитационных волн не было широко признано. После того, как он начал публиковать статьи по обнаружению гравитационных волн , он перешёл с инженерного факультета на физический факультет в Мэриленде.
Он разработал первые детекторы гравитационных волн ( бары Вебера ) в 1960-х годах и начал публиковать статьи, доказывающие, что он обнаружил эти волны. [15] В 1972 году он отправил на Луну аппарат для обнаружения гравитационных волн («Гравиметр лунной поверхности», часть пакета экспериментов на лунной поверхности «Аполлона » ) в рамках лунной миссии «Аполлон-17» . [16] [17]
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 Дуглас , другой физик, обнаружил ошибку в компьютерной программе Вебера, которая, как он утверждал, производила ежедневные сигналы гравитационных волн, которые, по утверждению Вебера, он обнаружил. Из-за ошибки сигнал как будто появился из шума. Гарвин агрессивно предъявил Веберу эту информацию на Пятой Кембриджской конференции по теории относительности в Массачусетском технологическом институте в июне 1974 года. Затем в журнале Physics Today был обменян 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, — является именно такой личностью, что он не сказал: «Нет, я никогда не видел гравитационной волны». И, к сожалению, Национальный научный фонд , который финансировал эту работу, не в состоянии очистить записи, что им следовало бы сделать». [20] В 1972 году Хайнц Биллинг и его коллеги из Института физики Макса Планка построили детектор, аналогичный детектору Вебера, в попытке проверить его утверждение, но не нашли результатов. [21]
Сам Вебер продолжал поддерживать свое оборудование для обнаружения гравитационных волн до своей смерти. [22] [23]
11 февраля 2016 года команды научного сотрудничества LIGO и Virgo Collaboration провели пресс-конференцию, на которой объявили, что они напрямую обнаружили гравитационные волны от пары сливающихся черных дыр в Рош ха-Шана 2015 года ( ярцайт Вебера ) с помощью усовершенствованных детекторов LIGO. . [24] [25] [26] Во время объявления многие выступавшие называли Вебера основателем этой области, в том числе Кипом Торном , который стал соучредителем LIGO и также посвятил большую часть своей карьеры поиску гравитационных волн. Позже Торн рассказал 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 последующем интервью Science Тримбл спросили, действительно ли Вебер видел гравитационные волны, на что она ответила: «Я не знаю. Но я думаю, что если бы существовали две технологии, они бы подтолкнули друг друга, поскольку сотрудники не как конкурентов, и это могло бы привести к наблюдению раньше». [28]
В ходе защиты своей работы по обнаружению гравитационных волн Вебер начал соответствующую работу по обнаружению нейтрино . Предполагая бесконечную жесткость кристалла, Вебер рассчитал, что нейтрино можно будет обнаружить с помощью кристаллов сапфира , и опубликовал экспериментальные результаты по рассеянию нейтрино этими кристаллами. [29] Вебер также запатентовал идею использования вибрирующих кристаллов для генерации нейтрино. Результаты его экспериментов противоречили предыдущим и последующим выводам других экспериментов, но теории нейтрино Вебера продолжают проверяться. [29]
Хотя его попытки найти гравитационные волны с помощью стержневых детекторов считаются неудачными, Вебер широко известен как отец усилий по обнаружению гравитационных волн, включая LIGO , MiniGrail и несколько исследовательских программ HFGW по всему миру. В его записных книжках были идеи 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 воспринял гравитационные волны и занимался ими до конца своей профессиональной карьеры. Иногда я спрашиваю себя, не вложил ли я в Вебера слишком большой энтузиазм по поводу такой монументально трудной задачи. Обнаружит ли он, в конце концов, гравитационные волны первым или же это сделает кто-то другой или какая-то другая группа, вряд ли имеет значение. Фактически, он заслуживает похвалы за то, что стал лидером. Ни у кого больше не хватило 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, занимающееся гравитационными волнами, понимает, что он на самом деле является отцом исследований гравитационных волн. И я думаю, общее ощущение такое, что они сожалеют, что не оказали ему больше почестей под конец его жизни, потому что он был настолько убежден, что уже видел гравитационные волны, что каждая возможность почтить его будет превращена в своего рода трамплина, с которого он проповедовал это евангелие «мы уже это видели», которое было широко отвергнуто. Даже люди, которые знали, что они не смогут создать LIGO и другие вещи, если ему предоставят слишком большую платформу, чтобы сказать «в этом нет необходимости, потому что это уже сделано», признают, что все усилия никогда бы не были начаты, если бы он не показал миру, что к гравитационным волнам можно относиться серьезно. До него этого никто не делал. Эйнштейн посмотрел на них и отмахнулся от них. То же самое сделали и другие люди. Сказал да, они должны быть там, но их нельзя измерить, так что перестаньте об этом думать.
- Чарльз В. Миснер , «Интервью Чарльза Миснера Кристофера Сми», [31]
Я не думаю, что до Вебера кто-то когда-либо тратил больше 10 минут, пытаясь понять, как обнаружить гравитационные волны в лаборатории... (LIGO) было настолько сложно построить, что если бы это началось 10 лет спустя , это натолкнулось бы на политическую стену... Возможно, прошло еще столетие, прежде чем кто-либо открыл гравитационные волны.
- Чарльз В. Миснер , «Выступление на открытии Мемориального сада Вебера возле Комплекса физических наук Университета Мэриленда, 12 марта 2019 г.» [32]
В его честь была названа премия Джозефа Вебера в области астрономических приборов .
Его первый брак с одноклассницей Анитой Штраус закончился с 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, диагностированной примерно тремя годами ранее. [5]
Неоконченная симфония Эйнштейна.