Райнер « Рай » Вайс ( / w aɪ s / WYSSE , нем. [vaɪs] ; родился 29 сентября 1932 г.) — американский физик немецкого происхождения , известный своим вкладом в гравитационную физику и астрофизику . Он является почётным профессором физики в Массачусетском технологическом институте и адъюнкт-профессором в LSU . Он наиболее известен изобретением лазерной интерферометрической техники, которая является основной операцией LIGO . Он был председателем научной рабочей группы COBE . [1] [2] [3]
Вайс помог реализовать ряд сложных экспериментальных тестов фундаментальной физики. Он является членом эксперимента Fermilab Holometer , который использует 40-метровый лазерный интерферометр для измерения свойств пространства и времени в квантовом масштабе и обеспечивает тесты квантовой голографической флуктуации с точностью Планка. [8] [9]
Ранняя жизнь и образование
Райнер Вайс родился в Берлине, Германия , в семье Гертруды Лёснер и Фредерика А. Вайса. [10] [11] Его отец, врач, невролог и психоаналитик, был изгнан из Германии нацистами , потому что он был евреем и активным членом Коммунистической партии . Его мать, актриса, была христианкой . [12] Его тетей была социолог Хильда Вайс .
Он преподавал в Университете Тафтса с 1960 по 1962 год, был постдокторантом в Принстонском университете с 1962 по 1964 год, а затем присоединился к преподавательскому составу Массачусетского технологического института в 1964 году. [10]
Вайс довел до зрелости две области фундаментальных физических исследований: характеристику космического фонового излучения [3] и интерферометрические наблюдения гравитационных волн.
В 1973 году он провел пионерские измерения спектра реликтового излучения, полученные с помощью метеозонда , показав, что реликтовое излучение имеет тепловой спектр, характерный для остаточного излучения Большого взрыва . [14] Позднее он стал соучредителем и научным консультантом спутника NASA Cosmic Background Explorer (COBE), [1] который составил подробную карту излучения.
Вайс также был пионером концепции использования лазеров для интерферометрического детектора гравитационных волн , предполагая, что длина пути, необходимая для такого детектора, потребует километровых рычагов. Он построил прототип в 1970-х годах, следуя более ранней работе Роберта Л. Форварда . [17] [18] Он был одним из основателей проекта NSF LIGO (обнаружение гравитационных волн), [19] который был основан на его докладе «Исследование длинной базовой системы гравитационных волновых антенн». [20]
Оба эти усилия объединяют проблемы приборостроения с физикой, важной для понимания Вселенной. [21]
В феврале 2016 года он был одним из четырех ученых коллаборации LIGO / Virgo , выступивших на пресс-конференции, где было объявлено о том, что в сентябре 2015 года было проведено первое прямое наблюдение гравитационных волн . [22] [23] [24] [25] [a]
Почести и награды
Райнер Вайс был отмечен многочисленными наградами, в том числе:
Weiss, R.; Stroke, HH; Jaccarino, V.; Edmonds, DS (1957). "Магнитные моменты и аномалии сверхтонкой структуры Cs 133 , Cs 135 и Cs 137 ". Phys. Rev . 105 (2): 590–603. Bibcode :1957PhRv..105..590S. doi :10.1103/PhysRev.105.590.
Р. Вайс (1961). «Детектор молекулярной электронной бомбардировки пучком». Rev. Sci. Instrum . 32 (4): 397–401. Bibcode : 1961RScI...32..397W. doi : 10.1063/1.1717386.
Р. Вайс и Л. Гродзинс (1962). "Поиск сдвига частоты фотонов с энергией 14,4 кэВ в пересекающих полях излучения". Physics Letters . 1 (8): 342. Bibcode : 1962PhL.....1..342W. doi : 10.1016/0031-9163(62)90420-1.
Вайс, Райнер (1963). «Эффект Штарка и сверхтонкая структура фтористого водорода». Phys. Rev. 131 ( 2): 659–665. Bibcode : 1963PhRv..131..659W. doi : 10.1103/PhysRev.131.659.
R. Weiss & B. Block (1965). "Гравиметр для мониторинга модели расширения Земли O S O ". J. Geophys. Res . 70 (22): 5615. Bibcode : 1965JGR....70.5615W. doi : 10.1029/JZ070i022p05615.
Р. Вайс и Г. Блюм (1967). «Экспериментальная проверка гипотезы красного смещения Фрейндлиха». Phys. Rev. 155 ( 5): 1412. Bibcode : 1967PhRv..155.1412B. doi : 10.1103/PhysRev.155.1412.
Р. Вайс (1967). «Электрические и магнитные полевые зонды». Am. J. Phys . 35 (11): 1047–1048. Bibcode : 1967AmJPh..35.1047W. doi : 10.1119/1.1973723.
R.Weiss и S. Ezekiel (1968). «Лазерно-индуцированная флуоресценция в молекулярном пучке йода». Phys. Rev. Lett . 20 (3): 91–93. Bibcode : 1968PhRvL..20...91E. doi : 10.1103/PhysRevLett.20.91.
Р. Вайс и Д. Мюльнер (1970). «Измерение изотропного фонового излучения в дальнем инфракрасном диапазоне». Phys. Rev. Lett . 24 (13): 742. Bibcode : 1970PhRvL..24..742M. doi : 10.1103/PhysRevLett.24.742.
Р. Вайс (1972). "Электромагнитно связанная широкополосная гравитационная антенна" (PDF) . Ежеквартальный отчет о ходе работ, Исследовательская лаборатория электроники, Массачусетский технологический институт . 105 : 54.
Р. Вайс и Д. Мюльнер (1973). "Измерения фонового излучения в дальнем инфракрасном диапазоне с помощью воздушного шара". Phys. Rev. D. 7 ( 2): 326. Bibcode : 1973PhRvD...7..326M. doi : 10.1103/PhysRevD.7.326.
R. Weiss & D. Muehlner (1973). "Дальнейшие измерения субмиллиметрового фона на высоте полета воздушного шара". Phys. Rev. Lett . 30 (16): 757. Bibcode :1973PhRvL..30..757M. doi :10.1103/PhysRevLett.30.757.
R. Weiss & DK Owens (1974). "Измерения фазовых флуктуаций в гелий-неоновом лазере Зеемана". Rev. Sci. Instrum . 45 (9): 1060. Bibcode : 1974RScI...45.1060O. doi : 10.1063/1.1686809.
R. Weiss, DK Owens & D. Muehlner (1979). "Большой обзор неба на миллиметровых и субмиллиметровых волнах, выполненный с высоты воздушного шара". Astrophysical Journal . 231 : 702. Bibcode : 1979ApJ...231..702O. doi : 10.1086/157235 .
Weiss, R.; Downey, PM; Bachner, FJ; Donnelly, JP; Lindley, WT; Mountain, RW; Silversmith, DJ (1980). "Монолитные кремниевые болометры". Журнал инфракрасных и миллиметровых волн . 1 (6): 910. doi :10.1364/ao.23.000910. PMID 18204660.
Р. Вайс (1980). «Измерения космического фонового излучения». Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 18 : 489–535. Bibcode :1980ARA&A..18..489W. doi : 10.1146/annurev.aa.18.090180.002421 .
Р. Вайс (1980). «Проект COBE». Physica Scripta . 21 (5): 670. Bibcode : 1980PhyS...21..670W. doi : 10.1088/0031-8949/21/5/016. S2CID 250836076.
R. Weiss, SS Meyer & AD Jeffries (1983). "Поиск эффекта Сюняева-Зельдовича на миллиметровых волнах". Astrophys. J. Lett . 271 : L1. Bibcode :1983ApJ...271L...1M. doi : 10.1086/184080 .
Вайс, Р.; Хэлперн, М.; Бенфорд, Р.; Мейер, С.; Мюльнер, Д. (1988). "Измерения анизотропии космического фонового излучения и диффузного галактического излучения на миллиметровых и субмиллиметровых волнах". Astrophys. J . 332 : 596. Bibcode :1988ApJ...332..596H. doi : 10.1086/166679 .
R. Weiss, JC Mather, ES Cheng, RE Eplee Jr., RB Isaacman, SS Meyer, RA Shafer, EL Wright, CL Bennett, NW Boggess, E. Dwek, S. Gulkis, MG Hauser, M. Janssen, T. Kelsall, PM Lubin, SH Moseley Jr., TL Murdock, RF Silverberg, GF Smoot и DT Wilkinson (1990). "Предварительное измерение спектра космического микроволнового фона спутником Cosmic Background Explorer (COBE)". Astrophys. J . 354 : L37. Bibcode :1990ApJ...354L..37M. doi : 10.1086/185717 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
R. Weiss, G. Smoot, C. Bennett, R. Weber, J. Maruschak, R. Ratliff, M. Janssen, J. Chitwood, L. Hilliard, M. Lecha, R. Mills, R. Patschke, C. Richards, C. Backus, J. Mather, M. Hauser, D. Wilkenson, S. Gulkis, N. Boggess, E. Cheng, T. Kelsall, P. Lubin, S. Meyer, H. Moseley, T. Murdock, R. Shafer, R. Silverberg и E. Wright (1990). "COBE Differential Microwave Radiometers: Instrument Design and Implementation". Astrophys. J . 360 : 685. Bibcode :1990ApJ...360..685S. doi : 10.1086/169154 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
R. Weiss (1990). "Интерферометрические детекторы гравитационных волн". В N. Ashby; D. Bartlett; W. Wyss (ред.). Труды Двенадцатой международной конференции по общей теории относительности и гравитации . Cambridge University Press. стр. 331. ISBN 9780521384285.
R. Weiss, D. Shoemaker, P. Fritschel, J. Glaime и N. Christensen (1991). "Прототип интерферометра Майкельсона с резонаторами Фабри-Перо". Applied Optics . 30 (22): 3133–8. Bibcode :1991ApOpt..30.3133S. doi :10.1364/AO.30.003133. PMID 20706365.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ ab "Нобелевская премия по физике 2017 года". Нобелевский фонд. 3 октября 2017 г. Получено 3 октября 2017 г.
^ Ринкон, Пол; Амос, Джонатан (3 октября 2017 г.). «Волны Эйнштейна получили Нобелевскую премию». BBC News . Получено 3 октября 2017 г.
↑ Овербай, Деннис (3 октября 2017 г.). «Нобелевская премия по физике 2017 года присуждена исследователям черной дыры LIGO». The New York Times . Получено 3 октября 2017 г.
^ Эмили Тэпп (6 октября 2017 г.). «Почему мы построили голометр». IOP, журнал Classical and Quantum Gravity . Получено 22 октября 2017 г.
^ Аарон Чоу и др. (2017). «Голометр: инструмент для исследования квантовой геометрии Планка». Класс. Квантовая гравитация. 34 (6): 065005. arXiv : 1611.08265 . Bibcode :2017CQGra..34f5005C. doi :10.1088/1361-6382/aa5e5c. S2CID 119065032.
^ ab "Резюме Вайса в mit.edu" (PDF) .
^ "Физик из Массачусетского технологического института Райнер Вайс разделяет Нобелевскую премию по физике". MIT News . 3 октября 2017 г.
^ "Биография Райнера Вайса" (PDF) . kavliprize.org. Архивировано из оригинала (PDF) 13 октября 2017 г. . Получено 7 июля 2018 г. .
^ Ширли К. Коэн (10 мая 2000 г.). «Интервью с Райнером Вайсом» (PDF) . Проект устной истории, Калифорнийский технологический институт . Получено 22 октября 2017 г.
^ ab Cho, Adrian (4 августа 2016 г.). «Познакомьтесь с бросившим колледж, который изобрел детектор гравитационных волн», Science . Получено 20 мая 2019 г.
^ Интервью с Райнером Вайсом (лауреатом Нобелевской премии по физике 2017 г.). Федеральный университет Пара. 2022 г.
^ Чо, Адриан (3 октября 2017 г.). «Рябь в космосе: американское трио получает Нобелевскую премию по физике за открытие гравитационных волн», Science . Получено 20 мая 2019 г.
^ Сервантес-Кота, Хорхе Л., Галиндо-Урибарри, Сальвадор и Смут, Джордж Ф. (2016). «Краткая история гравитационных волн», Вселенная, 2 , вып. 3, 22. Проверено 20 мая 2019.
^ Мервис, Джеффри. «Получил гравитационные волны? Спасибо подходу NSF к строительству больших объектов». Science Magazine . ISSN 1095-9203 . Получено 14 ноября 2017 г.
^ Линсей, П., Солсон, П. и Вайс, Р. (1983). «Исследование антенной системы гравитационных волн с длинной базой», NSF. Получено 20 мая 2019 г.
^ Дэвид Шумейкер (2012). «Эволюция передового LIGO» (PDF) . Журнал LIGO (1).
^ Твилли, Никола. «Гравитационные волны существуют: внутренняя история того, как ученые наконец их обнаружили». The New Yorker . ISSN 0028-792X . Получено 11 февраля 2016 г.
^ Эбботт, Б. П.; и др. (2016). «Наблюдение гравитационных волн от слияния бинарных черных дыр». Phys. Rev. Lett. 116 (6): 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode :2016PhRvL.116f1102A. doi :10.1103/PhysRevLett.116.061102. PMID 26918975. S2CID 124959784.
^ Naeye, Robert (11 февраля 2016 г.). «Обнаружение гравитационных волн возвещает о новой эре науки». Sky and Telescope . Получено 11 февраля 2016 г.
^ Кастельвекки, Давиде; Витце, Александра (11 февраля 2016 г.). «Наконец-то найдены гравитационные волны Эйнштейна». Nature News . doi :10.1038/nature.2016.19361. S2CID 182916902 . Получено 11 февраля 2016 г. .
^ «Получатель премии». aps.org.
^ «Премия за прорыв — Специальная премия за прорыв в фундаментальной физике присуждена за обнаружение гравитационных волн спустя 100 лет после того, как Альберт Эйнштейн предсказал их существование». breakingprize.org . Сан-Франциско. 2 мая 2016 г. Получено 3 октября 2017 г.
^ "Пресс-релиз премии Грубера по космологии 2016 года". gruber.yale.edu . Фонд Грубера. 4 мая 2016 г. Получено 3 октября 2017 г.
^ "Shaw Prize 2016". Архивировано из оригинала 3 марта 2018 г. Получено 31 мая 2016 г.
^ Премия Кавли. «9 научных пионеров получают премии Кавли 2016 года». www.prnewswire.com (пресс-релиз).
^ Премия Харви 2016 г.
^ «Познакомьтесь с командой ученых, открывших гравитационные волны». Smithsonian Magazine .
^ "Премия Уиллиса Э. Лэмба за лазерную науку и квантовую оптику" . Получено 17 марта 2017 г. .
^ «Фонд принцессы Астурийской». www.fpa.es .
^ "Группа 2: Астрономия, физика и геофизика". Норвежская академия наук и литературы . Архивировано из оригинала 22 декабря 2017 г. Получено 22 декабря 2017 г.
^ «Премия Джозефа Вебера за астрономические приборы». Американское астрономическое общество.
^ "AAS Fellows". AAS . Получено 1 октября 2020 г. .
Дальнейшее чтение
Cho, A. (5 августа 2016 г.). «Рассказчик». Science . 353 (6299): 532–537. doi :10.1126/science.353.6299.532. PMID 27493164.
Mather, J.; Boslough, J. (2008). Самый первый свет: истинная внутренняя история научного путешествия назад к заре вселенной . Basic Books. ISBN 978-0-465-01576-4.
Бартусяк, М. (2000). Незаконченная симфония Эйнштейна: Слушая звуки пространства-времени . Joseph Henry Press. ISBN 978-0-425-18620-6.
Внешние ссылки
Медиа, связанные с Райнером Вайсом на Wikimedia Commons
Сайт Райнера Вайса в Массачусетском технологическом институте
Группа LIGO в Институте астрофизики и космических исследований имени Кавли Массачусетского технологического института
Вопросы и ответы: Райнер Вайс о происхождении LIGO на news.mit.edu
Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine: «UW Frontiers of Physics Lecture: Dr. Rainer Weiss, осень 2016 г., записано 25 октября, Колледж искусств и наук Вашингтонского университета». YouTube . 10 ноября 2016 г.
Райнер Вайс на Nobelprize.orgвключая Нобелевскую лекцию 8 декабря 2017 г. LIGO и гравитационные волны I