Джеральд Габриэльс - Gerald Gabrielse - Wikipedia

Джеральд Габриэльс
НациональностьАмериканец
Альма-матерCalvin College (Б.С.)
Чикагский университет (Кандидат наук.)
Известенантивещество, прецизионное измерение
НаградыПремия Дэвиссона-Гермера (2002)
Приз Джорджа Ледли (2004)
Введен в Национальная Академия Наук (2007)
Премия Юлиуса Эдгара Лилиенфельда (2011)
Приз Троттера (2014)
Научная карьера
ПоляФизика
УчрежденияВашингтонский университет
Гарвардский университет
Северо-Западный университет
ДокторантГенри Гордон Берри
Другие научные консультантыГанс Демельт (постдок)
Интернет сайтcfp.physics.northwestern.edu/ gabrielse-group/ gabrielse-home.html

Джеральд Габриэльс является Американец физик. Он является профессором физики в Попечительском совете и директором Центр фундаментальной физики в Северо-Западный университет и почетный профессор физики Джорджа Фасмера Леверетта в Гарвардский университет. Он известен прежде всего своими экспериментами. ловушка и расследование антивещество, измеряя электрон g-фактор,[1] и измерения электрический дипольный момент электрона.[2] Его называют «лидером в сверхточных измерениях элементарных частиц и изучении антивещества».[3]

Карьера

Габриэль присутствовала Троицкий христианский колледж а потом Calvin College, получив степень бакалавра наук. (с отличием) в 1973 году. Затем он получил степень магистра наук. (1975) и доктор философии. (1980) по физике из Чикагский университет под Генри Гордон Берри. Габриэль стала постдоком в Вашингтонский университет в Сиэтл в 1978 г. Ганс Демельт,[4] и поступил на факультет в 1985 году. Он стал профессором физики в Гарвардский университет в 1987 г. и заведующий кафедрой физики Гарварда в 2000 г.

В 2018 году Габриэль переехала в Северо-Западный университет, став директором вновь созданного Центр фундаментальной физики низких энергий.[5][6] Этот центр будет первым в своем роде, посвященным мелкомасштабным настольным экспериментам по фундаментальной физике.[7]

Исследование

Исследования антиматерии

Габриэльс была пионером в области низкой энергии. антипротон и антиводород физики, предлагая захват антипротонов из кольцо для хранения, охлаждая их при столкновении с захваченными электронами,[8] и их использование для образования атомов антиводорода с низкой энергией.[9] Он возглавлял команду TRAP, которая осуществила первый захват антипротонов,[10] первое электронное охлаждение захваченных антипротонов и накопление антипротонов в аппарате 4 Кельвина.[11] Демонстрации и методы сделали возможным усилие, которое выросло с участием 4 международных коллабораций физиков, работающих в ЦЕРНе. Антипротонный замедлитель. В 1999 году команда TRAP Габриэльса провела точнейший тест Стандартная модель фундаментальный CPT теорема сравнивая отношение заряда к массе одного захваченного антипротона с антипротоном протон с точностью до 9 частей на 1011.[12] Точность полученного подтверждения прогноза Стандартной модели превысила точность предыдущих сравнений почти в 10 раз.6.

Габриэль сейчас возглавляет Команда ATRAP в ЦЕРН, одна из двух команд, которые первыми создали медленные атомы антиводорода и поместили их в магнитная ловушка.[13][14] Обе команды TRAP и ATRAP использовали захваченные антипротоны внутри вложенного Ловушка Пеннинга устройство для производства атомов антиводорода, достаточно медленных, чтобы попасть в магнитную ловушку. Команда провела первое одночастичное сравнение магнитных моментов одного протона и одного антипротона.[15][16] Их сравнение с точностью до 5 частей на миллион было в 680 раз более точным, чем предыдущие измерения.[17]

Прецизионное измерение

В 2006 году группа Габриэльсе использовала один захваченный электрон для измерения магнитный момент электрона до 0,76 частей на триллион,[18] что было в 15 раз точнее, чем измерение, которое длилось около 20 лет.[19] Два года спустя команда увеличила погрешность измерения еще в 3 раза.[1]

В 2014 году Габриэль в рамках сотрудничества ACME с Джоном Дойлом из Гарварда и Дэвид Демилль в Йель, измерил электрический дипольный момент электрона более чем на порядок по сравнению с предыдущим измерением с использованием луча окись тория,[20] результат, который имел последствия для жизнеспособности суперсимметрия.[21]

Другие исследования

Габриэльс также был одним из первооткрывателей теоремы Брауна-Габриэльса об инвариантности,[22] связывая циклотронную частоту в свободном пространстве с измеряемыми собственными частотами несовершенной ловушки Пеннинга. Приложения теоремы включают точные измерения магнитных моментов и точные масс-спектрометрии.[23] Это также делает боковая полоса возможна масс-спектрометрия, стандартный инструмент ядерной физики.[24]

Габриэльс также изобрела самозащитный сверхпроводящий соленоид который использует сохранение потока и тщательно подобранную геометрию связанных катушек для подавления сильных флуктуаций поля, вызванных внешними источниками. Устройство отвечало за успешное точное сравнение антипротона и протона, а также позволяло магнитно-резонансная томография (МРТ) системы для обнаружения изменяющихся магнитных полей от внешних источников, таких как лифты.[25]

Религиозные взгляды

Габриэльс считает себя ученым, который Реформатский христианин. В одном из интервью он сказал:

Я не верю, что наука и Библия противоречат друг другу. Однако возможно неверное понимание Библии и неправильное понимание науки. Важно выяснить, что из каждого может быть неправильно понято.[26]

Он также читал лекции о связи науки и религии. В 2006 году Габриэльс прочитала лекцию под названием «Бог антиматерии» в Институт науки и религии Фарадея в Колледж Эммануэля, Кембридж, обсуждая свои исследования антивещества, а также свой личный опыт христианства.[27] Он был награжден Приз Троттера в 2013 году и прочитал в этом году лекцию Троттера.[28]

Мелочи

  • В эпизоде Поздняя ночь с Конаном О'Брайеном вышедшей в эфир 21 февраля 2007 г., Джим Керри и Конан О'Брайен с юмором обсуждали содержание статьи, озаглавленной «Стохастическое переключение фазы параметрически управляемого электрона в ловушке Пеннинга»[29] Джеральд Габриэльс сказал, что это «пожалуй, самая непонятная статья, которую я когда-либо писал».[30]
  • Работая в ЦЕРНе, Габриэльс захватила первые антипротоны в 1986 году. Дэн Браун следующий роман Ангелы и демоны, и фильм сделан из этого, используйте антивещество, захваченное в ЦЕРН, как важную точку сюжета.

Награды

Рекомендации

  1. ^ а б Hanneke, D .; Fogwell, S .; Габриэльс, Г. (26 марта 2008 г.). «Новое измерение магнитного момента электрона и постоянной тонкой структуры». Письма с физическими проверками. 100 (12): 120801. arXiv:0801.1134. Bibcode:2008PhRvL.100l0801H. Дои:10.1103 / PhysRevLett.100.120801. PMID  18517850.
  2. ^ ACME Collaboration; Baron, J .; Campbell, W. C .; DeMille, D .; Doyle, J.M .; Gabrielse, G .; Гуревич Ю.В. Hess, P.W .; Хатцлер, Н. Р. (17 января 2014 г.). "Предел меньшего порядка величины электрического дипольного момента электрона". Наука. 343 (6168): 269–272. arXiv:1310.7534. Bibcode:2014Научный ... 343..269B. Дои:10.1126 / science.1248213. ISSN  0036-8075. PMID  24356114.
  3. ^ «Известный физик Джеральд Габриэльс присоединится к Northwestern: Northwestern University News». www.northwestern.edu. Получено 2015-11-20.
  4. ^ "Ганс Г. Демельт - Биографический". www.nobelprize.org. Получено 2015-11-14.
  5. ^ «Известный физик Джеральд Габриэльс присоединится к Northwestern: Northwestern University News». www.northwestern.edu. Получено 2015-11-19.
  6. ^ "Познакомьтесь с физиком Джерри Габриэльсом: Колледж Вайнберга - Северо-Западный университет". www.weinberg.northwestern.edu. Получено 2018-07-30.
  7. ^ "От природы": Отойдите в сторону ЦЕРН: есть более дешевый способ раскрыть физику"". Scienceprings. 2018-01-12. Получено 2018-07-30.
  8. ^ Gabrielse, G .; Fei, X .; Orozco, L.A .; Tjoelker, R.L .; Haas, J .; Калиновский, H .; Трейнор, Т. А .; Келлс, В. (1989-09-25). «Охлаждение и замедление захваченных антипротонов ниже 100 мэВ». Письма с физическими проверками. 63 (13): 1360–1363. Bibcode:1989ПхРвЛ..63.1360Г. Дои:10.1103 / PhysRevLett.63.1360. PMID  10040547.
  9. ^ Габриэльсе, Г. "Предложение Эриче" (PDF).
  10. ^ Gabrielse, G .; Fei, X .; Helmerson, K .; Rolston, S.L .; Tjoelker, R .; Трейнор, Т. А .; Калиновский, H .; Haas, J .; Келлс, В. (1986-11-17). "Первый захват антипротонов ловушкой Пеннинга: источник килоэлектронвольт". Письма с физическими проверками. 57 (20): 2504–2507. Bibcode:1986ПхРвЛ..57.2504Г. Дои:10.1103 / PhysRevLett.57.2504. PMID  10033784.
  11. ^ Габриэльс, Г. (декабрь 1992 г.). «Чрезвычайно холодные антипротоны». Scientific American: 78.
  12. ^ Gabrielse, G .; Хаббаз, А .; Холл, Д. С .; Heimann, C .; Калиновский, H .; Джхе, В. (19 апреля 1999 г.). «Прецизионная масс-спектроскопия антипротона и протона с использованием одновременно захваченных частиц». Письма с физическими проверками. 82 (16): 3198–3201. Bibcode:1999ПхРвЛ..82.3198Г. Дои:10.1103 / PhysRevLett.82.3198.
  13. ^ Gabrielse, G .; Bowden, N. S .; Oxley, P .; Speck, A .; Storry, C.H .; Tan, J. N .; Wessels, M .; Грзонка, Д. (31.10.2002). «Безфоновое наблюдение холодного антиводорода с анализом его состояний с помощью полевой ионизации» (PDF). Письма с физическими проверками. 89 (21): 213401. Bibcode:2002PhRvL..89u3401G. Дои:10.1103 / PhysRevLett.89.213401. PMID  12443407.
  14. ^ Gabrielse, G .; Kalra, R .; Kolthammer, W. S .; McConnell, R .; Richerme, P .; Грзонка, Д .; Oelert, W .; Сефзик, Т. (16 марта 2012 г.). «Захваченный антиводород в его основном состоянии». Письма с физическими проверками. 108 (11): 113002. arXiv:1201.2717. Bibcode:2012PhRvL.108k3002G. Дои:10.1103 / PhysRevLett.108.113002. PMID  22540471.
  15. ^ DiSciacca, J .; Габриэльс, Г. (2012-04-10). «Прямое измерение магнитного момента протона». Письма с физическими проверками. 108 (15): 153001. arXiv:1201.3038. Bibcode:2012PhRvL.108o3001D. Дои:10.1103 / PhysRevLett.108.153001. PMID  22587247.
  16. ^ DiSciacca, J .; Marshall, M .; Marable, K .; Gabrielse, G .; Ettenauer, S .; Tardiff, E .; Kalra, R .; Фитцакерли, Д. У. (25 марта 2013 г.). «Одночастичное измерение магнитного момента антипротона». Письма с физическими проверками. 110 (13): 130801. arXiv:1301.6310. Bibcode:2013ПхРвЛ.110м0801Д. Дои:10.1103 / PhysRevLett.110.130801. PMID  23581304.
  17. ^ "Физики измеряют магнитный момент отдельной частицы антивещества | Физика | Sci-News.com". www.sci-news.com. Получено 2015-11-20.
  18. ^ Odom, B .; Hanneke, D .; D’Urso, B .; Габриэльс, Г. (17 июля 2006 г.). «Новое измерение магнитного момента электрона с помощью одноэлектронного квантового циклотрона». Письма с физическими проверками. 97 (3): 030801. Bibcode:2006PhRvL..97c0801O. Дои:10.1103 / PhysRevLett.97.030801. PMID  16907490.
  19. ^ Шварцшильд, Бертрам (1 августа 2006 г.). «Гиромагнитное отношение одинокого электрона, захваченного в ловушку, измеряется с точностью более одной триллионной доли». Физика сегодня. 59 (8): 15–17. Bibcode:2006ФТ .... 59ч..15С. Дои:10.1063/1.2349714. ISSN  0031-9228.
  20. ^ Сотрудничество, ACME; Baron, J .; Campbell, W. C .; DeMille, D .; Doyle, J.M .; Gabrielse, G .; Гуревич Ю.В. Hess, P.W .; Хатцлер, Н. Р. (17 января 2014 г.). "Предел меньшего порядка величины электрического дипольного момента электрона". Наука. 343 (6168): 269–272. arXiv:1310.7534. Bibcode:2014Научный ... 343..269B. Дои:10.1126 / science.1248213. ISSN  0036-8075. PMID  24356114.
  21. ^ "'Идеальная электронная округлость ушибает суперсимметрию: DNews ". DNews. Получено 2015-11-14.
  22. ^ Браун, Лоуэлл С .; Габриэль, Джеральд (1982-04-01). «Прецизионная спектроскопия заряженной частицы в несовершенной ловушке Пеннинга». Физический обзор A. 25 (4): 2423–2425. Bibcode:1982ПхРвА..25.2423Б. Дои:10.1103 / PhysRevA.25.2423.
  23. ^ Габриэльс, Г. (15 января 2009 г.). «Истинная циклотронная частота для частиц и ионов в ловушке Пеннинга». Международный журнал масс-спектрометрии. 279 (2–3): 107–112. Bibcode:2009IJMSp.279..107G. Дои:10.1016 / j.ijms.2008.10.015.
  24. ^ Габриэльс, Г. (27 апреля 2009 г.). «Почему возможна масс-спектрометрия боковой полосы с ионами в ловушке Пеннинга?». Письма с физическими проверками. 102 (17): 172501. Bibcode:2009PhRvL.102q2501G. Дои:10.1103 / PhysRevLett.102.172501. PMID  19518777.
  25. ^ Gabrielse, G .; Тан, Дж. (1988-05-15). «Самозащитные сверхпроводящие соленоидные системы». Журнал прикладной физики. 63 (10): 5143–5148. Bibcode:1988JAP .... 63.5143G. Дои:10.1063/1.340416. ISSN  0021-8979.
  26. ^ «Премия выдающихся выпускников: Джеральд Габриэльс '73» (PDF). Гарвардский университет. Получено 2018-12-16.
  27. ^ «Обсуждение: Бог антиматерии - Джеральд Габриэльс». www.faraday.st-edmunds.cam.ac.uk. Архивировано из оригинал на 2016-03-04. Получено 2015-11-14.
  28. ^ а б "| Научный колледж Техасского университета A&M". www.science.tamu.edu. Получено 2015-11-14.
  29. ^ Л.Дж. Лапидус, Д. Энзер и Г. Габриэльс (1999-08-02). "Стохастическое переключение фаз параметрически управляемого электрона в ловушке Пеннинга" (PDF). Physical Review Letters, vol. 83 нет. 5, 899.
  30. ^ «АПС: физика прайм-тайма: в поле». blogs.nature.com. Получено 2015-11-14.
  31. ^ «Получатель приза». www.aps.org. Получено 2015-11-14.
  32. ^ "Колледж Кальвина". www.calvin.edu. Получено 2015-11-14.
  33. ^ "Джеральд Габриэльс". www.nasonline.org. Получено 2015-11-14.

внешняя ссылка