Джеймс П. Гордон - James P. Gordon

Джеймс П. Гордон
Джеймс П. Гордон.jpg
Джеймс П. Гордон (1928–2013)
Родившийся(1928-03-20)20 марта 1928 г.
Нью-Йорк, Нью-Йорк
Умер21 июня 2013 г.(2013-06-21) (85 лет)
Манхэттен, Нью-Йорк, Нью-Йорк
НациональностьСоединенные Штаты
Альма-матерКолумбийский университет
Массачусетский Институт Технологий
Научная карьера
ПоляФизика
УчрежденияBell Labs
ДокторантЧарльз Хард Таунс

Джеймс Пауэр Гордон (20 марта 1928 - 21 июня 2013) был американским физиком, известным своими работами в области оптика и квантовая электроника. Его вклад включает проектирование, анализ и строительство первого мазер в 1954 году докторантом Колумбийский университет под присмотром К. Х. Таунс, развитие квантового эквивалента Шеннон с информационная емкость формула в 1962 г., развитие теории диффузии атомов в оптической ловушке (совместно с А. Ашкин ) в 1980 году, и открытие того, что сейчас известно как Эффект Гордона-Хауса в солитон передача вместе с Х. А. Хаус в 1986 г. Джеймс П. Гордон был членом Национальная инженерная академия (с 1985 г.) и Национальная академия наук (с 1988 г.).

Биография и личная жизнь

Дж. П. Гордон родился в Бруклин, Нью-Йорк, 20 марта 1928 г. и воспитывался в Форест-Хиллз, Куинс и Скарсдейл, Нью-Йорк.[1] Его отец, Роберт С. Гордон, был юристом и работал вице-президентом и главным юрисконсультом компании National Dairy, ныне Kraftco. Гордон учился в средней школе Скарсдейла и Филлипс Эксетер Академия (Выпуск 1945 г.). В 1949 году он получил степень бакалавра Массачусетский Институт Технологий (MIT) и поступил на физический факультет Колумбийский университет как аспирант. Он получил степени магистра и доктора физики в 1951 и 1955 годах соответственно. В рамках докторских исследований он спроектировал, построил и продемонстрировал успешную работу первого мазера вместе с Герберт Дж. Зейгер и со своим научным руководителем Чарльз Х. Таунс. Изобретение мазера получило Нобелевскую премию по физике, которую Ч. Таунс поделился в 1964 году с русскими учеными. Н. Басов и А. Прохоров. Начиная с 1955 года и до своего выхода на пенсию в 1996 году, Джеймс П. Гордон работал ученым в AT&T Bell-Laboratories, где в период между 1958 и 1980 годами он возглавлял отдел исследований квантовой электроники, первоначально расположенный в Мюррей Хилл а позже в Holmdel Township, оба в штате Нью-Джерси. В 1962-1963 годах он проработал один год в качестве приглашенного профессора в Калифорнийский университет в Сан-Диего.

В 1960 году он женился на Сюзанне Бланд Вальднер, бывшей программистке Bell-Labs. У пары было трое детей: Джеймс-младший, Сюзанна и Сара. Житель Рамсон, Нью-Джерси, он умер в возрасте 85 лет 21 июня 2013 года в больнице Нью-Йорка от рака.[1][2]

Помимо своей научной карьеры, Гордон играл платформенный теннис, выиграв национальный чемпионат США в мужском парном разряде в 1959 году и в смешанном парном разряде в 1961 и 1962 годах.[3][4]

Брат Гордона, Роберт С. Гордон-младший (1926–1984) основал клинику холеры в Восточном Пакистане, где он внес плодотворный вклад в изучение этой болезни. Лекция Гордона по эпидемиологии - это ежегодная награда в его честь, присуждаемая Национальными институтами здравоохранения (NIH).[5]

Научная деятельность

Лазеры и резонаторы

Фотография Джеймса П. Гордона с Чарльзом Х. Таунсом за компонентами мазера на выставке в Национальном музее американской истории, Вашингтон, округ Колумбия, США.

Во время обучения в докторантуре у C.H. Таунс в Колумбийском университете, Гордон работал над дизайном, анализом и созданием мазера.[6] Эта работа произвела первый прототип того, что позже превратилось в лазер (первоначально назывался «оптический мазер») и стал одной из самых важных рабочих лошадок в технологиях 20-го века.[7] Более поздний вклад Гордона в лазеры включал анализ конфокального или изогнутого зеркального лазерного резонатора. Он присоединился к Дж. Бойду, чтобы ввести понятие мод Эрмита-Гаусса в исследование резонатора.[8] влияя на все последующие исследования, проводимые на лазерных резонаторах. В своей работе с Р.Л. Форком и О.Е. Мартинесом в 1994 г. был предложен механизм создания перестраиваемой отрицательной дисперсии с использованием пар призм. Это изобретение сыграло важную роль в получении ультракоротких лазерных импульсов, критически важных во многих приложениях с использованием лазерных технологий.[9]

Квантовая информация

В 1962 году Гордон изучил влияние квантовой механики на информационную способность Шеннона.[10] Он указал на основные эффекты квантования и предположил квантовый эквивалент формулы Шеннона для информационной емкости канала.[11] Гипотеза Гордона, позже доказанная Александр Холево и известный как Теорема Холево, стал одним из центральных результатов в современной области квантовая информация теория.[12] В своей работе с W.H. В своей публикации Louisell 1966 года Гордон обратился к проблеме измерения в квантовой физике, сосредоточившись, в частности, на одновременном измерении некоммутирующих наблюдаемых.[13] Концепция «оператора измерения», которая была представлена ​​в этой работе, была ранней версией того, что в настоящее время называется положительно-операторнозначная мера (POVM) в контексте квантовой теории измерения. После выхода на пенсию Гордон вновь занялся темой квантовой информации, и его последняя статья по этой теме, озаглавленная «Коммуникация и измерение», была опубликована на arxiv через год после его смерти.[14]

Распространение атома

Присоединившись Артур Ашкин Усилия по манипулированию микрочастицами с помощью лазерных лучей, Гордон написал первую теорию, описывающую радиационные силы и импульсы в диэлектрических средах.[15] Позже совместно с Ашкиным моделировал движение атомов в радиационной ловушке.[16] Эта работа вместе с экспериментами Ашкина стала основой для того, что позже развилось в области захват атома и оптический пинцет.

Солитоны и оптическая связь

Большая часть дальнейшей карьеры Гордона была сосредоточена на изучении передачи солитонов в оптических волокнах. Он сообщил о первом экспериментальном наблюдении солитонов в оптических волокнах в статье, написанной в соавторстве с Р. Х. Стеленом и Л. Ф. Молленауэром.[17] В основополагающей статье 1986 года Гордон объяснил и сформулировал теорию солитонного собственного сдвига частоты, который наблюдался до этого в экспериментах.[18] В том же году вместе с проф. Х. А. Хаус из Массачусетского технологического института (MIT) он предсказал и количественно оценил эффект временного джиттера, возникающий в результате связи между солитонами и шумом оптического усиления в усиленных оптических системах.[19] Было показано, что этот эффект является одним из наиболее фундаментальных факторов, определяющих характеристики солитонных систем, и в настоящее время он широко известен как эффект Гордона-Хауса.[20] В 1990 году J.P. Gordon и L.F. Mollenauer предсказали и проанализировали усиление фазового шума в результате оптической нелинейности волокон.[21] Это явление, часто называемое эффектом Гордона-Молленауэра, было ключевым фактором в предотвращении использования солитонов в когерентной оптической связи.

Последний крупный вклад Гордона в область волоконно-оптической связи заключался в математической формулировке феномена поляризационная модовая дисперсия (PMD), который является одним из наиболее важных факторов, определяющих производительность волоконно-оптических систем. Его статья в соавторстве с Х. Когельник, появилась в Proceedings of the National Academy of Sciences, и представленная в ней формулировка стала стандартной во многих последующих текстах, посвященных явлениям поляризации в оптических волокнах.[22]

Общества и почести

Рекомендации

  1. ^ а б Мартин, Дуглас. «Джеймс Гордон умер в возрасте 85 лет; работа для Laser», Нью-Йорк Таймс, 27 июля 2013 г. Проверено 29 июля 2013 г.
  2. ^ «Джеймс П. Гордон, известный физик, умер в возрасте 85 лет». ПРИЛОЖЕНИЕ. 26 июня 2013 г.
  3. ^ Список национальных чемпионов мужского парного разряда по платформенному теннису
  4. ^ Список национальных чемпионов в смешанном парном теннисе на платформе
  5. ^ Гордон Лекция по эпидемиологии
  6. ^ Gordon, J. P .; Zeiger, H.J .; Таунс, К. Х. (1955-08-15). «Мазер - СВЧ усилитель нового типа, эталон частоты и спектрометр». Физический обзор. Американское физическое общество (APS). 99 (4): 1264–1274. Дои:10.1103 / Physrev.99.1264. ISSN  0031-899X.
  7. ^ Гордон, Джеймс П. (01.05.2010). «Размышления о первом мазере». Новости оптики и фотоники. Оптическое общество. 21 (5): 34-41. Дои:10.1364 / opn.21.5.000034. ISSN  1047-6938.
  8. ^ Boyd, G.D .; Гордон, Дж. П. (1961). "Конфокальный многомодовый резонатор для лазеров миллиметрового оптического диапазона". Технический журнал Bell System. Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). 40 (2): 489–508. Дои:10.1002 / j.1538-7305.1961.tb01626.x. ISSN  0005-8580.
  9. ^ Брабек, Томас; Краус, Ференц (2000-04-01). «Интенсивные лазерные поля с несколькими периодами: рубежи нелинейной оптики». Обзоры современной физики. Американское физическое общество (APS). 72 (2): 545–591. Дои:10.1103 / revmodphys.72.545. ISSN  0034-6861.
  10. ^ Гордон, Дж. (1962). «Квантовые эффекты в системах связи». Труды IRE. Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). 50 (9): 1898–1908. Дои:10.1109 / jrproc.1962.288169. ISSN  0096-8390. S2CID  51631629.
  11. ^ Gordon, J.P .; Майлз, П.А. (1964). Квантовая электроника и когерентный свет. Труды Международной школы физики Энрико Ферми, курс XXXI. Нью-Йорк: Академическая пресса. п. 156 - 181. OCLC  500770.
  12. ^ Холево, А. (1998). «Пропускная способность квантового канала с общими сигнальными состояниями». IEEE Transactions по теории информации. 44 (1): 269–273. arXiv:Quant-ph / 9611023. Дои:10.1109/18.651037. ISSN  0018-9448.
  13. ^ Одновременные измерения некоммутирующих наблюдаемых, Дж. П. Гордон и У. Х. Луизелл, в Физике квантовой электроники, П. Л. Келли, М. Лакс и П. Е. Танненвальд, ред. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1966, стр. 833-840.
  14. ^ Коммуникация и измерения: Дж. П. Гордон, arXiv: 1407.1326 [Quant-ph] (2014).
  15. ^ Гордон, Джеймс П. (1973-07-01). «Радиационные силы и моменты в диэлектрических средах». Физический обзор A. Американское физическое общество (APS). 8 (1): 14–21. Дои:10.1103 / Physreva.8.14. ISSN  0556-2791.
  16. ^ Gordon, J. P .; Ашкин, А. (1980-05-01). «Движение атомов в радиационной ловушке». Физический обзор A. Американское физическое общество (APS). 21 (5): 1606–1617. Дои:10.1103 / Physreva.21.1606. ISSN  0556-2791.
  17. ^ Mollenauer, L. F .; Stolen, R.H .; Гордон, Дж. П. (1980-09-29). «Экспериментальное наблюдение сужения пикосекундных импульсов и солитонов в оптических волокнах». Письма с физическими проверками. Американское физическое общество (APS). 45 (13): 1095–1098. Дои:10.1103 / Physrevlett.45.1095. ISSN  0031-9007.
  18. ^ Гордон, Дж. П. (1986-10-01). «Теория собственного сдвига частоты солитона». Письма об оптике. Оптическое общество. 11 (10): 662–4. Дои:10.1364 / ол.11.000662. ISSN  0146-9592. PMID  19738721.
  19. ^ Gordon, J. P .; Хаус, Х.А. (1986-10-01). «Случайное блуждание когерентно усиленных солитонов при передаче по оптическому волокну». Письма об оптике. Оптическое общество. 11 (10): 665–7. Дои:10.1364 / ол.11.000665. ISSN  0146-9592. PMID  19738722.
  20. ^ Агравал, Г. (1995). Нелинейная волоконная оптика (2-е изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. ISBN  978-0123958211.
  21. ^ Gordon, J. P .; Молленауэр, Л. Ф. (1990-12-01). «Фазовый шум в системах фотонной связи с использованием линейных усилителей». Письма об оптике. Оптическое общество. 15 (23): 1351–3. Дои:10.1364 / ol.15.001351. ISSN  0146-9592. PMID  19771087.
  22. ^ Gordon, J. P .; Когельник, Х. (2000-04-25). «Основы PMD: поляризационная модовая дисперсия в оптических волокнах». Труды Национальной академии наук. 97 (9): 4541–4550. Дои:10.1073 / пнас.97.9.4541. ISSN  0027-8424. ЧВК  34323. PMID  10781059.

внешняя ссылка