James P.Gordon - James P. Gordon

James P. Gordon
James P Gordon.jpg
James P.Gordon (1928–2013)
Född ( 1928-03-20 )20 mars 1928
New York City , New York
Död 21 juni 2013 (2013-06-21)(85 år)
Manhattan, New York, New York
Nationalitet Förenta staterna
Alma mater Columbia University
Massachusetts Institute of Technology
Vetenskaplig karriär
Fält Fysik
Institutioner Bell Labs
Doktorandrådgivare Charles Hard Townes

James Power Gordon (20 mars 1928 - 21 juni 2013) var en amerikansk fysiker känd för sitt arbete inom optik och kvantelektronik . Hans bidrag inkluderar konstruktion, analys och byggandet av den första maser 1954 som doktorand vid Columbia University under överinseende av CH Townes , utveckling av quantal motsvarande Shannon : s informationskapacitet formel 1962, utveckling av teorin för diffusion av atomer i en optisk fälla (tillsammans med A. Ashkin ) 1980, och upptäckten av det som nu kallas Gordon-Haus-effekten vid solitonöverföring , tillsammans med HA Haus 1986. Gordon var medlem i National Academy of Engineering (sedan 1985) och National Academy of Science (sedan 1988).

Biografi och personligt liv

JP Gordon föddes i Brooklyn , New York , den 20 mars 1928 och växte upp i Forest Hills, Queens och Scarsdale, New York . Hans far, Robert S. Gordon, var advokat och arbetade som VP och General Counsel för National Dairy, nu Kraftco. Gordon gick Scarsdale High School och Phillips Exeter Academy (klass 1945). År 1949 fick han en kandidatexamen från Massachusetts Institute of Technology (MIT) och anslöt sig till fysikavdelningen vid Columbia University som doktorand. Han tog sina magister- och doktorsexamen i fysik 1951 respektive 1955. Inom ramen för sin doktorandforskning designade, byggde och demonstrerade han den första maserns framgångsrika drift tillsammans med Herbert J. Zeiger och med hans doktorand Charles H. Townes . Maserens uppfinning vann Nobelpriset i fysik, som CH Townes delade 1964 med de ryska forskarna N. Bassov och A. Prokhorov . Från 1955 och fram till sin pensionering 1996 arbetade Gordon som forskare vid AT&T Bell-Laboratories, där han under perioden mellan 1958 och 1980 ledde Quantum Electronics Research Department, som ursprungligen låg i Murray Hill och senare i Holmdel Township , båda i delstaten New Jersey. 1962–1963 tillbringade han ett år som gästprofessor vid University of California, San Diego .

1960 gifte han sig med Susanna Bland Waldner, en tidigare Bell-Labs datorprogrammerare. Paret hade tre barn: James Jr., Susanna och Sara. Bosatt i Rumson, New Jersey , dog han 85 år gammal den 21 juni 2013 på ett sjukhus i New York på grund av cancer.

Förutom sin vetenskapliga karriär spelade Gordon plattformstennis , efter att ha vunnit USA: s nationella mästerskap för herrdubbel 1959 och blandad dubbel 1961 och 1962.

Gordons bror, Robert S. Gordon Jr. (1926–1984) inrättade en Cholera Clinic i östra Pakistan, där han bidrog mycket till studien av denna sjukdom. Gordons föreläsning i epidemiologi är ett årligt pris till hans ära, beviljat av National Institutes of Health (NIH).

Vetenskaplig verksamhet

Lasrar och resonatorer

Bild på James P. Gordon med Charles H. Townes bakom maser -komponenter, på utställningen i National Museum of American History, Washington, DC, USA.

Under sin doktorandutbildning med CH Townes vid Columbia University arbetade Gordon med design, analys och konstruktion av maser. Detta arbete producerade den första prototypen av vad som senare utvecklades till lasern (ursprungligen kallad "optisk maser") och blev en av de viktigaste arbetshästarna inom teknik från 1900-talet. Gordons senare bidrag till lasrar inkluderade analys av den konfokala eller böjda spegellaserator. Han förenade sig med G. Boyd för att införa begreppet Hermite-Gaussian-lägen i resonatorstudier, vilket påverkar all efterföljande forskning som utförts på laserresonatorer. I sitt arbete med RL Fork och OE Martinez 1994 föreslogs en mekanism för att generera avstämbar negativ dispersion med hjälp av par prismor. Denna uppfinning var avgörande för att uppnå ultrakorte laserpulser, kritiska i många applikationer med laserteknik.

Kvantinformation

År 1962 studerade Gordon kvantmekanikens konsekvenser för Shannons informationskapacitet. Han påpekade de viktigaste effekterna av kvantisering och gissade kvantekvivalenten till Shannons formel för informationskapacitet för en kanal. Gordons gissning, senare bevisad av Alexander Holevo och känd som Holevos sats , blev ett av de centrala resultaten inom det moderna området för kvantinformationsteori . I sitt arbete med WH Louisell som publicerades 1966 behandlade Gordon problemet med mätning i kvantfysik, med särskilt fokus på samtidig mätning av icke -pendlande observationer. Begreppet "mätoperatör", som introducerades i det arbetet, var en tidig version av det som för närvarande kallas positivt operatörsvärdet mått (POVM) inom ramen för kvantmätningsteori. Efter hans pensionering återupptog Gordon ämnet kvantinformation och hans sista uppsats om ämnet, "Kommunikation och mätning", publicerades på arxiv ett år efter hans död.

Atomdiffusion

Efter att ha anslutit sig till Arthur Ashkins ansträngningar att manipulera mikropartiklar med laserstrålar, skrev Gordon den första teorin som beskriver strålningskrafter och moment i dielektriska medier. Senare, tillsammans med Ashkin, modellerade han rörelsen av atomer i en strålningsfälla. Detta arbete tillsammans med Ashkins experiment var grunden för det som senare utvecklades till fältet atomfällning och optisk pincett .

Solitoner och optisk kommunikation

Mycket av Gordons senare karriär fokuserade på studier av solitonöverföring i optiska fibrer. Han rapporterade den första experimentella observationen av solitoner i optiska fibrer i ett papper tillsammans med RH Stolen och LF Mollenauer. I en tydlig artikel från 1986 förklarade och formulerade Gordon teorin om soliton-självfrekvensskiftet som hade observerats före det i experiment. Samma år, tillsammans med professor HA Haus från Massachusetts Institute of Technology (MIT), förutspådde och kvantifierade han timing-jitter-effekten som härrör från kopplingen mellan solitoner och optiskt förstärkningsbrus i förstärkta optiska system. Denna effekt visade sig vara en av de mest grundläggande faktorerna för att bestämma prestanda för solitonsystem och det är nu allmänt erkänt som Gordon-Haus-effekten. År 1990 förutspådde och analyserade Gordon och Mollenauer förbättringen av fasbrus till följd av fibrernas optiska olinearitet. Detta fenomen, ofta kallat Gordon-Mollenauer-effekten, var en nyckelfaktor för att förhindra användning av solitoner i sammanhängande optisk kommunikation.

Gordons senaste stora bidrag till området fiberoptisk kommunikation var i den matematiska formuleringen av fenomenet polarisationslägesdispersion (PMD), som utgör en av de viktigaste faktorerna för att bestämma prestanda för fiberoptiska system. Hans uppsats, medförfattare av H. Kogelnik , fanns med i Proceedings of the National Academy of Sciences, och formuleringen som presenterades däri blev standard i många av de efterföljande texterna som handlar om polarisationsfenomen i optiska fibrer.

Föreningar och utmärkelser

Referenser

externa länkar