Ronald Newbold Bracewell AO (22 de julio de 1921 - 12 de agosto de 2007) fue profesor Lewis M. Terman de Ingeniería Eléctrica del Laboratorio de Espacio, Telecomunicaciones y Radiociencia de la Universidad de Stanford .
Bracewell nació en Sydney en 1921 y estudió en la Sydney Boys High School . Se graduó en la Universidad de Sydney en 1941 con el título de BSc en matemáticas y física, recibiendo más tarde los títulos de BE (1943) y ME (1948) con honores de primera clase , y mientras trabajaba en el Departamento de Ingeniería se convirtió en el Presidente de la Sociedad Oxométrica. Durante la Segunda Guerra Mundial diseñó y desarrolló equipos de radar de microondas en el Laboratorio de Radiofísica de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth, Sydney, bajo la dirección de Joseph L. Pawsey y Edward G. Bowen y de 1946 a 1949 fue estudiante de investigación en Sidney Sussex College , Cambridge , dedicado a la investigación ionosférica en el Laboratorio Cavendish , donde en 1949 recibió su doctorado en física con JA Ratcliffe . [ cita requerida ]
Desde octubre de 1949 hasta septiembre de 1954, el Dr. Bracewell fue investigador principal en el Laboratorio de Radiofísica del CSIRO en Sídney, donde se ocupó de la propagación de ondas muy largas y la radioastronomía . Luego, por invitación de Otto Struve , impartió clases de radioastronomía en el Departamento de Astronomía de la Universidad de California en Berkeley , desde septiembre de 1954 hasta junio de 1955 , y en la Universidad de Stanford durante el verano de 1955, y se incorporó a la facultad de Ingeniería Eléctrica de Stanford en diciembre de 1955. [ cita requerida ]
En 1974 fue nombrado el primer profesor y miembro de la cátedra Lewis M. Terman en ingeniería eléctrica (1974-1979). Aunque se jubiló en 1979, siguió en activo hasta su muerte. [ cita requerida ]
El profesor Bracewell fue miembro de la Real Sociedad Astronómica (1950), miembro vitalicio del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (1961), miembro de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (1989) y miembro de otras sociedades y organizaciones importantes.
Por sus contribuciones experimentales al estudio de la ionosfera mediante ondas de muy baja frecuencia, el Dr. Bracewell recibió el Premio Duddell de la Institución de Ingenieros Eléctricos de Londres en 1952. En 1992 fue elegido miembro asociado extranjero del Instituto de Medicina de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (1992), el primer australiano en lograr esa distinción, por sus contribuciones fundamentales a la imagenología médica. Fue uno de los tres homenajeados de la Universidad de Sydney cuando se instituyeron los premios para ex alumnos en 1992, con una mención por la exploración cerebral, y recibió en 1994 la medalla Heinrich Hertz del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos por su trabajo pionero en síntesis de apertura de antena y reconstrucción de imágenes aplicadas a la radioastronomía y a la tomografía asistida por computadora. En 1998, el Dr. Bracewell fue nombrado Oficial de la Orden de Australia (AO) por su servicio a la ciencia en los campos de la radioastronomía y la reconstrucción de imágenes.
En el Laboratorio de Radiofísica de la CSIRO, el trabajo que entre 1942 y 1945 fue clasificado apareció en una docena de informes. Las actividades incluyeron el diseño, la construcción y la demostración de equipos de modulación de voz para un magnetrón de 10 cm (julio de 1943), un oscilador de triodo de microondas a 25 cm utilizando resonadores de cavidad cilíndrica, equipos diseñados para radares de microondas en uso de campo (ondómetro, caja de eco, medidor de potencia de termistor, etc.) y la técnica de medición de microondas. La experiencia con el cálculo numérico de campos en cavidades condujo, después de la guerra, a una maestría en ingeniería (1948) y a la publicación definitiva sobre discontinuidades escalonadas en líneas de transmisión radiales (1954).
Mientras estuvo en el Laboratorio Cavendish, Cambridge (1946-1950), Bracewell trabajó en la observación y teoría de la ionización atmosférica superior, contribuyendo a la técnica experimental (1948), explicando los efectos solares (1949) y distinguiendo dos capas debajo de la capa E (1952), trabajo reconocido con el Premio Duddell.
Mientras estaba en Stanford, el profesor Bracewell construyó un espectroheliógrafo de microondas (1961), un radiotelescopio compuesto por 32 antenas de 10 pies dispuestas en cruz [1] , que produjo mapas diarios de temperatura del Sol de manera confiable durante once años, la duración de un ciclo solar. Fue el primer radiotelescopio que dio resultados automáticamente en forma impresa y, por lo tanto, capaz de difundirse en todo el mundo mediante teleimpresora; sus mapas meteorológicos solares diarios recibieron el reconocimiento de la NASA por su apoyo al primer aterrizaje tripulado en la Luna. Posteriormente, se construyeron cinco antenas más grandes de 60 pies en el mismo sitio, que finalmente se retiraron en 2006 después de los esfuerzos por preservar el sitio. [2] Bracewell fue entrevistado durante la destrucción de las antenas. [3]
Aparecieron muchos artículos fundamentales sobre restauración (1954-1962), interferometría (1958-1974) y reconstrucción (1956-1961), junto con artículos instrumentales y de observación. En 1961, las técnicas de calibración del radiointerferómetro desarrolladas para el espectroheliógrafo permitieron por primera vez que un sistema de antena, con un haz en abanico de 52 pulgadas, igualara la resolución angular del ojo humano en una sola observación. Con este haz, los componentes de Cygnus A , espaciados 100 pulgadas, se pusieron directamente en evidencia sin la necesidad de observaciones repetidas con interferometría de síntesis de apertura de espaciado variable .
El núcleo de la fuente extragaláctica Centaurus A se resolvió en dos componentes separados cuyas ascensiones rectas se determinaron con precisión con un haz en abanico de 2,3 minutos a 9,1 cm. Sabiendo que Centaurus A era compuesto, Bracewell utilizó el haz de 6,7 minutos del radiotelescopio de 64 m del Observatorio Parkes a 10 cm para determinar las declinaciones separadas de los componentes y, al hacerlo, fue el primero en observar una fuerte polarización en una fuente extragaláctica (1962), un descubrimiento de importancia fundamental para la estructura y el papel de los campos magnéticos astrofísicos. Las observaciones posteriores realizadas en Parkes por otros observadores con haces de 14 minutos y más amplios a 21 cm y longitudes de onda más largas, aunque no resolvieron los componentes, fueron compatibles con la dependencia esperada de la rotación de Faraday si los campos magnéticos fueran el agente polarizador.
En 1971 se diseñó y construyó en Stanford un segundo radiotelescopio de gran envergadura que empleaba conceptos avanzados para lograr una resolución angular de 18 segundos de arco y que se aplicó a estudios solares y galácticos. Las técnicas de calibración para esta resolución de vanguardia pasaron a ser de uso generalizado en radiointerferometría por medio de los ex alumnos.
Tras el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo :
Con la llegada de la era espacial, Bracewell se interesó por la mecánica celeste , hizo observaciones de la emisión de radio del Sputnik 1 y proporcionó a la prensa gráficos precisos que predecían la trayectoria de los satélites soviéticos, que eran perfectamente visibles, si se sabía cuándo y dónde mirar. Tras el desconcertante desempeño del Explorer I en órbita, publicó la primera explicación (1958-59) de la inestabilidad de giro observada en los satélites, en términos del movimiento de Poinsot de un cuerpo no rígido con fricción interna. Grabó las señales de los Sputniks I, II y III y las analizó en términos del giro del satélite, la polarización de la antena y los efectos de propagación del medio ionizado, especialmente el efecto Faraday.
Más tarde (1978, 1979) inventó un interferómetro infrarrojo giratorio de dos elementos con anulación , adecuado para el lanzamiento de transbordadores espaciales a una órbita cercana a Júpiter , con una resolución de milisegundos de arco, que podría llevar al descubrimiento de planetas alrededor de estrellas distintas del Sol . Este concepto fue elaborado en 1995 por Angel y Woolf, cuya versión para estaciones espaciales con doble anulación de cuatro elementos se convirtió en el Terrestrial Planet Finder (TPF), el candidato de la NASA para obtener imágenes de configuraciones planetarias de otras estrellas. [4]
La obtención de imágenes en astronomía condujo a la participación en el desarrollo de la tomografía de rayos X asistida por computadora, donde los escáneres comerciales reconstruyen imágenes tomográficas utilizando el algoritmo desarrollado por Bracewell para la reconstrucción radioastronómica a partir de exploraciones de haz en abanico. Este corpus de trabajo ha sido reconocido por el Instituto de Medicina, un premio de la Universidad de Sydney y la medalla Heinrich Hertz. Su servicio en el consejo editorial fundador del Journal for Computer-Assisted Tomography , al que también contribuyó con publicaciones, y en los consejos asesores científicos de empresas de instrumentación médica mantuvieron el interés de Bracewell en la obtención de imágenes médicas, que se convirtieron en una parte importante de sus conferencias regulares de posgrado sobre imágenes y forman una parte importante de su texto de 1995 sobre imágenes.
La experiencia en óptica, mecánica y control de radiotelescopios le llevó a involucrarse en la energía solar termofotovoltaica en el momento de la crisis energética, incluyendo la fabricación de reflectores paraboloidales sólidos y perforados de bajo costo mediante inflado hidráulico.
Bracewell también es conocido por ser el primero en proponer el uso de sondas espaciales interestelares autónomas para la comunicación entre civilizaciones extraterrestres como alternativa a los diálogos por transmisión de radio. Este concepto hipotético ha sido bautizado como sonda Bracewell en honor a su inventor.
Como consecuencia de relacionar las imágenes con el análisis de Fourier , en 1983 descubrió una nueva factorización de la matriz de transformada de Fourier discreta que condujo a un algoritmo rápido para el análisis espectral. Este método, que tiene ventajas sobre el algoritmo rápido de Fourier, especialmente para imágenes, se trata en The Hartley Transform (1986), en la patente estadounidense 4.646.256 (1987, ahora de dominio público) y en más de 200 artículos técnicos de varios autores que fueron estimulados por el descubrimiento. Los métodos analógicos de creación de un plano de transformada de Hartley primero con luz y más tarde con microondas se demostraron en el laboratorio y permitieron la determinación de la fase electromagnética mediante el uso de detectores de ley cuadrática . Se descubrió una nueva representación de señal elemental, la transformada de Chirplet (1991) que complementa las representaciones de señal elemental de Gabor utilizadas en el análisis espectral dinámico (con la propiedad de cumplir con el mínimo de ancho de banda-duración asociado con el principio de incertidumbre ). Este avance abrió un nuevo campo de espectros dinámicos adaptativos con amplia aplicación en el análisis de información.
El profesor Bracewell estaba interesado en transmitir al público la apreciación del papel de la ciencia en la sociedad, en mitigar los efectos del analfabetismo científico en la toma de decisiones públicas a través del contacto con grupos de ex alumnos y en la educación universitaria liberal en el marco del Programa del Curso de Astronomía y el Programa de Cultura Occidental en Valores, Tecnología, Ciencia y Sociedad, en los que enseñó durante algunos años. En 1996, dio la Conferencia Bunyan sobre El destino del hombre .
También se interesó por los árboles del campus de Stanford y publicó un libro sobre ellos. También impartió un seminario para estudiantes de grado titulado I Dig Trees (Digo árboles). [5] [6]
Bracewell también fue diseñador y constructor de relojes de sol . Él y su hijo Mark Bracewell construyeron uno en el lado sur del edificio de ingeniería Terman; después de que ese edificio fuera demolido, se encontró un nuevo hogar para el reloj de sol, en la misma orientación, en el Centro de ingeniería Jen-Hsun Huang. Construyó otro reloj de sol en la casa de su hijo y otro en la terraza de la casa del profesor John G. Linvill . El reloj de sol de radio Bracewell en el Very Large Array se construyó en su honor.
Bracewell ha contribuido con capítulos a:
