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Charles H. Townes

Charles Hard Townes (28 de julio de 1915 - 27 de enero de 2015) fue un físico estadounidense . [4] [5] Townes trabajó en la teoría y aplicación del máser , por la que obtuvo la patente fundamental, y otros trabajos en electrónica cuántica asociados tanto con dispositivos máser como láser . [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] Compartió el Premio Nobel de Física de 1964 con Nikolay Basov y Alexander Prokhorov . [3] [15] [16] Townes fue asesor del Gobierno de los Estados Unidos y se reunió con todos los presidentes estadounidenses desde Harry S. Truman (1945) hasta Bill Clinton (1999).

Dirigió el Comité Asesor de Ciencia y Tecnología del gobierno de Estados Unidos para el programa de aterrizaje lunar del Apolo . Después de convertirse en profesor de la Universidad de California en Berkeley en 1967, comenzó un programa astrofísico que produjo varios descubrimientos importantes, por ejemplo, el agujero negro en el centro de la galaxia de la Vía Láctea .

Townes era religioso [17] y creía que la ciencia y la religión estaban convergiendo para proporcionar una mayor comprensión de la naturaleza y el propósito del universo.

Vida temprana y educación

Townes tenía ascendencia alemana, escocesa, inglesa, galesa, francesa hugonote y escocesa irlandesa. [18] Townes nació en Greenville, Carolina del Sur , hijo de Henry Keith Townes (1876-1958), un abogado, y Ellen Sumter Townes ( née  Hard ; 1881-1980). [19] Su hermano, Henry Keith Townes Jr., (20 de enero de 1913 - 2 de mayo de 1990), fue un entomólogo de renombre que era una autoridad mundial en avispas Ichneumon . Charles obtuvo su licenciatura en Física y su licenciatura en Lenguas Modernas en la Universidad Furman , donde se graduó en 1935. [4] Townes completó el trabajo para la maestría en Artes en física en la Universidad de Duke en 1937, [20] y luego comenzó la escuela de posgrado en el Instituto de Tecnología de California , donde recibió un doctorado. Licenciado en 1939. [21] Durante la Segunda Guerra Mundial , trabajó en sistemas de bombardeo por radar en Bell Labs . [3] [4]

Carrera e investigación

En 1950, Townes fue nombrado profesor en la Universidad de Columbia . [4] Se desempeñó como director ejecutivo del Laboratorio de Radiación de Columbia de 1950 a 1952. Fue presidente del Departamento de Física de 1952 a 1955. [4]

En 1951, Townes ideó una nueva forma de crear haces intensos y precisos de radiación coherente , para lo cual inventó el acrónimo máser (de Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Cuando se aplicó el mismo principio a frecuencias más altas, se utilizó el término láser (la palabra "luz" sustituyó a la palabra "microonda"). [22]

Durante 1953, Townes, James P. Gordon y Herbert J. Zeiger construyeron el primer máser de amoníaco en la Universidad de Columbia . [4] Este dispositivo utilizó emisión estimulada en una corriente de moléculas de amoníaco energizadas para producir amplificación de microondas a una frecuencia de aproximadamente 24,0  gigahercios . [4]

De 1959 a 1961, estuvo en licencia de la Universidad de Columbia para desempeñarse como vicepresidente y director de investigación del Instituto de Análisis de Defensa en Washington, DC, una organización sin fines de lucro, que asesoraba al gobierno de los EE. UU. y era operada por once universidades. [4] Entre 1961 y 1967, Townes se desempeñó como rector y profesor de física en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. [4] Luego, durante 1967, fue nombrado profesor de física en la Universidad de California en Berkeley , donde permaneció durante casi 50 años; su estatus era el de profesor emérito en el momento de su muerte durante 2015. [4] Entre 1966 y 1970, fue presidente del Comité Asesor Científico de la NASA para el programa de aterrizaje lunar Apolo .

Por su creación del máser, Townes junto con Nikolay Basov y Alexander Prokhorov recibieron el Premio Nobel de Física en 1964. [4] Townes también desarrolló el uso de máseres y láseres para astronomía , fue parte de un equipo que descubrió por primera vez moléculas complejas en el espacio y determinó la masa del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. [23] [24] [25] [26] [27]

Durante 2002 y 2003, Townes se desempeñó como profesor de la cátedra Karl Schwarzschild en Alemania y como profesor Birla y profesor Schrödinger en la India . [4]

Townes es uno de los 20 estadounidenses galardonados con el Premio Nobel de Física que firmaron una carta dirigida al presidente George W. Bush en mayo de 2008, instándolo a "revertir el daño causado a la investigación científica básica en el Proyecto de Ley de Asignaciones Ómnibus del Año Fiscal 2008" solicitando fondos de emergencia adicionales para la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía , la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . [28]

Astrofísica

Centro Galáctico

El centro galáctico de la Vía Láctea ha desconcertado a los astrónomos durante mucho tiempo, y el polvo espeso oscurece su visión en luz visible. A mediados y finales de la década de 1970, Townes junto con Eric Wollman, John Lacy, Thomas Geballe y Fred Baas estudiaron Sagitario A , la región H II en el centro galáctico, en longitudes de onda infrarrojas. Observaron gas neón ionizado arremolinándose alrededor del centro a tales velocidades que la masa en el centro mismo debe ser aproximadamente igual a la de 3 millones de soles. [29] Una masa tan grande en un espacio tan pequeño implicaba que el objeto central (la fuente de radio Sagitario A* ) contiene un agujero negro supermasivo . Sagitario A* fue uno de los primeros agujeros negros detectados; posteriormente se ha determinado con mayor precisión que su masa es de 4,3 millones de masas solares.

Formas y tamaños de las estrellas

La última gran creación tecnológica de Townes fue el Interferómetro Espacial Infrarrojo con Walt Fitelson, Ed Wishnow y otros. El proyecto combinó tres detectores infrarrojos móviles alineados por láseres que estudian la misma estrella. Si cada telescopio está a 10 metros del otro, crea una impresión de una lente de 30 metros. [30] Las observaciones de Betelgeuse , una gigante roja en el hombro de la constelación de Orión , encontraron que está aumentando y disminuyendo en tamaño a una tasa del 1% por año, 15% durante 15 años. ISI produce una resolución angular y espacial extremadamente alta . La tecnología también está desempeñando un papel importante en la búsqueda de vida extraterrestre en colaboraciones con Dan Werthimer de Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). [ cita requerida ]

Vida personal y legado

Hijas de Townes en Suecia en 1964

Townes se casó con Frances H. Brown, una activista en favor de los sin techo, [31] durante 1941. Vivieron en Berkeley, California y tuvieron cuatro hijas: Linda Rosenwein, Ellen Anderson, Carla Kessler y Holly Townes. [4]

Townes , un hombre religioso y miembro de la Iglesia Unida de Cristo , creía que «la ciencia y la religión [son] bastante paralelas, mucho más similares de lo que la mayoría de la gente piensa y que, a largo plazo, deben converger». [32] Escribió en una declaración después de ganar el Premio Templeton en 2005: «La ciencia intenta comprender cómo es nuestro universo y cómo funciona, incluidos los humanos. La religión tiene como objetivo comprender el propósito y el significado de nuestro universo, incluidas nuestras propias vidas. Si el universo tiene un propósito o un significado, esto debe reflejarse en su estructura y funcionamiento, y, por lo tanto, en la ciencia». [33]

Ciencia y religión

Las opiniones de Townes sobre la ciencia y la religión se expusieron en sus ensayos "La convergencia de la ciencia y la religión", "Lógica e incertidumbres en la ciencia y la religión" y en su libro Making Waves . Townes creía que la belleza de la naturaleza es "obviamente obra de Dios" y que Dios creó el universo para que los humanos surgieran y florecieran. Rezaba todos los días y, en última instancia, creía que la religión es más importante que la ciencia porque aborda la pregunta de largo plazo más importante: el significado y el propósito de nuestras vidas. La creencia de Townes en la convergencia de la ciencia y la religión se basa en supuestas similitudes:

  1. Fe. Townes sostuvo que el científico tiene fe, al igual que una persona religiosa, lo que le permite trabajar durante años para obtener un resultado incierto.
  2. Revelación. Townes afirmó que muchos descubrimientos científicos importantes, como su invención del máser/láser, ocurrieron como un "destello" mucho más parecido a una revelación religiosa que a una interpretación de datos.
  3. Demostración. Durante este siglo, el matemático Gödel descubrió que no puede haber una prueba absoluta en un sentido científico. Toda prueba requiere un conjunto de suposiciones y no hay forma de comprobar si esas suposiciones son autoconsistentes porque se requerirían otras suposiciones.
  4. Incertidumbre. Townes creía que deberíamos tener una mente abierta a una mejor comprensión de la ciencia y la religión en el futuro. Esto requerirá que modifiquemos nuestras teorías, pero no las abandonemos. Por ejemplo, a principios del siglo XX la física era en gran medida determinista. Pero cuando los científicos comenzaron a estudiar la mecánica cuántica se dieron cuenta de que el indeterminismo y el azar desempeñan un papel en nuestro universo. Tanto la física clásica como la mecánica cuántica son correctas y funcionan bien dentro de su propio ámbito, y se siguen enseñando a los estudiantes. De manera similar, Townes cree que el crecimiento de la comprensión religiosa modificará, pero no nos hará abandonar, nuestras creencias religiosas clásicas.

Muerte

Townes había estado constantemente activo en el campus de la UCB, visitando y trabajando regularmente en el departamento de física o en el Laboratorio de Ciencias Espaciales después de su 99 cumpleaños y solo unos meses antes de su muerte. [34] La salud de Townes comenzó a declinar y murió de camino al hospital en Oakland, California , el 27 de enero de 2015, a la edad de 99 años. [35] [36] [37] "Fue uno de los físicos experimentales más importantes del siglo pasado", dijo Reinhard Genzel , profesor de física en Berkeley, sobre Townes. "Su fortaleza era su curiosidad y su optimismo inquebrantable, basado en su profunda espiritualidad cristiana". [33]


Publicaciones seleccionadas

El trabajo de Townes se publicó ampliamente en libros y artículos de revistas revisadas por pares, [16] incluidos:

Premios y honores

Townes (derecha) recibiendo el Premio Nobel de 1964
Townes (derecha) recibe el premio Vannevar Bush 2006

Townes fue ampliamente reconocido por su trabajo científico y su liderazgo.

.

Estatua de Charles H. Townes, South Main Street y Falls Park Drive, Greenville, Carolina del Sur, lugar de nacimiento de Townes.

Referencias

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