Físico estadounidense
Deborah Shiu-lan Jin ( chino simplificado :金秀兰; chino tradicional :金秀蘭; pinyin : Jīn Xiùlán ; 15 de noviembre de 1968 - 15 de septiembre de 2016) fue una física estadounidense y miembro del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST); profesora adjunta del Departamento de Física de la Universidad de Colorado ; y miembro del JILA , un laboratorio conjunto del NIST con la Universidad de Colorado. [1] [2]
Fue considerada una pionera en la química cuántica molecular polar. [3] [4] De 1995 a 1997 trabajó con Eric Cornell y Carl Wieman en JILA, donde participó en algunos de los primeros estudios de condensados de Bose-Einstein de gas diluido . [5] En 2003, el equipo de la Dra. Jin en JILA fabricó el primer condensado fermiónico , una nueva forma de materia. [6] Utilizó trampas magnéticas y láseres para enfriar gases atómicos fermiónicos a menos de 100 milmillonésimas de grado por encima de cero, demostrando con éxito la degeneración cuántica y la formación de un condensado de Bose-Einstein molecular . [7] [8] Jin fue mencionada con frecuencia como una fuerte candidata al Premio Nobel de Física. [9] [10] En 2002, la revista Discover la reconoció como una de las 50 mujeres más importantes de la ciencia. [11]
Biografía
Primeros años de vida
Jin nació en el condado de Santa Clara, California , [12] Jin fue una de tres hijos y creció en Indian Harbour Beach, Florida . [13] Su padre era físico y su madre una física que trabajaba como ingeniera. [13] Su padre Ron Jin nació en Fuzhou en 1933 y falleció en 2010. [14]
Educación
Jin se graduó magna cum laude en la Universidad de Princeton en 1990, recibiendo una Licenciatura en Física después de completar una tesis titulada "Un refrigerador de dilución bombeado por condensación para su uso en el enfriamiento de detectores de bolómetros de ondas milimétricas". [15] [5] [16] Recibió el Premio Allen G. Shenstone en Física en 1990.
Jin luego estudió en la Universidad de Chicago , donde fue becaria de posgrado de la NSF de 1990 a 1993 y recibió un doctorado en física en 1995, completando una tesis doctoral titulada "Estudio experimental de los diagramas de fase de superconductores de fermiones pesados con múltiples transiciones" bajo la supervisión de Thomas Felix Rosenbaum . [17]
Contribuciones científicas
Después de completar su doctorado, Jin se unió al grupo de Eric Cornell en JILA , el Instituto Conjunto de Astrofísica de Laboratorio en Boulder , Colorado , como investigadora postdoctoral. Este cambio de la materia condensada a la física atómica requirió que aprendiera un nuevo conjunto de técnicas experimentales. Jin se unió al grupo de Cornell poco después de que lograran el primer condensado de Bose-Einstein (BEC) de rubidio y realizó experimentos para caracterizar sus propiedades. [18]
En 1997, Jin formó su propio grupo en JILA. En dos años, desarrolló la capacidad de crear el primer gas degenerado cuántico de átomos fermiónicos. El trabajo fue motivado por estudios anteriores de BEC y la capacidad de enfriar un gas diluido de átomos a 1 μK. Las interacciones débiles entre partículas en un BEC condujeron a una física interesante. Se teorizó que los átomos fermiónicos formarían un estado análogo a temperaturas suficientemente bajas, con los fermiones apareándose en un fenómeno similar a la creación de pares de Cooper en materiales superconductores . [19]
El trabajo se complicó por el hecho de que, a diferencia de los bosones , los fermiones no pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo, debido al principio de exclusión de Pauli , y por lo tanto están limitados con respecto a los mecanismos de enfriamiento. A una temperatura suficientemente baja , el enfriamiento por evaporación , una técnica importante utilizada para alcanzar una temperatura lo suficientemente baja para crear los primeros BEC, ya no es eficaz para los fermiones. Para evitar este problema, Jin y su equipo enfriaron átomos de potasio-40 en dos subniveles magnéticos diferentes. Esto permitió que los átomos en diferentes subniveles colisionaran entre sí, restaurando la eficacia del enfriamiento por evaporación. Usando esta técnica, Jin y su grupo pudieron producir un gas de Fermi degenerado a una temperatura de aproximadamente 300 nK, o la mitad de la temperatura de Fermi de la mezcla. [20] [21]
En 2003, Jin y su equipo fueron los primeros en condensar pares de átomos fermiónicos. Observaron directamente un condensado molecular de Bose-Einstein creado únicamente mediante el ajuste de la fuerza de interacción en un gas de Fermi ultrafrío de átomos utilizando una resonancia de Feshbach . Pudo observar transiciones del gas entre un estado de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) y un condensado de Bose-Einstein. [22]
En 2008, Jin y su equipo desarrollaron una técnica análoga a la espectroscopia de fotoemisión con resolución angular (ARPES) que les permitió medir las excitaciones de su gas degenerado con resolución tanto de energía como de momento. Utilizaron este enfoque para estudiar la naturaleza del emparejamiento de fermiones en el cruce BCS-BEC, el mismo sistema que su grupo había explorado por primera vez en 2003. [23] Estos experimentos proporcionaron la primera evidencia experimental de un pseudogap en el cruce BCS-BEC. [24]
Jin continuó avanzando en las fronteras de la ciencia ultrafría cuando ella y su colega, Jun Ye, lograron enfriar moléculas polares que poseen un gran momento dipolar eléctrico a temperaturas ultrafrías, también en 2008. En lugar de enfriar directamente las moléculas polares, crearon un gas de átomos ultrafríos y luego los transformaron en moléculas dipolares de manera coherente. Este trabajo condujo a nuevos conocimientos sobre las reacciones químicas cerca del cero absoluto. Pudieron observar y controlar las moléculas de potasio-rubidio (KRb) en el estado de energía más bajo (estado fundamental). Incluso pudieron observar moléculas colisionando y rompiendo y formando enlaces químicos. [25] El esposo de Jin, John Bohn, que se especializó en la teoría de colisiones atómicas ultrafrías, colaboró con ella en este trabajo.
Honores y premios
Jin fue miembro electo de la Academia Nacional de Ciencias (2005) [4] y miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (2007). [26] [27]
Jin ganó varios premios prestigiosos, entre ellos:
- 2000, Premio Presidencial al Inicio de Carrera en Ciencias e Ingeniería [1]
- 2001, Premio Samuel W. Stratton del NIST
- 2002, Premio Maria Goeppert-Mayer [5]
- 2002, Premio de la Academia Nacional de Ciencias por Iniciativas en Investigación
- 2003, Beca MacArthur “beca para genios” [28]
- 2003, Premio Arthur S. Flemming (categoría científica)
- 2004, Medalla al Servicio a los Estados Unidos: Ciencia y Medio Ambiente
- 2004, "Líder de investigación del año" de Scientific American [29]
- 2005, Sociedad Americana de Física, II Premio Rabi
- 2006, Premio Fundación Bonfils-Stanton en Ciencia y Medicina
- 2008, Medalla Benjamin Franklin en Física [30]
- 2009, Sigma Xi, Premio William Proctor al logro científico
- 2011, Medalla de Oro, NIST, Departamento de Comercio
- 2013, galardonada con el Premio L'Oréal-UNESCO para las Mujeres en la Ciencia para América del Norte [31] [32]
- 2014, Medalla Isaac Newton del Instituto de Física [33]
- 2014, Premio Comstock de Física , "por un descubrimiento o investigación innovadora reciente en electricidad, magnetismo o energía radiante". [4] [7]
- 2014, “Las mentes científicas más influyentes de 2014”, con Jun Ye , publicado por Thomson Reuters
Después de su fallecimiento, la Sociedad Estadounidense de Física rebautizó su prestigioso premio DAMOP para estudiantes de posgrado en honor a Deborah Jin para reconocer su impacto en el campo de la física atómica, molecular y óptica. [34]
Vida personal
Jin se casó con John Bohn y tuvo una hija. [13] Jin murió de cáncer el 15 de septiembre de 2016 en Boulder, Colorado. [13] [35]
Referencias
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Lectura adicional
- Ni, Kang-Kuen; Greiner, Markus; Ospelkaus, Silke (31 de enero de 2017). "Deborah S. Jin 1968–2016: Pionera de la ciencia ultrafría". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (5): 791–792. Bibcode :2017PNAS..114..791N. doi : 10.1073/pnas.1619292114 . PMC 5293022 . PMID 28039435.
Enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Deborah Jin .
- CV de Jin en la Universidad de Colorado Archivado el 5 de octubre de 2015 en Wayback Machine.
- Página de inicio del grupo Jin. Archivado el 20 de septiembre de 2015 en Wayback Machine.