James Power Gordon (20 de marzo de 1928 - 21 de junio de 2013) fue un físico estadounidense conocido por su trabajo en los campos de la óptica y la electrónica cuántica . Sus contribuciones incluyen el diseño, análisis y construcción del primer máser en 1954 como estudiante de doctorado en la Universidad de Columbia bajo la supervisión de CH Townes , el desarrollo del equivalente cuántico de la fórmula de capacidad de información de Shannon en 1962, el desarrollo de la teoría para la difusión de átomos en una trampa óptica (junto con A. Ashkin ) en 1980, y el descubrimiento de lo que hoy se conoce como efecto Gordon-Haus en la transmisión de solitones , junto con HA Haus en 1986. Gordon era miembro de la Academia Nacional de Ingeniería (desde 1985) y la Academia Nacional de Ciencias (desde 1988).
JP Gordon nació en Brooklyn , Nueva York , el 20 de marzo de 1928, y se crió en Forest Hills, Queens y Scarsdale, Nueva York . [1] Su padre, Robert S. Gordon, era abogado y trabajó como vicepresidente y asesor general de National Dairy, ahora Kraftco. Gordon asistió a Scarsdale High School y Phillips Exeter Academy (promoción de 1945). En 1949, se licenció en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y se unió al departamento de física de la Universidad de Columbia como estudiante de posgrado. Recibió su maestría y doctorado en física en 1951 y 1955, respectivamente. En el marco de su investigación doctoral diseñó, construyó y demostró el funcionamiento exitoso del primer máser junto con Herbert J. Zeiger y su asesor de doctorado Charles H. Townes . La invención del máser le valió el Premio Nobel de Física, que CH Townes compartió en 1964 con los científicos rusos N. Bassov y A. Prokhorov . A partir de 1955 y hasta su jubilación en 1996, Gordon trabajó como científico en AT&T Bell-Laboratories, donde en el periodo comprendido entre 1958 y 1980 dirigió el Departamento de Investigación en Electrónica Cuántica, ubicado inicialmente en Murray Hill y posteriormente en Holmdel Township , ambos en el estado de Nueva Jersey. En 1962-1963, pasó un año como profesor invitado en la Universidad de California en San Diego .
En 1960, se casó con Susanna Bland Waldner, una ex programadora informática de Bell-Labs. La pareja tuvo tres hijos: James Jr., Susanna y Sara. Residente de Rumson, Nueva Jersey , murió a los 85 años el 21 de junio de 2013 en un hospital de la ciudad de Nueva York debido a un cáncer. [1] [2]
Además de su carrera científica, Gordon jugó tenis de plataforma , habiendo ganado el Campeonato Nacional de dobles masculino de EE. UU. en 1959 y dobles mixtos en 1961 y 1962. [3] [4]
El hermano de Gordon, Robert S. Gordon Jr. (1926-1984) creó una clínica de cólera en Pakistán Oriental, donde hizo contribuciones fundamentales al estudio de esta enfermedad. La Conferencia Gordon de Epidemiología es un premio anual en su honor, otorgado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH). [5]
Durante su período de formación doctoral con CH Townes en la Universidad de Columbia, Gordon trabajó en el diseño, análisis y construcción del máser. [6] Este trabajo produjo el primer prototipo de lo que más tarde evolucionó hasta convertirse en el láser (originalmente llamado "máser óptico") y se convirtió en uno de los caballos de batalla más importantes de la tecnología del siglo XX. [7] La contribución posterior de Gordon a los láseres incluyó el análisis del resonador láser confocal o de espejo curvo. Se unió a G. Boyd para introducir el concepto de modos Hermite-Gaussianos en el estudio de resonadores, [8] influyendo en todas las investigaciones posteriores realizadas sobre resonadores láser. En su trabajo con RL Fork y OE Martinez en 1994, se propuso un mecanismo para generar dispersión negativa sintonizable utilizando pares de prismas. Esta invención fue fundamental para lograr pulsos láser ultracortos, críticos en muchas aplicaciones que utilizan tecnología láser. [9]
En 1962, Gordon estudió las implicaciones de la mecánica cuántica sobre la capacidad de información de Shannon. [10] Señaló los principales efectos de la cuantificación y conjeturó el equivalente cuántico de la fórmula de Shannon para la capacidad de información de un canal. [11] La conjetura de Gordon, probada más tarde por Alexander Holevo y conocida como teorema de Holevo , se convirtió en uno de los resultados centrales en el campo moderno de la teoría de la información cuántica . [12] En su trabajo con WH Louisell publicado en 1966, Gordon abordó el problema de la medición en física cuántica, centrándose en particular en la medición simultánea de observables no conmutantes. [13] El concepto de "operador de medición", que se introdujo en ese trabajo, fue una versión temprana de lo que actualmente se conoce como medida valorada por operador positivo (POVM) en el contexto de la teoría de la medición cuántica. Después de su jubilación, Gordon volvió a dedicarse al tema de la información cuántica y su último artículo sobre el tema, titulado "Comunicación y medición", se publicó en arxiv un año después de su muerte. [14]
Habiéndose unido a los esfuerzos de Arthur Ashkin por manipular micropartículas con rayos láser, Gordon escribió la primera teoría que describe las fuerzas y los momentos de radiación en medios dieléctricos. [15] Más tarde, junto con Ashkin, modeló el movimiento de los átomos en una trampa de radiación. [16] Este trabajo, junto con los experimentos de Ashkin, fue la base de lo que más tarde se desarrolló en los campos de la captura de átomos y las pinzas ópticas .
Gran parte de la carrera posterior de Gordon se centró en el estudio de la transmisión de solitones en fibras ópticas. Informó sobre la primera observación experimental de solitones en fibras ópticas en un artículo en coautoría con RH Stolen y LF Mollenauer . [17] En un artículo fundamental de 1986, Gordon explicó y formuló la teoría del cambio de autofrecuencia del solitón que se había observado antes en experimentos. [18] En el mismo año, junto con el Prof. HA Haus del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), predijo y cuantificó el efecto de fluctuación de tiempo resultante del acoplamiento entre solitones y ruido de amplificación óptica en sistemas ópticos amplificados. [19] Se demostró que este efecto es uno de los factores más fundamentales para determinar el rendimiento de los sistemas de solitones y ahora se reconoce ampliamente como el efecto Gordon-Haus. [20] En 1990, Gordon y Mollenauer predijeron y analizaron la mejora del ruido de fase como resultado de la no linealidad óptica de las fibras. [21] Este fenómeno, a menudo denominado efecto Gordon-Mollenauer, fue un factor clave para prevenir el uso de solitones en comunicaciones ópticas coherentes.
La principal contribución más reciente de Gordon al campo de las comunicaciones por fibra óptica fue la formulación matemática del fenómeno de dispersión del modo de polarización (PMD), que constituye uno de los factores más importantes para determinar el rendimiento de los sistemas de fibra óptica. Su artículo, en coautoría con H. Kogelnik , apareció en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, y la formulación allí presentada se convirtió en estándar en muchos de los textos posteriores que tratan sobre los fenómenos de polarización en fibras ópticas. [22]