Arlie Oswald Petters , MBE (nacido el 8 de febrero de 1964) es un físico matemático beliceño-estadounidense, profesor de matemáticas Benjamin Powell y profesor de física y economía en la Universidad de Duke . [1] Petters se convirtió en rector de la Universidad de Nueva York en Abu Dabi a partir del 1 de septiembre de 2020. [2] Petters es uno de los fundadores de la astronomía matemática , centrándose en problemas relacionados con la interacción de la gravedad y la luz y empleando herramientas de la astrofísica , la cosmología , la relatividad general , la física de altas energías , la geometría diferencial , las singularidades y la teoría de la probabilidad . [3] Su monografía "Teoría de la singularidad y lente gravitacional" desarrolló una teoría matemática de la lente gravitacional . Petters también fue decano de asuntos académicos del Trinity College of Arts and Sciences y vicerrector asociado de educación de pregrado en la Universidad de Duke (2016-2019). [4]
Petters fue criado por sus abuelos en la comunidad rural de Dangriga , Belice (antes Stann Creek Town, Honduras Británica ). Su madre emigró a Brooklyn, Nueva York, y se casó con un ciudadano estadounidense; Arlie se unió a ellos cuando tenía 14 años. [5]
Petters obtuvo una licenciatura y maestría en Matemáticas y Física en el Hunter College de la CUNY en 1986 con una tesis sobre "La teoría matemática de la relatividad general ", y comenzó su doctorado en el Departamento de Matemáticas del Instituto Tecnológico de Massachusetts ese mismo año. Después de dos años de estudios de doctorado, se convirtió en un académico de intercambio en el Departamento de Física de la Universidad de Princeton en ausencia del MIT. Petters obtuvo su doctorado en matemáticas en 1991 bajo la dirección de Bertram Kostant (MIT) y David Spergel (Universidad de Princeton). Permaneció en el MIT durante dos años como instructor de matemáticas puras (1991-1993) y luego se unió a la facultad de la Universidad de Princeton en el Departamento de Matemáticas. Fue profesor asistente en Princeton durante cinco años (1993-1998) antes de trasladarse a la Universidad de Duke. [4] [6]
Muchos medios de comunicación han perfilado a Arlie Petters y su erudición, entre ellos The New York Times , [5] NOVA , [7] The HistoryMakers (un archivo digital de historias orales de afroamericanos y preservado en la Biblioteca del Congreso [8] ), [9] Big Think, [10] y el medio de noticias de la Universidad de Duke, The Chronicle . [11]
Petters es conocido por su trabajo en la teoría matemática de las lentes gravitacionales .
Durante el período de diez años de 1991 a 2001, Petters desarrolló sistemáticamente una teoría matemática del efecto de lente gravitacional de deflexión débil, comenzando con su tesis de doctorado en el MIT de 1991 sobre "Singularidades en el efecto de lente gravitacional". [12] En una serie de artículos, él y sus colaboradores resolvieron una serie de problemas teóricos en el efecto de lente gravitacional de deflexión débil que abarcaban el conteo de imágenes, imágenes de punto fijo, ampliación de imágenes, retrasos en el tiempo de las imágenes, geometría local de cáusticos, geometría global de cáusticos, frentes de onda, superficies cáusticas y surf cáustico. [13] Su trabajo culminó en el libro titulado Singularity Theory and Gravitational Lensing (Springer 2012) , del que fue coautor junto con Harold Levine y Joachim Wambganns. Este libro, que abordó la cuestión "¿De qué está hecho el universo?", creó sistemáticamente un marco de estabilidad y genericidad para el efecto de lente gravitacional en el plano k. [14] El libro se basó en herramientas poderosas de la teoría de singularidades y colocó el tema del efecto de lente gravitacional en el plano k con deflexión débil sobre una base matemática rigurosa y unificada. [14]
Después de su trabajo matemático de 1991-2001, Petters se dedicó a cuestiones de lentes más astrofísicas entre 2002 y 2005. En colaboración con astrónomos, aplicó parte de la teoría matemática en [AP13] para ayudar a desarrollar una prueba diagnóstica práctica para la presencia de subestructuras oscuras en galaxias que ejercen lentes sobre cuásares; [15] [16] clasificó las curvas astrométricas locales (centroide) y fotométricas de una fuente extendida cuando cruza cáusticas de pliegues y cúspides debido a lentes genéricas; [17] [18] predijo la forma de la curva astrométrica cuantitativa producida por lentes binarias galácticas. [17] [18] Las propiedades locales clasificadas de las curvas astrométricas revelaron una forma de S característica para los cruces de pliegues, características parabólicas y de cola de golondrina para los cruces de cúspides y una discontinuidad de salto para los cruces sobre los arcos de pliegues que se fusionan en una cúspide. Petters, Levine y Wambgamnns también desarrollaron una fórmula para calcular el tamaño del salto.
Durante el período de 2005 a 2007, Petters colaboró con astrónomos y físicos para explorar el efecto de lente gravitacional en direcciones más allá de sus confines tradicionales en astronomía. En una serie de tres artículos de física matemática publicados escritos con el astrónomo Charles R. Keeton, utilizó efectos de lente gravitacional de orden superior por cuerpos compactos para probar diferentes teorías de la gravedad con la teoría general de la relatividad de Einstein entre ellas. Estos artículos calcularon más allá del límite estándar de deflexión débil las correcciones de primer y segundo orden a las posiciones de la imagen, aumentos y retrasos de tiempo debido al efecto de lente en la relatividad general y teorías gravitacionales alternativas descriptibles dentro del formalismo PPN , [19] e incluso determinaron invariantes de efecto de lente para la familia de modelos PPN. [20] Sus hallazgos se aplicaron al agujero negro galáctico , púlsares binarios y escenarios de microlente gravitacional para hacer predicciones comprobables sobre imágenes con efecto de lente y sus retrasos de tiempo. [19] Otro artículo abordó la difícil cuestión de cómo probar modelos de hiperespacio como la gravedad de branaworld que postulan una dimensión extra al espacio físico. El artículo desarrolló una teoría de ondas semiclásica de lente de agujero negro de branaworld y usó esa teoría junto con la cosmología de branaworld para predecir una firma comprobable de agujeros negros microscópicos de branaworld en luz de rayos gamma. [21] [22] Además, en un artículo de 2007, Petters y MC Werner encontraron un sistema de ecuaciones que se puede aplicar para probar la Hipótesis de Censura Cósmica observacionalmente usando el caso realista de lente de un agujero negro de Kerr . [23] [24]
El trabajo previo de Petters (1991-2007) se ocupó del efecto de lente gravitacional no aleatorio. A partir de 2008, su programa de investigación se centró en el desarrollo de una teoría matemática del efecto de lente gravitacional aleatorio (estocástico). En dos artículos, Petters, Rider y Teguia dieron los primeros pasos en la creación de una teoría matemática del efecto de lente gravitacional estocástico. Caracterizaron hasta varios órdenes asintóticos las densidades de probabilidad de funciones de retardo de tiempo aleatorias, mapas de efecto de lente y mapas de corte en el efecto de lente estocástico y determinaron una fórmula de tipo Kac-Rice para el número global esperado de imágenes debido a un sistema de lente estocástico general. [25] [26] El trabajo forma un marco concreto a partir del cual se pueden hacer extensiones a mapas aleatorios más generales. En dos artículos adicionales, él y Aazami encontraron invariantes de magnificación universal geométrica de cáusticas de orden superior que ocurren en el efecto de lente y cáusticas producidas por mapas generales genéricos hasta la codimensión cinco. [27] [28] [29] Los invariantes se mantienen con una probabilidad de 1 para lentes aleatorias y, por lo tanto, forman importantes controles de consistencia para la investigación sobre ampliaciones de imágenes aleatorias de fuentes cercanas a cáusticas estables.
Petters se ha desempeñado como director del programa de becas Reginaldo Howard Memorial en la Universidad de Duke . [30] También ha estado activo en la comunidad afroamericana, particularmente a través de su tutoría, reclutamiento y conferencias. [31] [32] Ha recibido varios premios de servicio comunitario por su alcance social. [33] [34] Petters es el primer profesor afroamericano titular en matemáticas en la Universidad de Duke. [33] Está muy involucrado en la comunidad beliceña y fundó el Instituto de Investigación Petters [35] en 2005 para ayudar a capacitar a los jóvenes beliceños en los campos STEM y fomentar el espíritu empresarial STEM. [36] [37] Ha escrito cinco libros, tres de ellos libros de resolución de problemas de ciencias y matemáticas para estudiantes beliceños. [38] [39] Parte de su trabajo empresarial se llevó a cabo mientras era profesor de administración de empresas en la Escuela de Negocios Fuqua de Duke (2008-2017). [4] Petters también prestó servicios en el Gobierno de Belice como presidente del Consejo de Asesores Científicos del Primer Ministro de Belice (2010-2013). [40] [4]
Petters ha recibido numerosos premios y honores. [41] Obtuvo una beca de investigación Alfred P. Sloan en matemáticas (1998), [42] y un premio CAREER de la National Science Foundation (1998), [43] y fue el primer ganador del premio Blackwell-Tapia (2002). [44] Fue seleccionado en 2006 por la Academia Nacional de Ciencias para formar parte de una colección permanente de retratos de afroamericanos destacados en ciencia, ingeniería y medicina. [45] En 2008, Petters también fue incluido en la lista de Human Relations Associates de "Los veinticinco científicos más grandes de ascendencia africana", que se remonta al siglo XVIII. [46] Recibió un doctorado honorario en ciencias de su alma mater, Hunter College , en 2008. [47] Petters fue nombrado por la Reina del Reino Unido en 2008 miembro de la Excelentísima Orden del Imperio Británico. [48] En reconocimiento a sus logros científicos y su servicio a la sociedad, el lugar de nacimiento de Petters, Dangriga , Belice, lo honró en 2009 nombrando una calle como Dr. Arlie Petters Street . [49] En 2011 se convirtió en el primer beliceño en recibir el Premio de la Herencia Caribeña Estadounidense por la Excelencia en Ciencia y Tecnología. [50] En 2012 se convirtió en miembro de la Sociedad Matemática Estadounidense [51] y el primer estadounidense de Belice en ser Gran Mariscal del Desfile del Día de América Central en Los Ángeles , donde recibió honores del alcalde y de la Confederación Centroamericana (COFECA). [52] [4] Petters fue reconocido por Mathematically Gifted & Black como Homenajeado del Mes de la Historia Negra 2017. [53]
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