Ντέμπορα Σ. Τζιν

Η Ντέμπορα Σ. Τζιν (Deborah S. Jin) (15 Νοεμβρίου 1968 - 15 Σεπτεμβρίου 2016) ήταν Αμερικανίδα φυσικός και συνεργάτης με το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST). Επίκουρη Καθηγήτρια, Τμήμα Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο · και συνάδελφος στο JILA, ενός κοινού εργαστηρίου NIST με το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο. Θεωρήθηκε πρωτοπόρος στη μοριακή κβαντική χημεία. Από το 1995 έως το 1997 συνεργάστηκε με τους Eric Cornell και Carl Wieman στο JILA, όπου συμμετείχε σε μερικές από τις πρώτες μελέτες για τα αραιωμένα αέρια αερίου Bose-Einstein συμπυκνώματα . Το 2003, η ομάδα της Δρ. Jin στο JILA έφτιαξε το πρώτο φερμιονικό συμπύκνωμα, μια νέα μορφή ύλης. Χρησιμοποίησε μαγνητικές παγίδες και λέιζερ για να κρυώσει φερμονικά ατομικά αέρια σε λιγότερο από 100 δισεκατομμυρίων μοίρες πάνω από το μηδέν, αποδεικνύοντας επιτυχημένα τον κβαντικό εκφυλισμό και το σχηματισμό ενός μοριακού συμπυκνώματος Bose-Einstein . Η Τζιν συχνά αναφέρεται ως ισχυρή υποψήφια για το βραβείο Νόμπελ Φυσικής. Το 2002, το περιοδικό Discover την αναγνώρισε ως μία από τις 50 πιο σημαντικές γυναίκες στην επιστήμη.

 Η Jin γεννήθηκε στην κομητεία Santa Clara της Καλιφόρνια. Η Τζιν ήταν ένα από τα τρία παιδιά και μεγάλωσε στο Indian Harbour Beach της Φλόριντα . Ο πατέρας της ήταν φυσικός και η μητέρα της φυσικός που εργάζεται ως μηχανικός. Η Τζιν αποφοίτησε από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον το 1990, αποκτώντας πτυχίο στη φυσική αφού ολοκλήρωσε μια πτυχιακή εργασία με τίτλο "Ένα ψυγείο αραίωσης με αντλία συμπύκνωσης για χρήση σε ανιχνευτές βολόμετρου κύματος ψύξης χιλιοστών". Ήταν αποδέκτης του Βραβείου Allen G. Shenstone στη Φυσική το 1990. Στη συνέχεια, η Τζιν σπούδασε στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, όπου ήταν μεταπτυχιακός συνεργάτης του NSF από το 1990 έως το 1993 και απόκτησε διδακτορικό στη φυσική το 1995, ολοκληρώνοντας μια διδακτορική διατριβή με τίτλο "Πειραματική μελέτη των διαγραμμάτων φάσης των υπεραγωγών βαρέων φερμίων με πολλαπλές μεταβάσεις" υπό την επίβλεψη του Thomas Felix Rosenbaum . Αφού ολοκλήρωσε το διδακτορικό της, η Τζιν εντάχθηκε στην ομάδα του Eric Cornell στο JILA, το Κοινό Ινστιτούτο Αστροφυσικής Εργαστηρίου στο Boulder του Κολοράντο ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια. Αυτή η αλλαγή από συμπυκνωμένη ύλη σε ατομική φυσική την υποχρέωσε να μάθει ένα νέο σύνολο πειραματικών τεχνικών. Η Jin εντάχθηκε στην ομάδα του Cornell αμέσως μετά την επίτευξη του πρώτου συμπυκνώματος Rubidium Bose-Einstein (BEC) και πραγματοποίησε πειράματα που χαρακτηρίζουν τις ιδιότητές του. Το 1997, η Τζιν δημιούργησε τη δική της ομάδα στο JILA. Μέσα σε δύο χρόνια, ανέπτυξε την ικανότητα να δημιουργεί το πρώτο κβαντικό εκφυλισμένο αέριο φερμονικών ατόμων. Η εργασία υποκινήθηκε από προηγούμενες μελέτες των BEC και την ικανότητα ψύξης ενός αραιού αερίου ατόμων σε 1 μK. Οι αδύναμες αλληλεπιδράσεις μεταξύ σωματιδίων σε συμπύκνωμα Bose-Einstein οδήγησαν σε μία ενδιαφέρουσα φυσική. Θεωρήθηκε ότι τα φερμιονικά άτομα θα σχηματίσουν ανάλογη κατάσταση σε αρκετά χαμηλές θερμοκρασίες, με τα φερμιόνια να συνδυάζονται σε ένα φαινόμενο παρόμοιο με τη δημιουργία ζευγών Cooper σε υπεραγώγιμα υλικά. Το έργο έγινε περίπλοκο από το γεγονός ότι, σε αντίθεση με τα μποζόνια, τα φερμιόνια δεν μπορούν να καταλάβουν την ίδια κβαντική κατάσταση ταυτόχρονα, λόγω της αρχής αποκλεισμού του Pauli, και επομένως είναι περιορισμένα όσον αφορά τους μηχανισμούς ψύξης. Σε αρκετά χαμηλή θερμοκρασία, η εξάτμιση ψύξη, μια σημαντική τεχνική που χρησιμοποιείται για την επίτευξη αρκετά χαμηλής θερμοκρασίας για τη δημιουργία των πρώτων BEC, δεν είναι πλέον αποτελεσματική για τα fermions. Για να παρακάμψει αυτό το ζήτημα, η Τζιν και η ομάδα της επέβαλλαν σε ψύξη άτομα καλίου-40 σε δύο διαφορετικά μαγνητικά επίπεδα. Αυτό επέτρεψε στα άτομα σε διαφορετικά επίπεδα να συγκρούονται μεταξύ τους, αποκαθιστώντας την αποτελεσματικότητα της εξάτμισης ψύξης. Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική, η Jin και η ομάδα της κατάφεραν να παράγουν ένα εκφυλισμένο αέριο Fermi σε θερμοκρασία περίπου 300 nK, ή τη μισή θερμοκρασία Fermi του μείγματος. Το 2003, η Τζιν και η ομάδα της ήταν οι πρώτοι που συμπύκνωσαν ζεύγη φερμιονικών ατόμων. Παρατήρησαν άμεσα ένα μοριακό συμπύκνωμα Bose-Einstein που δημιουργήθηκε αποκλειστικά ρυθμίζοντας την ισχύ αλληλεπίδρασης σε ένα υπερ-ψυχρό αέριο Fermi ατόμων χρησιμοποιώντας συντονισμό Feshbach . Ήταν σε θέση να παρατηρήσει τις αλλαγές του αερίου μεταξύ της κατάστασης Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) και του συμπυκνώματος Bose-Einstein. Το 2008, η Jin και η ομάδα της ανέπτυξαν μια τεχνική ανάλογη με τη φασματοσκοπία φωτοαποστολής με επίλυση γωνίας, η οποία τους επέτρεψε να μετρήσουν τη διέγερση του εκφυλισμένου αερίου τους με την ανάλυση τόσο της ενέργειας όσο και της ορμής. Χρησιμοποίησαν αυτήν την προσέγγιση για να μελετήσουν τη φύση του ζευγαρώματος fermion στη μίξη BCS-BEC, το ίδιο σύστημα που η ομάδα της είχε εξερευνήσει για πρώτη φορά το 2003. Αυτά τα πειράματα παρείχαν την πρώτη πειραματική ένδειξη ενός ψευδοπαγάλου στη μίξη BCS-BEC. Η Τζιν συνέχισε να επιδιώκει την εξέλιξη των ορίων της υπέρ-ψυχρής επιστήμης όταν αυτή και η συνάδελφός της, η Jun Ye, κατάφεραν να κρυώσουν πολικά μόρια που διαθέτουν μια μεγάλη ηλεκτρική διπολική ροπή σε υπερβολικές θερμοκρασίες, επίσης το 2008. Αντί να ψύχουν άμεσα πολικά μόρια, δημιούργησαν ένα αέριο υπερ-ψυχρών ατόμων και στη συνέχεια τα μετέτρεψαν σε διπολικά μόρια με συνεκτικό τρόπο. Αυτό το έργο οδήγησε σε καινοτόμες ιδέες σχετικά με τις χημικές αντιδράσεις σχεδόν στο απόλυτο μηδέν. Ήταν σε θέση να παρατηρήσουν και να ελέγξουν μόρια καλίου-ρουβιδίου (KRb) στην κατάσταση χαμηλότατης ενέργειας (κατάσταση εδάφους). Ήταν ακόμη σε θέση να παρατηρήσουν ότι τα μόρια συγκρούονται και σπάζουν και σχηματίζουν χημικούς δεσμούς. Ο σύζυγος της Jin, John Bohn, ο οποίος εξειδικεύτηκε στη θεωρία των υπερ-ψυχρών ατομικών συγκρούσεων, συνεργάστηκε μαζί της σε αυτό το έργο. Η Jin ήταν εκλεγμένο μέλος της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών (2005) και συνεργάτης της Αμερικανικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών (2007). Η Jin κέρδισε πολλά βραβεία, όπως: 2001, Βραβείο NIST Samuel W. Stratton 2000, Προεδρικό Βραβείο Πρόωρης Σταδιοδρομίας στην Επιστήμη και τη Μηχανική 2002, Maria Goeppert-Mayer Award 2002, Βραβείο Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών για Πρωτοβουλίες στην Έρευνα 2003, Υποτροφία μεγαλοφυίας " MacArthur Fellowship 2003, Βραβείο Arthur S. Flemming (Επιστημονική κατηγορία) 2004, Μετάλλιο υπηρεσίας στην Αμερική: Επιστήμη και περιβάλλον 2004, "Επιστημονικός ηγέτης της Χρονιάς" της Επιστημονικής Αμερικής 2005, American Physical Society, Βραβείο Ράμπι ΙΙ 2006, Βραβείο Bonfils-Stanton Foundation στην Επιστήμη και την Ιατρική 2008, Το μετάλλιο του Benjamin Franklin στη Φυσική 2009, Sigma Xi, Το βραβείο William Proctor για το επιστημονικό επίτευγμα 2011, Χρυσό Μετάλλιο, NIST, Υπουργείο Εμπορίου 2013, Βραβείο L'Oréal-UNESCO Για Γυναίκες στο Science Award Laureate για τη Βόρεια Αμερική 2014, Μετάλλιο Ινστιτούτου Φυσικής Isaac Newton 2014, Comstock Prize in Physics, "για μια πρόσφατη καινοτόμο ανακάλυψη ή έρευνα στον ηλεκτρισμό, τον μαγνητισμό ή την ακτινοβόλη ενέργεια." 2014, «Οι πιο σημαντικοί επιστημονικοί νους του 2014», με την Jun Ye, που κυκλοφόρησε από το Thomson ReutersΜετά το θάνατο της, η Αμερικανική Φυσική Εταιρεία μετονόμασε το διάσημο βραβείο πτυχιακού φοιτητή DAMOP σε Deborah Jin για να αναγνωρίσει τον αντίκτυπό της στον τομέα της ατομικής, μοριακής και οπτικής φυσικής. Η Τζιν παντρεύτηκε τον Τζον Μπον και απέκτησε μια κόρη, τη Τζάκλιν Μπον. Η Τζιν απεβίωσε μετά από μάχη με τον καρκίνο στις 15 Σεπτεμβρίου 2016 στο Μπόλντερ του Κολοράντο. Πολυμέσα σχετικά με το θέμα Deborah Jin στο Wikimedia Commons