Ortwin Hess

Ortwin Hess (d. 10 Nisan 1966), Trinity College Dublin (İrlanda) ve Imperial College London'da (Birleşik Krallık) yoğun madde optiği alanında çalışan Almanya doğumlu bir teorik fizikçidir. Yoğun madde teorisi ve kuantum optiği arasında köprü kurarak, kuantum nanofotonik, plazmonik, metamalzemeler ve yarı iletken lazer dinamiğinde uzmanlaşmıştır. 1980'lerin sonlarından bu yana, 300'den fazla hakemli makalenin yazarı ve ortak yazarıdır; bunlardan en bilinen, "Trapped rainbow' storage of light in metamaterials" adlı makalesine 400'den fazla kez atıfta bulunulmuştur. Kuantum kazanımlı aktif (kazanım artırılmış) nanoplazmoniklere ve metamalzemelere öncülük etti. 2014 yılında, güçlendirilmiş yüzey plazmon polaritonlarının boşluksuz (nano-) lazerleme ve lokalizasyonu için yeni bir yol olarak "durdurulmuş ışıkla lazerleme" ilkesini tanıttı. Bu ilke, ona 33 h-endeksi kazandırdı.

Hess, Erlangen Üniversitesi ve Berlin Teknik Üniversitesi mezunudur. 1995'ten 2003'e kadar, Edinburgh ve Marburg Üniversitelerinde post-doktora yaptı. 1997'de Almanya'nın Stuttgart kentindeki Institute of Technical Physics'te öğretim üyesi oldu. 1998'de Stuttgart Üniversitesi Fizik Bölümü'nde yardımcı profesör olarak görev yaptı ve ardından Finlandiya Tampere Teknoloji Üniversitesi'nde Fotonik Doçenti oldu. 1997'den 1998'e kadar Stanford Üniversitesi'nde misafir profesör ve 1999/2000'de Münih Üniversitesi'nde misafir profesör olarak bulundu. Temmuz 2012'de Abbe Fotonik Okulu'nda misafir profesördü. Hess halen Londra'daki Imperial College'da Leverhulme Metamaterials Kürsüsü'nü elinde bulundurmaktadır ve Plazmonikler ve Metamalzemeler Merkezi'nin eş direktörüdür.

Metamalzemelerdeki yavaş ışığı araştıran Hess, bir ışık atımını oluşturan renklerin bir metamalzeme (veya plazmonik) heteroyapı içindeki farklı noktalarda tamamen durma noktasına getirildiği 'tutulmuş gökkuşağı' ilkesini keşfetti ve açıkladı. Kuantum kazanımı ile aktif metamalzemelere öncülük ederek kendi kendini organize eden nanoplazmonik metamalzemelerde optik kiralite teorisini geliştirdi ve SPP yoğunlaşmasını anımsatan güçlendirilmiş yüzey plazmon polaritonlarının (SPP) boşluksuz nanolazlama ve lokalizasyonu için yeni bir yol olarak 'durdurulmuş ışık lazerini' tanıttı.

"Yavaş" ve "durmuş" ışık alanına olan ilgi, ışık ve madde arasındaki etkileşimlerde son derece doğrusal olmayan etkiler ve kuantum bilgisini işlemek için yeni mimarileri kolaylaştıran optik kuantum bellekler ile ışık sinyalleri üzerinde çok daha iyi bir kontrol elde etme ihtimalinden kaynaklanmaktadır. Pozitif bir kırılma indeksine sahip olan geleneksel dielektrik malzemelerle, en azından yapısal bozukluğun varlığından dolayı, hareket eden ışık sinyallerini tamamen 'durdurmak' imkansızdır. Bu, Hess'in yarı iletken kuantum noktalarındaki yavaş ışık ve fotonik kristallerdeki durmuş ışık noktasına yakın spontan emisyon dinamikleri üzerine yaptığı kapsamlı çalışmalarından elde ettiği önemli bir gözlemdi. Hess teorik olarak, geleneksel medyanın bu temel sınırlamasının üstesinden gelmenin bir yolunun nanoplazmonik dalga kılavuzu yapılarını kullanmak olduğunu gösterdi.

Hess ayrıca yarı iletken lazerlerde uzay-zamansal ve doğrusal olmayan dinamiklere ve hesaplamalı fotonik araştırmalarına katkılarda bulunmuştur. Grubunda geliştirilen algoritmalar ve kodlar, yüksek performanslı paralel bilgisayarlarda çalışır ve nano ölçekli sistemlerde sıcaklık tanımından deneysel olarak gerçekleştirilen kuantum nokta yarı iletken optik yükselticilerde ultra kısa darbelerin optimizasyonuna kadar modern nano fiziğin zengin çeşitli yönlerini aydınlatmak için kullanılmıştır. 2011'den bu yana Hess, kendi kendine organize olan altın metamalzemelerinde ayarlanabilirlik üzerine deneylerin açıklamasını sağlayan kiral noplasmonik metamalzemelerde optik aktivite teorisini geliştirdi.

Aynı zamanda, Hess, "meta lazerler" geliştirmeye başladı ve "durdurulmuş ışık nanolazerleme" önerdi. Bu, nanoplazmonik metamalzemeler, kuantum fotonik ve yarı iletken lazerlerdeki yetkinliğini kullanır ve birleştirir. Başlangıçta çalışmanın motivasyonu, metamalzemelerdeki enerji tüketen kayıpları kazanç sağlayarak telafi etmekti. Ancak şimdi, dalga boyunun beşte birinden daha küçük ve ultra hızlı olmak ve hem hafif hem de güçlendirilmiş plazmonları entegre etmek için bir platform sağlamak gibi benzeri görülmemiş tasarım özelliklerine sahip yeni bir ultra hızlı 'durdurulmuş ışık nanolazerleri' sınıfı gerçekleştirerek telekomünikasyon için yarı iletken yongalarla nano ölçekte entegrasyonu sağlamayı hedefliyor.