Λένε Χάου

H Λεν Βέστεργκαρντ Χάου (Lene Vestergaard Hau)(γεννημένη στις 13 Νοεμβρίου 1959 στο Vejle της Δανίας) είναι Δανέζα φυσικός, καθηγήτρια Φυσικής και Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Mallinckrodt του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ .  Έλαβε το διδακτορικό της από το Πανεπιστήμιο του Aarhus . Το 1999, ηγήθηκε μιας ομάδας του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ,  η οποία, χρησιμοποιώντας ένα συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν, κατάφερε να επιβραδύνει μια δέσμη φωτός σε περίπου 17 μέτρα το δευτερόλεπτο και, το 2001, κατάφερε να σταματήσει εντελώς μια δέσμη.  Μετέπειτα εργασίες που βασίστηκαν σε αυτά τα πειράματα οδήγησαν στη μεταφορά του φωτός προς ύλη, στη συνέχεια από ύλη προς φως,  μια διαδικασία με σημαντικές επιπτώσεις στην κβαντική κρυπτογράφηση και τον κβαντικό υπολογισμό . Πιο πρόσφατη εργασία περιελάμβανε έρευνα για νέες αλληλεπιδράσεις μεταξύ υπέρψυχρων ατόμων και συστήματα νανοσκοπικής κλίμακας . Εκτός από τη διδασκαλία της φυσικής και της εφαρμοσμένης φυσικής, έχει διδάξει Επιστήμη Ενέργειας στο Χάρβαρντ,  επιστήμη που αφορά τα φωτοβολταϊκά κύτταρα, την πυρηνική ενέργεια, τις μπαταρίες και τη φωτοσύνθεση . Παράλληλα με τα πειράματα και τις έρευνες της, συχνά καλείται ως ομιλήτρια σε διεθνή συνέδρια και ασχολείται με τη δομή των επιστημονικών πολιτικών διαφόρων ιδρυμάτων. Ήταν ομιλήτρια στο EliteForsk-konferencen 2013 («Συνέδριο των ελίτ της έρευνας») στην Κοπεγχάγη, το οποίο παρακολούθησαν υπουργοί της κυβέρνησης, καθώς και μεγάλοι επιστήμονες και ερευνητές της Δανίας.  Αναγνωρίζοντας τα πολλά επιτεύγματά της, το Discover Magazine την αναγνώρισε το 2002 ως μία από τις 50 πιο σημαντικές γυναίκες στην επιστήμη.

Ακαδημαϊκή καριέρα 
Αφού πήρε το πτυχίο της στα Μαθηματικά το 1984, η Hau συνέχισε σε μεταπτυχιακές σπουδές στη Φυσική στο Πανεπιστήμιο του Aarhus, που ολοκλήρωσε δύο χρόνια αργότερα. Για τις διδακτορικές της σπουδές στην κβαντική θεωρία, η Hau εργάστηκε σε ιδέες παρόμοιες με αυτές που εφαρμόζονται στα καλώδια οπτικών ινών που μεταφέρουν φως, αλλά η δουλειά της περιλάμβανε σειρές ατόμων σε κρυστάλλους πυριτίου που μεταφέρουν ηλεκτρόνια. Ενώ εργαζόταν για το διδακτορικό της, η Hau πέρασε επτά μήνες στο CERN, το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Φυσικής Σωματιδίων κοντά στη Γενεύη . Έλαβε το διδακτορικό της από το Πανεπιστήμιο του Aarhus στη Δανία το 1991, αλλά μέχρι τότε τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα είχαν αλλάξει κατεύθυνση. Το 1991 προσχώρησε στο Ινστιτούτο Επιστήμης του Ρόουλαντ στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης ως επιστημονικό μέλος του προσωπικού, αρχίζοντας να διερευνά τη δυνατότητα επιβράδυνσης του φωτός και τα υπέρψυχρα άτομα. Το 1999, ο Hau δέχτηκε διετές διορισμό ως μεταδιδακτορική συνεργάτιδα στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Η επίσημη εκπαίδευσή της είναι στη θεωρητική φυσική, αλλά το ενδιαφέρον της μετατοπίστηκε στην πειραματική έρευνα σε μια προσπάθεια να δημιουργήσει μια νέα μορφή ύλης γνωστή ως συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν . "Η Hau υπέβαλε αίτηση στο Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών για τη χρηματοδότηση μιας παρτίδας αυτού του συμπυκνώματος, αλλά απορρίφθηκε με το επιχείρημα ότι ήταν θεωρητική φυσικός για την οποία τέτοια πειράματα θα ήταν πολύ δύσκολο να γίνουν."  Απτόητη, έλαβε εναλλακτική χρηματοδότηση και έγινε μια από τις πρώτες φυσικούς που δημιούργησαν ένα τέτοιο συμπύκνωμα. Τον Σεπτέμβριο του 1999 διορίστηκε καθηγήτρια Εφαρμοσμένης Φυσικής του Γκόρντον Μακάι και καθηγήτρια Φυσικής στο Χάρβαρντ.  Έκανε τη θητεία της το 1999, και τώρα είναι  Καθηγήτρια Φυσικής και Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Mallinckrodt του Χάρβαρντ. Το 2001 έγινε το πρώτο άτομο που σταμάτησε εντελώς το φως,  χρησιμοποιώντας ένα συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν για να το επιτύχει. Έκτοτε, έχει παράγει άφθονη έρευνα και νέο πειραματικό έργο, σε ηλεκτρομαγνητικά παραγόμενη διαφάνεια, σε διάφορους τομείς της κβαντικής φυσικής, της φωτονικής και συνέβαλε στην ανάπτυξη νέων κβαντικών συσκευών και νέων εφαρμογών νανοκλίμακας.

Μεταφορά Qubit 
Η Hau και οι συνεργάτες της στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ "έχουν επιδείξει εξαιρετικό έλεγχο του φωτός και της ύλη σε πολλά πειράματα, αλλά το πείραμά της με δύο συμπυκνώματα είναι ένα από τα πιο συναρπαστικά".  Το 2006 μετέφεραν με επιτυχία ένα qubit από το φως σε ένα κύμα ύλης και ξανά πίσω στο φως, χρησιμοποιώντας ξανά τα συμπυκνώματα Μπόζε-Αϊνστάιν . Λεπτομέρειες του πειράματος συζητούνται στη δημοσίευση του περιοδικού Nature, στις 8 Φεβρουαρίου 2007.  Το πείραμα βασίζεται στον τρόπο που, σύμφωνα με την κβαντική μηχανική, τα άτομα μπορούν να συμπεριφέρονται τόσο ως κύματα όσο και ως σωματίδια. Αυτό επιτρέπει στα άτομα να κάνουν κάποια πράγματα που πάνε αντίθετα στη λογική, όπως το να περνούν από δύο ανοίγματα ταυτόχρονα. Μέσα σε ένα συμπύκνωμα Μπόζε– Αϊνστάιν, ένας ελαφρύς παλμός συμπιέζεται με συντελεστή 50 εκατομμύρια, χωρίς να χάσει καμία από τις πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε αυτό. Σε αυτό το συμπύκνωμα Μπόζε-Αϊνστάιν, οι πληροφορίες που κωδικοποιούνται σε έναν παλμό φωτός μπορούν να μεταφερθούν στα κύματα των ατόμων. Επειδή όλα τα άτομα κινούνται συνεκτικά, οι πληροφορίες δεν διαλύονται σε τυχαίο θόρυβο. Το φως προκαλεί μερικά από τα περίπου 1,8 εκατομμύρια άτομα νατρίου του νέφους να εισέλθουν σε καταστάσεις "κβαντικής υπέρθεσης", με ένα συστατικό χαμηλότερης ενέργειας που παραμένει και ένα συστατικό υψηλότερης ενέργειας που ταξιδεύει μεταξύ των δύο νέφη. Στη συνέχεια, ένα δεύτερο λέιζερ «ελέγχου» καταγράφει το σχήμα του παλμού στα κύματα του ατόμου. Όταν αυτή η δέσμη ελέγχου είναι απενεργοποιημένη και ο παλμός φωτός εξαφανίζεται, το «αντίγραφο υλικού» παραμένει. Πριν από αυτό, οι ερευνητές δεν μπορούσαν εύκολα να ελέγξουν τις οπτικές πληροφορίες κατά τη διάρκεια του ταξιδιού τους, εκτός από την ενίσχυση του σήματος για να αποφευχθεί το ξεθώριασμα. Αυτό το πείραμα της Hau και των συναδέλφων της σηματοδότησε τον πρώτο επιτυχημένο χειρισμό συνεκτικών οπτικών πληροφοριών. Η νέα μελέτη είναι «μια όμορφη επίδειξη», λέει η Irina Novikova, φυσικός στο Κολλέγιο William και Mary στο Williamsburg, VA. Πριν από αυτό το αποτέλεσμα, λέει, η αποθήκευση φωτός μετρούταν σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. "Εδώ είναι κλάσματα δευτερολέπτων. Είναι μια πολύ σημαντική στιγμή. " 

Για τις δυνατότητές της έρευνας αυτής, η Hau είπε "Ενώ η ύλη ταξιδεύει μεταξύ των δύο συμπυκνωμάτων Μπόζε– Αϊνστάιν, μπορούμε να την παγιδεύσουμε, ενδεχομένως για λίγα λεπτά, και να την ξανασχηματίσουμε - να την αλλάξουμε - με όποιον τρόπο θέλουμε. Αυτή η νέα μορφή κβαντικού ελέγχου θα μπορούσε επίσης να έχει εφαρμογές στους αναπτυσσόμενους τομείς της κβαντικής επεξεργασίας πληροφοριών και της κβαντικής κρυπτογραφίας."  Όσον αφορά τις δυνατότητες πρακτικής ανάπτυξης της έρευνας ο Jeremy Bloxham, πρύτανης της επιστήμης στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών δήλωσε: "Αυτό το επίτευγμα, η ανταλλαγή κβαντικών πληροφοριών σε μορφή φωτός και όχι μόνο σε μία αλλά σε δύο μορφές ατόμων, προσφέρει μεγάλη ενθάρρυνση σε όσους ελπίζουν να αναπτύξουν κβαντικούς υπολογιστές " .Η Hau τιμήθηκε με το βραβείο George Ledlie για αυτό το έργο, ενώ ο Provost Steven Hyman του Χάρβαρντ σημείωσε ότι «η δουλειά της είναι πρωτοποριακή. Η έρευνά της καθιστά δυσδιάκριτα τα όρια μεταξύ της βασικής και της εφαρμοσμένης επιστήμης, βασίζεται στο ταλέντο και τους ανθρώπους δύο σχολών και διαφόρων τμημάτων και παρέχει ένα κυριολεκτικά λαμπερό παράδειγμα για το πώς η λήψη τολμηρών αποφάσεων οδηγεί σε βαθιές ανταμοιβές. "

Υπέρψυχρα και συστήματα νανοκλίμακας 

Το 2009, η Hau και η ομάδας της έψυξαν σε λέιζερ ένα νέφος ενός εκατομμυρίου ατόμων ρουβιδίου σε μόλις ένα κλάσμα ενός βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν . Στη συνέχεια άφησαν αυτό το ατομικό νέφος μήκους χιλιοστού προς έναν νανοσωλήνα άνθρακα, που βρισκόταν περίπου δύο εκατοστά μακριά και φορτίστηκε με εκατοντάδες βολτ. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν το 2010, συμπεραίνοντας νέες αλληλεπιδράσεις μεταξύ ψυχρών ατόμων και συστημάτων νανοκλίμακας.  Παρατήρησαν ότι τα περισσότερα άτομα πέρασαν από μέσα, αλλά περίπου 10 ανά εκατομμύριο προσελκύθηκαν αναπόφευκτα, προκαλώντας τα να επιταχύνουν δραματικά τόσο στην κίνηση όσο και στη θερμοκρασία. "Σε αυτό το σημείο, τα επιταχυνόμενα άτομα διαχωρίζονται σε ένα ηλεκτρόνιο και ένα ιόν που περιστρέφεται παράλληλα γύρω από το νανοσύρμα, συμπληρώνοντας κάθε τροχιά σε λίγα τρισεκατομμύρια του δευτερολέπτου. Το ηλεκτρόνιο τελικά απορροφάται στο νανοσωλήνα μέσω κβαντικής σήραγγας, αναγκάζοντας το συνοδευτικό ιόν του να απομακρυνθεί - καθώς απωθείται από την ισχυρή φόρτιση του νανοσωλήνα 300 volt - με ταχύτητα περίπου 26 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο, ή 59.000 μίλια ανά ώρα. "  Τα άτομα μπορούν γρήγορα να αποσυντεθούν, χωρίς να πρέπει να συγκρουστούν μεταξύ τους σε αυτό το πείραμα. Η ομάδα σημειώνει ότι αυτό το φαινόμενο δεν παράγεται από τη βαρύτητα, όπως υπολογίζεται σε μαύρες τρύπες που υπάρχουν στο διάστημα, αλλά από το υψηλό ηλεκτρικό φορτίο στο νανοσωλήνα. Το πείραμα συνδυάζει τη νανοτεχνολογία με τα ψυχρά άτομα για να αναδείξει έναν νέο τύπο υψηλής ανάλυσης, μονοατομικού, με ενσωματωμένο τσιπ ανιχνευτή που μπορεί τελικά να είναι σε θέση να αναλύσει περιθώρια από την παρέμβαση των κυμάτων ύλης. Οι επιστήμονες προβλέπουν επίσης μια σειρά από θεμελιώδεις μελέτες ενός ατόμου που καθίστανται δυνατές από τη δημιουργία τους.

Βραβεία 

 Μετάλλιο και υφηγεσία Dirac. Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας, 2019.
 Διακεκριμένη Λέκτορας Lise Meitner, 2018
 Βραβείο Honorary Alum 2011 - Πανεπιστήμιο Aarhus 
 Το Βραβείο Έρευνας του Carlsberg Foundation  από τη Βασιλική Ακαδημία Επιστημών και Επιστημών της Δανίας  στις 6 Οκτωβρίου 2011. Το βραβείο των 1 εκ. δανικών κορωνών (περίπου 150.000 δολάρια ΗΠΑ) δόθηκε για τα 200 χρόνια επέτειο του ζυθοποιείου JC Jacobsen, ιδρυτή των Carlsberg Breweries και του Carlsberg Foundation .
 Βραβεύτηκε με το HC strsted Lectureship 2010 
 Έλαβε το «World Dane 2010» από το Παγκόσμιο Δίκτυο των Δανών παγκοσμίως . Έλαβε το ετήσιο βραβείο "Årets Verdensdansker" (Παγκόσμιος Δανός της χρονιάς) επειδή, σύμφωνα με την Danes Worldwide, "έβαλε με έμφαση και επιμονή τη Δανία στον παγκόσμιο χάρτη". 
 Επιλέχτηκε ως συνεργάτιδα της Εθνικής Επιστήμης και Μηχανικής Ασφαλείας από το Υπουργείο Άμυνας των Ηνωμένων Πολιτειών, 25 Ιανουαρίου 2010. 
 Δέχτηκε τιμητική συνάντηση στη Βασιλική Ακαδημία Επιστημών και Επιστημών της Δανίας 
 Έγινε υπότροφος της Αμερικανικής ένωσης για την πρόοδο της επιστήμης (AAAS), 7 Δεκεμβρίου 2009. 
 Βραβείο Αμερικανικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών, 20 Απριλίου 2009. 
 Έγινε αλλοδαπό μέλος της Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών της Σουηδίας το 2008 
 Παρέδωσε τη Διάλεξη της Επιστήμης των Κεφαλαίων στο Carnegie Institution for Science το 2008 
 Βραβείο επιστημονικής έρευνας Rigmor και Carl Holst-Knudsen 
 Βραβείο George Ledlie τον Σεπτέμβριο του 2008. 
 Richtmyer Memorial Award, από την Αμερικανική Ένωση Εκπαιδευτικών Φυσικής 2004 
 Έδωσε μια νανο διάλεξη για την επιβράδυνση του φωτός για τα χρονικά της απίθανης έρευνας (AIR) 2003 
 Παρέδωσε τη Διάλεξη του Μνημείου Leon Pape, 2003 
 Έγινε " Genius Grant " - Συνεργάτιδα MacArthur 2001–2006 
 Βραβείο NKT, της Δανικής Εταιρείας Φυσικής 2001 
 Μετάλλιο Ole Rømer, από τον πρόεδρο του Δανικού Συμβουλίου Έρευνας Φυσικών Επιστημών, 2001 
 Τιμητικό πτυχίο, Æreshåndværker Kjøbenhavns Håndværkerforening, παρουσία της Αυτού Μεγαλειότητας Βασίλισσας Margrethe II της Δανίας, Κοπεγχάγη, 2001 
 Βραβείο διάσωσης Samuel Friedman, που δόθηκε από το Ίδρυμα Samuel Friedman, Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Λος Άντζελες, 2001 
 Βραβείο του έτους 2000 από το Top Danmark Foundation,  Κοπεγχάγη
 Gordon Mckay  Διορίστηκε καθηγήτρια Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Χάρβαρντ, καθώς και κύριος ερευνητής της ομάδας Atom Cooling στο Ινστιτούτο Rowland, 1991
 Υποτροφία Carlsberg που της επέτρεψε να περάσει ένα χρόνο αναλαμβάνοντας έρευνα, από το Ίδρυμα Carlsberg, Δανία, 1988 
 Παραλήπτρια της ερευνητικής υποτροφίας, 1986-1989, από τη Σχολή Επιστημών του Πανεπιστημίου του Aarhus της Δανίας.

Εκδόσεις 

 Lene Vestergaard Hau, Manipulating Light  Ενότητα 7 του «Φυσική για τον 21ο αιώνα» του Ιδρύματος Annenberg
 Anne Goodsell, Trygve Ristroph, JA Golovchenko και Lene Vestergaard Hau, ιονισμός πεδίου ψυχρών ατόμων κοντά στον τοίχο ενός νανοσωλήνα άνθρακα  (2010)
 Rui Zhang, Sean R. Garner και Lene Vestergaard Hau, Δημιουργία μακροχρόνιας συνεκτικής οπτικής μνήμης μέσω ελεγχόμενων μη γραμμικών αλληλεπιδράσεων σε συμπυκνώματα Bose – Einstein  (2009)
 Naomi S. Ginsberg, Sean R. Garner και Lene Vestergaard Hau, Συνεκτικός έλεγχος οπτικών πληροφοριών με δυναμική κύματος ύλης  (2007).
 Naomi S. Ginsberg, Joachim Brand, Lene Vestergaard Hau, Παρατήρηση υβριδικών δομών δαχτυλιδιών στροβίλου-στροβίλου στα συμπυκνώματα Bose-Einstein  (2005).
 Chien Liu, Zachary Dutton, Cyrus H. Behroozi, Lene Vestergaard Hau, Παρατήρηση συνεκτικής αποθήκευσης οπτικών πληροφοριών σε ατομικό μέσο με παύση 
 Lene Vestergaard Hau, SE Harris, Zachary Dutton, Cyrus H. Behroozi, Μείωση ταχύτητας φωτός σε 17 μέτρα ανά δευτερόλεπτο σε ένα πολύπλευρο ατομικό αέριο

Περαιτέρω ανάγνωση 

 Lene Vestergaard Hau, Quantum Optics: Slowing single photons
 Brian Murphy and Lene Vestergaard Hau, Electro-optical nanotraps for neutral atoms,
 Lene Vestergaard Hau, Optical information processing in Bose–Einstein condensates,
 Lene Vestergaard Hau, Quantum physics – Tangled memories,
 Lene Vestergaard Hau, Nonlinear optics: Shocking superfluids,
 Christopher Slowe, Laurent Vernac, Lene Vestergaard Hau, A High Flux Source of Cold Rubidium
 Christopher Slowe, Naomi S. Ginsberg, Trygve Ristroph, Anne Goodsell, and Lene Vestergaard Hau, Ultraslow Light & Bose–Einstein Condensates:Two-way Control with Coherent Light & Atom Fields 
 Marin Soljacic, Elefterios Lidorikis, J. D. Joannopoulos, Lene Vestergaard Hau, Ultra Low-Power All-Optical Switching
 Trygve Ristroph, Anne Goodsell, J. A. Golovchenko, and Lene Vestergaard Hau, Detection and quantized conductance of neutral atoms near a charged carbon nanotube
 Zachary Dutton, Lene Vestergaard Hau, Storing and processing optical information with ultra-slow light in Bose–Einstein condensates
 Zachary Dutton, Naomi S. Ginsberg, Christopher Slowe, and Lene Vestergaard Hau, The Art of Taming Light: Ultra-slow and Stopped Light
 Lene Vestergaard Hau, Frozen Light 
 Zachary Dutton, Michael Budde, Christopher Slowe, Lene Vestergaard Hau, Observation of quantum shock waves created with ultra-compressed slow light pulses in a Bose–Einstein Condensate
 Lene Vestergaard Hau, Taming Light with Cold Atoms Invited feature article. Published by Institute for Physics, UK.
 B. D. Busch, Chien Liu, Z. Dutton, C. H. Behroozi, L. Vestergaard Hau, Observation of interaction dynamics in finite-temperature Bose condensed atom clouds
 C. Liu, B.D. Busch, Z. Dutton, and L. V. Hau, Anisotropic Expansion of Finite Temperature Bose Gases – Emergence of Interaction Effects between Condensed and Non-Condensed Atoms, Proceedings of the conference on New Directions in Atomic Physics, Cambridge, England, July 1998, eds. C. T. Whelan, R.M. Dreizler, J.H. Macek, and H.R.J Walters, (Plenum, 1999).
 Lene Hau, BEC and Light Speeds of 38 miles/hr: Proceedings of the Workshop on Bose–Einstein Condensation and Degenerate Fermi Gases, from Workshop on Bose–Einstein Condensation and Degenerate Fermi Gases Hau's talk: Podcast and image files.
 Lene Vestergaard Hau, B. D. Busch, Chien Liu, Zachary Dutton, Michael M. Burns, J. A. Golovchenko, Near Resonant Spatial Images of Confined Bose–Einstein Condensates in the 4-Dee Magnetic Bottle
 Lene Vestergaard Hau, B. D. Busch, Chien Liu, Michael M. Burns, J. A. Golovchenko, Cold Atoms and Creation of New States of Matter: Bose–Einstein Condensates, Kapitza States, and '2D Magnetic Hydrogen Atoms, (Photonic, Electronic and Atomic Collisions : Invited papers of the 20th International Conference of Electronic and Atomic Collisions (ICEAC) Vienna, Austria, July 23–29, 1997) F. Aumayr and H.P. Winter, editors
 Lene Vestergaard Hau, J. A. Golovchenko, and Michael M. Burns, Supersymmetry and the Binding of a Magnetic Atom to a Filamentary Current
 Lene Vestergaard Hau, J. A. Golovchenko, and Michael M. Burns, A new atomic beam source: The "candlestick" 
 Lene Vestergaard Hau, Michael M. Burns, and J. A. Golovchenko, Bound states of guided matter waves: An atom and a charged wire 
 "Absolute Zero and the Conquest of Cold"
 "Absolute Zero and the Conquest of Cold" Tom Schactman Pub Date: Dec. 1st, 1999 Publisher: Houghton Mifflin [73]

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 
 
 
 Article subtitle: "Lene Vestergaard Hau made headlines by slowing light to below highway speed. Now the ringmaster of light can stop it, extinguish it and revive it - and thereby give quantum information a new look."
  

Φυσικοί του 21ου αιώνα
Φυσικοί του 20ού αιώνα
Δανοί φυσικοί
Μέλη της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών