קלייר פ. גמקל

קלייר פ. גמקל (באנגלית: Claire F. Gmachl, נולדה בשנת 1967) היא פרופסור להנדסת חשמל באוניברסיטת פרינסטון, הידועה בעיקר בזכות תרומתה לפיתוח לייזר מפל קוואנטלי (quantum cascade laser) .

קורות חיים 
קלייר פ. גמקל נולדה בשנת 1967 בעיר זלצבורג שבאוסטריה. בניגוד לשלושת אחיה שהלכו בעקבות הוריה לעסקי המלונאות בזלצבורג, גמקל נמשכה לתחומים מדעיים יותר, "צריך ללכת בעקבות קריאתו של הכישרון" אמרו הוריה, ומימנו את לימודיה באוניברסיטה. אף על פי שגמקל תכננה בתחילה ללמוד מתמטיקה בלבד, היא שינתה את דעתה עקב עצתו של אחד ממוריה בתיכון ללמוד פיזיקה בנוסף למתמטיקה, במהרה תשומת ליבה עברה לפיזיקה, בתחילה תאורטית ומאוחר יותר מעשית.

גמקל סיימה תואר מאסטר בפיזיקה באוניברסיטת אינסברוק  בשנת 1991. הייתה חברה בצוות הטכני באוניברסיטה הטכנית של מינכן  בשנים 1992–1994 וקיבלה את הדוקטורט שלה בהנדסת חשמל מהאוניברסיטה הטכנית בווינה  בשנת 1995. טקס קבלת הדוקטורט שלה נערך בחסותו של נשיא אוסטריה בזכות הישגיה המרשימים לאורך לימודיה מבית הספר התיכון ועד לאוניברסיטה. בשנת 1996 החלה לעבוד כחברה בצוות הטכני של מעבדות נוקיה בל ועבדה שם במשך שמונה שנים. בשנת 2003 הצטרפה לאוניברסיטת פרינסטון שם לימדה בתור מרצה בכירה, הפכה לפרופסור מן המניין בשנת 2007 ובשנת 2011 קיבלה את התואר "פרופסור יוג'ין היגינס להנדסת חשמל", גמקל הצהירה שאחת ממטרותיה כפרופסור היא לגרום לסטודנטים להתעניין בתחומי המדעים והטכנולוגיה. בשנת 2006 הפכה גמקל לראש הארגון MIRTHE , ארגון המפתח, בין היתר, מערכות חישה כימיות לשימוש סביבתי, ביטחוני ורפואי.

מחקרה 
עיקר מחקרה של גמקל מתמקד בתחום לייזרים ומוליכים למחצה, בעיקר בפיתוח של לייזר מפל קוואנטלי, (Quantum-cascade Laser) או QCL בקיצור.

לייזר מפל קוואנטלי (QCL) הוא סוג של לייזר השונה מלייזרים אחרים בעוצמתו הגבוהה, טווח הכוונון שלו ויכולתו לעבוד כרגיל בטמפרטורת החדר, מסיבות אלו הוא יכול לתפקד במצבים שונים שבהם לייזרים מסוגים אחרים מתקשים לתפקד. כל מולקולת גז סופגת תדרים שונים של אור ולכן לגזים ואדים יש מעין "טביעת אצבע" כימית הייחודית למבנה הכימיקלי שלהם, הדרך המקובלת לזהות את "טביעות האצבע" האלו היא בעזרת קרני לייזר, עד כה השתמשו בלייזרים מגושמים או לא יציבים כדי לגלות אותם. לעומת הלייזרים המיושנים יותר, ה-QCL יכול לזהות את הגזים האלו בצורה יותר יציבה ומדויקת בזכות היכולות המיוחדות שלו: עוצמה וטווח כוונון. הבעיה העיקרית בשימוש ב-QCL לזיהוי גזים היא שהלייזרים שלחו בחזרה ספקטרום אור כאוטי ולא שווה, מה שהופך את הזיהוי של גזים מסוימים לבלתי אפשרי.

גמקל טיפלה בבעיה זו בכך שחרטה סריג-עקיפה (רכיב אופטי המפצל אור הפוגע בו לכיוונים שונים בתבניות מחזוריות) לתוך הלייזר, דבר זה גרם לכך שהלייזר הגביר תדר ספציפי והתעלם משאר התדרים. מאוחר יותר גמקל עיצבה לייזרים שונים המסוגלים להגביר ולקרוא כמה סוגי תדרים, כך שיוכלו לזהות מספר גזים מסוימים מתוך קבוצת גזים גדולה. מטרת המחקר היא כי בעתיד יהיה ניתן להשתמש בטכנולוגיה זו כדי להבחין בסוגים של גזים מזהמים בכביש מהיר או לאתר חומרי נפץ בבידוקים ביטחוניים. מלבד זאת, מפתחת גמקל שימושים שונים ללייזר, לדוגמה, לייזר מכוונן לזיהוי גזים היוצאים מהגוף בנשיפה ויכולים להורות על בעיות רפואיות שונות מאסתמה ועד מחלות לב. גמקל גם חוקרת דרכים להפוך את הלייזר למכשיר שיהיה קל וזול לייצר ולהפיץ. בראיון שנתנה גמקל למשרד המדע והטכנולוגיה של אוסטריה אמרה כי "האתגר הוא להפוך את הלייזרים לפשוטים כמו גלאי עשן תוך כדי שמירה על איכות ודיוק גבוהים".

פרסים וחברויות 
 פרס אוליבר באקלי לפיזיקה של מצב מוצק
 פרס החברה האוסטרית לפיזיקה (1996)
 פרס כריסטיאן דופלר (1996)
 חברה בחברה הפיזיקלית האמריקאית
 חברה באגודה האופטית האמריקאית 
 חברה בעמותה האמריקאית לקידום המדע
 חברה באגודת מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה (IEEE)
 מאה החדשנים לפני גיל 35 לפי מגזין MIT
 פרס עמיתי מקארתור (2005)
 פרס הנשיא להוראה יוצאת דופן (2014)
 פרס וולטר קורטיס ג'ונסון למצוינות בהוראה (2015)

קישורים חיצוניים 

 הרצאה של גמקל בנושא לייזרים לחישה מרחוק- יוטיוב 
 הרצאה של גמקל בוועידת META'15- יוטיוב

הערות שוליים 

סגל אוניברסיטת פרינסטון
מדענים אמריקאים
פיזיקאיות אמריקאיות
מהנדסי חשמל אמריקאים
עמיתות מקארתור
עמיתי מקארתור
נשים זוכות פרסים: מדע וטכנולוגיה
מהגרים מאוסטריה לארצות הברית
אמריקאיות שנולדו ב-1967
אמריקאים שנולדו ב-1967