لين هاو

لين فيسترجارد هاو ( بالدنماركية: [ ˈle̝ːnə ˈvestɐˌkɒˀ ˈhɑw ] ؛ ولدت في 13 نوفمبر 1959) هي فيزيائية ومعلمة دنماركية. تشغل منصب أستاذة مالينكروت للفيزياء والفيزياء التطبيقية في جامعة هارفارد . ^{[ 1 ]}

في عام ١٩٩٩، قادت فريقًا من جامعة هارفارد نجح، باستخدام مكثف بوز-أينشتاين ، في إبطاء شعاع ضوئي إلى حوالي ١٧ مترًا في الثانية ، وفي عام ٢٠٠١، تمكن من إيقاف شعاع ضوئي تمامًا. ^{[ ٢ ]} أدت أعمال لاحقة مبنية على هذه التجارب إلى نقل الضوء إلى المادة، ثم من المادة إلى الضوء مرة أخرى، ^{[ ٣ ]} وهي عملية ذات آثار مهمة على التشفير الكمي والحوسبة الكمية . ركزت أعمالها الحديثة على تفاعلات جديدة بين الذرات فائقة البرودة والأنظمة النانوية . بالإضافة إلى تدريس الفيزياء والفيزياء التطبيقية، درّست علوم الطاقة في جامعة هارفارد، ^{[ ٤ ]} والتي تشمل الخلايا الكهروضوئية ، والطاقة النووية ، والبطاريات ، والتمثيل الضوئي .

وُلدت هاو في فيجلي ، الدنمارك. حصلت على درجة البكالوريوس في الرياضيات عام 1984 من جامعة آرهوس في الدنمارك في سن 24. واصلت هاو دراستها هناك، وحصلت على درجة الماجستير في الفيزياء بعد ذلك بعامين.

خلال دراستها للدكتوراه في نظرية الكم ، عملت هاو على أفكار مشابهة لتلك المتعلقة بكابلات الألياف الضوئية التي تنقل الضوء، لكن عملها انصبّ على سلاسل من الذرات في بلورة السيليكون التي تحمل الإلكترونات. وأثناء دراستها للدكتوراه، أمضت هاو سبعة أشهر في سيرن ، المختبر الأوروبي لفيزياء الجسيمات بالقرب من جنيف . حصلت على شهادة الدكتوراه من جامعة آرهوس عام ١٩٩١ عن عمر يناهز ٣٢ عامًا، لكن اهتماماتها البحثية كانت قد تغيرت بحلول ذلك الوقت.

في عام ١٩٩١، انضمت إلى معهد رولاند للعلوم في كامبريدج، ماساتشوستس، كعضو في الهيئة العلمية، وبدأت باستكشاف إمكانيات الضوء البطيء والذرات الباردة. في عام ١٩٩٩، في سن الأربعين، قبلت هاو منصبًا لمدة عامين كباحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة هارفارد. تخصصت هاو في الفيزياء النظرية ، لكن اهتمامها تحول إلى البحث التجريبي في محاولة لخلق شكل جديد من المادة يُعرف باسم مكثف بوز-أينشتاين . تقدمت هاو بطلب إلى المؤسسة الوطنية للعلوم للحصول على تمويل لإنتاج دفعة من هذا المكثف، لكن طلبها رُفض بحجة أنها باحثة نظرية، وأن إجراء مثل هذه التجارب سيكون صعبًا للغاية بالنسبة لها. ^{[ ٥ ]} لم تثنها هذه العقبة، فحصلت على تمويل بديل، وأصبحت من أوائل الفيزيائيين الذين نجحوا في ابتكار هذا المكثف. في سبتمبر ١٩٩٩، عُينت أستاذة غوردون مكاي للفيزياء التطبيقية وأستاذة الفيزياء في جامعة هارفارد. ^{[ 6 ]} حصلت أيضًا على التثبيت الأكاديمي عام 1999، وتشغل حاليًا منصب أستاذة مالينكروت للفيزياء والفيزياء التطبيقية في جامعة هارفارد. في عام 2001، أصبحت أول شخص يوقف الضوء تمامًا، ^{[ 7 ]} مستخدمةً مكثف بوز-أينشتاين لتحقيق ذلك. ومنذ ذلك الحين، أجرت أبحاثًا واسعة النطاق وأعمالًا تجريبية جديدة في مجال الشفافية المستحثة كهرومغناطيسيًا ، ومجالات متنوعة من فيزياء الكم ، والفوتونيات ، وساهمت في تطوير أجهزة كمومية جديدة وتطبيقات نانوية مبتكرة .

أظهرت هاو وزملاؤها في جامعة هارفارد تحكمًا دقيقًا في الضوء والمادة في العديد من التجارب، لكن تجربتها باستخدام مكثفين تُعدّ من أكثرها إثارةً للإعجاب. ^{[ 8 ]} في عام 2006، نجحوا في نقل كيوبت من الضوء إلى موجة مادية ثم إعادته إلى الضوء، مستخدمين مكثفات بوز-أينشتاين . نُوقشت تفاصيل التجربة في عدد 8 فبراير 2007 من مجلة Nature . ^{[ 9 ]} تعتمد التجربة على كيفية تصرف الذرات، وفقًا لميكانيكا الكم، كموجات وجسيمات في آنٍ واحد. وهذا ما يمكّن الذرات من القيام بأمور غير بديهية، مثل المرور عبر فتحتين في وقت واحد. داخل مكثف بوز-أينشتاين، تُضغط نبضة ضوئية بمقدار 50  مليون مرة، دون فقدان أي من المعلومات المخزنة فيها. في هذا المكثف، يمكن نقل المعلومات المشفرة في نبضة ضوئية إلى موجات الذرات. لأن جميع الذرات تتحرك بتناسق، لا تتلاشى المعلومات إلى ضوضاء عشوائية. يدفع الضوء بعضًا من  ذرات الصوديوم البالغ عددها حوالي 1.8 مليون ذرة في السحابة إلى الدخول في حالات "التراكب الكمي"، حيث يبقى مكون منخفض الطاقة ثابتًا، بينما ينتقل مكون أعلى طاقة بين السحابتين . ثم يقوم ليزر "تحكم" ثانٍ بكتابة شكل النبضة في دالة الموجة للذرة. عند إيقاف تشغيل شعاع التحكم هذا، واختفاء نبضة الضوء، تبقى "نسخة المادة". قبل ذلك، لم يكن بإمكان الباحثين التحكم بسهولة في المعلومات الضوئية أثناء انتقالها، باستثناء تضخيم الإشارة لتجنب تلاشيها. مثّلت هذه التجربة التي أجرتها هاو وزملاؤها أول معالجة ناجحة للمعلومات الضوئية المتناسقة. تقول إيرينا نوفيكوفا ، الفيزيائية في كلية ويليام وماري في ويليامزبرغ، فرجينيا، إن الدراسة الجديدة "عرض رائع". وتضيف أنه قبل هذه النتيجة، كان تخزين الضوء يُقاس بالمللي ثانية. "أما هنا، فهو يُقاس بأجزاء من الثانية. إنه وقت مذهل حقًا." ^{[ 10 ]}

قال هاو، متحدثًا عن إمكانيات هذا الابتكار: "أثناء انتقال المادة بين مكثفي بوز-أينشتاين، يمكننا احتجازها، ربما لعدة دقائق، وإعادة تشكيلها - أو تغييرها - بالطريقة التي نريدها. قد يكون لهذا الشكل الجديد من التحكم الكمومي تطبيقات في مجالات معالجة المعلومات الكمومية والتشفير الكمومي، وهي مجالات نامية." ^{[ 11 ]} وفيما يتعلق بالآثار التطويرية، قال جيريمي بلوكسهام ، عميد كلية العلوم في كلية الآداب والعلوم: "يمثل هذا الإنجاز، المتمثل في مشاركة المعلومات الكمومية في شكل ضوئي، وليس في شكل ذرة واحدة بل في شكلين ذريين، حافزًا كبيرًا لأولئك الذين يأملون في تطوير أجهزة كمبيوتر كمومية ." ^{[ 12 ]} مُنحت هاو جائزة جورج ليدلي عن هذا العمل، وقد أشار ستيفن هايمان، رئيس جامعة هارفارد، إلى أن "عملها رائد. يطمس بحثها الحدود بين العلوم الأساسية والتطبيقية، ويستفيد من مواهب وأفراد كليتين وعدة أقسام، ويقدم مثالاً ساطعاً على كيف أن خوض المخاطر الفكرية الجريئة يؤدي إلى مكافآت عظيمة." ^{[ 12 ]}

في عام 2009، قام هاو وفريقه بتبريد سحب من مليون ذرة روبيديوم باستخدام الليزر إلى درجة حرارة أعلى بقليل من الصفر المطلق . ثم أطلقوا هذه السحابة الذرية، التي يبلغ طولها مليمترًا واحدًا، باتجاه أنبوب نانوي كربوني معلق، يقع على بعد حوالي سنتيمترين، ومُشحون بمئات الفولتات. نُشرت النتائج في عام 2010، مُبشّرةً بتفاعلات جديدة بين الذرات الباردة والأنظمة النانوية. ^{[ 13 ]} لاحظوا أن معظم الذرات مرت، لكن حوالي 10 من كل مليون ذرة انجذبت بشكل لا مفر منه، مما تسبب في تسارعها بشكل كبير في كل من الحركة ودرجة الحرارة. عند هذه النقطة، تنفصل الذرات المتسارعة إلى إلكترون وأيون يدوران بالتوازي حول السلك النانوي، مُكملين كل دورة في أجزاء من تريليون من الثانية. يُسحب الإلكترون في النهاية إلى داخل الأنبوب النانوي عبر النفق الكمومي، مما يدفع الأيون المرافق له إلى الانطلاق بعيدًا - مدفوعًا بالشحنة القوية للأنبوب النانوي ذي الجهد 300 فولت - بسرعة تقارب 26  كيلومترًا في الثانية، أو 59000  ميل في الساعة. ^{[ 14 ]} في هذه التجربة، يمكن للذرات أن تتفكك بسرعة، دون الحاجة إلى التصادم مع بعضها البعض. ويشير الفريق إلى أن هذا التأثير لا ينتج عن الجاذبية في الثقوب السوداء ، كما هو محسوب للثقوب السوداء في الفضاء، بل عن الشحنة الكهربائية العالية في الأنبوب النانوي. تجمع التجربة بين تقنية النانو والذرات الباردة لعرض نوع جديد من أجهزة الكشف عالية الدقة، أحادية الذرة، والمدمجة في شريحة، والتي قد تتمكن في نهاية المطاف من فصل الأهداب الناتجة عن تداخل موجات المادة. ويتوقع العلماء أيضًا إمكانية إجراء مجموعة من الدراسات الأساسية أحادية الذرة بفضل هذا الجهاز. ^{[ 15 ]}

• 1986-1989: كلية العلوم، جامعة آرهوس ، الدنمارك - زمالة بحثية ^{[ 16 ]}
• 1988: مؤسسة كارلسبيرغ ، الدنمارك – منحة كارلسبيرغ الدراسية ^{[ 2 ]}
• 1991: معهد رولاند - أستاذ جوردون مكاي للفيزياء التطبيقية في جامعة هارفارد والباحث الرئيسي لمجموعة تبريد الذرات ^{[ 17 ]}
• 2000: مؤسسة توب دانمارك، كوبنهاغن - جائزة عام 2000 ^{[ 18 ]}
• 2001: مؤسسة صموئيل فريدمان ، جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس - جائزة صموئيل فريدمان للإنقاذ ^{[ 19 ]}
• 2001: درجة فخرية من Æreshåndværker Kjøbenhavns Håndværkerforening بحضور صاحبة الجلالة الملكة مارغريت الثانية ملكة الدنمارك، كوبنهاغن ^{[ 20 ]}
• 2001: مجلس البحوث العلمية الطبيعية الدنماركي – ميدالية أولي رومر ^{[ 21 ]}
• 2001: الجمعية الفيزيائية الدنماركية – جائزة NKT ^{[ 22 ]}
• 2001-2006: زميل ماك آرثر 2001-2006 – منحة العباقرة ^{[ 23 ]}
• 2004: الجمعية الأمريكية لمعلمي الفيزياء - جائزة ريختماير التذكارية ^{[ 24 ]}
• 2008: جائزة جورج ليدلي ^{[ 25 ]}
• 2008: جائزة ريجمور وكارل هولست كنودسن للبحث العلمي ^{[ 26 ]}
• 2010: الشبكة العالمية للدنماركيين حول العالم – "Årets Verdensdansker" (الدنماركية العالمية للعام) 2010 لأنها "وضعت الدنمارك على الخريطة العالمية بشكل قاطع ومستمر". ^{[ 27 ]}
• 2011: جائزة كارلسبيرج للبحوث ^{[ 28 ]} من الأكاديمية الملكية الدنماركية للعلوم والآداب ^{[ 29 ]}

• 2004: محاضرة ليون باب التذكارية ^{[ 30 ]}
• 2003: الضوء البطيء لحوليات البحوث غير المحتملة (AIR) ^{[ 31 ]}
• 2008: محاضرة علوم العاصمة في مؤسسة كارنيجي للعلوم ^{[ 32 ]}
• 2010: محاضرة HC أورستد ^{[ 33 ]}
• 2018: ليز مايتنر محاضرة متميزة
• 2019: ميدالية ومحاضرة ديراك ، جامعة نيو ساوث ويلز

• الأكاديمية الملكية الدنماركية للعلوم والآداب – تعيين فخري ^{[ 34 ]}
• 2008: الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم – عضو أجنبي ^{[ 35 ]}
• 2009: الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم – عضو ^{[ 36 ]}
• 2009: الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS) – زميل ^{[ 37 ]}
• 2010: وزارة الدفاع الأمريكية - زميل هيئة التدريس في العلوم والهندسة للأمن القومي ^{[ 38 ]}
• 2011: جامعة آرهوس – الشبة الفخرية ^{[ 39 ]}

• لين فيسترجارد هاو، "الفيزياء للقرن الحادي والعشرين" مؤسسة أننبرغ ، معالجة الضوء، الوحدة 7 ^{[ 40 ]}
• آن جودسيل، تريجفي ريستروف، جيه إيه جولوفشينكو ، ولين فيسترجارد هاو، تأين المجال للذرات الباردة بالقرب من جدار أنبوب نانوي كربوني واحد ^{[ 13 ]} (2010)
• روي تشانغ، وشون آر غارنر ، ولين فيسترجارد هاو، إنشاء ذاكرة بصرية متماسكة طويلة الأمد من خلال التفاعلات غير الخطية المتحكم بها في مكثفات بوز-أينشتاين ^{[ 41 ]} (2009)
• Naomi S. Ginsberg , Sean R. Garner , and Lene Vestergaard Hau, Coherent control of optical information with material wave dynamics ^{[ 42 ]} (2007 ).
• Naomi S. Ginsberg , Joachim Brand, Lene Vestergaard Hau, Observation of Hybrid Soliton Vortex-Ring Structures in Bose–Einstein endensates ^{[ 43 ]} (2005 ).
• تشين ليو، زاكاري داتون ، سايروس ح. بهروزي، لين فيسترجارد هاو، ملاحظة تخزين المعلومات البصرية المتماسكة في وسط ذري باستخدام نبضات ضوئية متوقفة ^{[ 44 ]}
• لين فيسترجارد هاو، إس إي هاريس ، زاكاري داتون ، سايروس إتش بهروزي، انخفاض سرعة الضوء إلى 17  مترًا في الثانية في غاز ذري فائق البرودة ^{[ 45 ]}
• لين فيسترجارد هاو، البصريات الكمية: إبطاء الفوتونات المفردة ^{[ 46 ]}
• برايان مورفي ولين فيسترجارد هاو، المصائد النانوية الكهروضوئية للذرات المتعادلة ، ^{[ 47 ]}
• لين فيسترجارد هاو، معالجة المعلومات البصرية في مكثفات بوز-أينشتاين ، ^{[ 48 ]}
• لين فيسترجارد هاو، الفيزياء الكمية - الذكريات المتشابكة ، ^{[ 49 ]}
• لين فيستيرجارد هاو، البصريات غير الخطية: الموائع الفائقة الصادمة , ^{[ 50 ]}
• كريستوفر سلو ، لوران فيرناك، لين فيسترجارد هاو، مصدر عالي التدفق للروبيديوم البارد ^{[ 51 ]}
• كريستوفر سلو ، نعومي إس. جينسبيرج ، تريجف ريستروف، آن جودسيل، ولين فيسترجارد هاو، الضوء البطيء للغاية ومكثفات بوز-أينشتاين: التحكم ثنائي الاتجاه باستخدام الضوء المتماسك ومجالات الذرات ^{[ 52 ]}
• مارين سولجاسيك ، إليفتيريوس ليدوريكيس، جيه دي جوانوبولوس، لين فيسترجارد هاو، التبديل الضوئي بالكامل منخفض الطاقة للغاية ^{[ 53 ]}
• Trygve Ristroph, Anne Goodsell, JA Golovchenko , and Lene Vestergaard Hau, Detection and quantized conductance of neutral atomics near a charge carbon nanotube ^{[ 54 ].}
• زاكاري داتون ، لين فيسترجارد هاو، تخزين ومعالجة المعلومات البصرية باستخدام الضوء البطيء للغاية في مكثفات بوز-أينشتاين ^{[ 55 ]}
• زاكاري داتون ، نعومي إس. جينسبيرج ، كريستوفر سلو ، ولين فيسترجارد هاو، فن ترويض الضوء: الضوء البطيء للغاية والضوء المتوقف ^{[ 56 ]}
• لين فيستيرجارد هاو، الضوء المتجمد ^{[ 57 ]}
• زاكاري داتون ، مايكل بودي، كريستوفر سلو ، لين فيسترجارد هاو، رصد موجات الصدمة الكمومية التي تم إنشاؤها بواسطة نبضات الضوء البطيئة المضغوطة للغاية في مكثف بوز-أينشتاين ^{[ 58 ].}
• لين فيسترجارد هاو، ترويض الضوء بالذرات الباردة ^{[ 59 ]} مقالة مميزة مدعوة. نشرها معهد الفيزياء، المملكة المتحدة.
• BD Busch، Chien Liu، Z. Dutton ، CH Behroozi، L. Vestergaard Hau، ملاحظة ديناميكيات التفاعل في سحب ذرات بوز المكثفة ذات درجة الحرارة المحدودة ^{[ 60 ]}
• C. Liu, BD Busch, Z. Dutton , and LV Hau, Anisotropic Expansion of Finite Temperature Bose Gases – Emergence of Interaction Effects between Condensed and Non-condensed Atoms , ^{[ 61 ]} Proceedings of the conference on New Directions in Atomic Physics, Cambridge, England, July 1998, eds. CT Whelan, RM Dreizler, JH Macek, and HRJ Walters, (Plenum, 1999).
• لين هاو، تكثيف بوز-أينشتاين وسرعات الضوء البالغة 38  ميلاً في الساعة: وقائع ورشة العمل حول تكثيف بوز-أينشتاين وغازات فيرمي المنحلة، من ورشة العمل حول تكثيف بوز-أينشتاين وغازات فيرمي المنحلة ^{[ 62 ]} محاضرة هاو: ملفات صوتية وصور. ^{[ 63 ]}
• لين فيسترجارد هاو، بي دي بوش، تشين ليو، زاكاري داتون ، مايكل إم بيرنز، جيه إيه جولوفشينكو ، صور مكانية قريبة من الرنين لمكثفات بوز-أينشتاين المحصورة في الزجاجة المغناطيسية 4-Dee ^{[ 64 ]}
• لين فيسترجارد هاو، بي دي بوش، تشين ليو، مايكل إم بيرنز، جيه إيه جولوفشينكو ، الذرات الباردة وخلق حالات جديدة للمادة: مكثفات بوز-أينشتاين، حالات كابيتزا، وذرات الهيدروجين المغناطيسية ثنائية الأبعاد ، (التصادمات الضوئية والإلكترونية والذرية: أوراق مدعوة للمؤتمر الدولي العشرين للتصادمات الإلكترونية والذرية (ICEAC) فيينا، النمسا، 23-29 يوليو 1997) إف. أومير وإتش بي وينتر، محررين ^{[ 65 ]}
• لين فيسترجارد هاو، جيه إيه جولوفشينكو ، ومايكل إم بيرنز، التناظر الفائق وربط الذرة المغناطيسية بتيار خيطي ^{[ 66 ]}
• لين فيسترجارد هاو، جيه إيه جولوفشينكو ، ومايكل إم بيرنز، مصدر جديد لحزمة ذرية: "شمعدان" ^{[ 67 ]}
• لين فيسترجارد هاو، مايكل إم. بيرنز، وجيه إيه جولوفشينكو ، الحالات المقيدة لموجات المادة الموجهة: ذرة وسلك مشحون ^{[ 68 ]}
• " الصفر المطلق وغزو البرد " ^{[ 69 ]}
• " الصفر المطلق وغزو البرد " توم شاكتمان تاريخ النشر: 1 ديسمبر 1999 الناشر: هوتون ميفلين ^{[ 70 ]}

• "اتحاد الضوء والمادة" . جريدة جامعة هارفارد (2) 20026. 7 فبراير 2007. Bibcode : 2007PhT..2007b0026. . doi : 10.1063/pt.5.020845 .
• "مختبر هاو في جامعة هارفارد" . كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة هارفارد . جامعة هارفارد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أغسطس 2008 .
• "حبس الضوء وحفظه لوقت لاحق" (مقطع صوتي) . برنامج "حديث الأمة ". الإذاعة الوطنية العامة. 9 فبراير 2007. تاريخ الاطلاع: 3 أغسطس 2008. تمكن العلماء من إيقاف الضوء، وحصره في سحابة من الذرات المبردة تُعرف باسم مكثف بوز-أينشتاين، ثم إطلاقه في سحابة ثانية على مسافة قصيرة. سنتحدث عن هذا العمل وتطبيقاته المحتملة في معالجة المعلومات.
• هولواي، مارغريت (سبتمبر 2007). "ما هي الرؤى في ظلام النور؟" . مجلة ساينتفك أمريكان . المجلد  297، العدد  3. ساينتفك أمريكان. الصفحات 50-53 . رمز Bibcode : 2007SciAm.297c..50H . doi : 10.1038/scientificamerican0907-50 . تاريخ الاسترجاع : 3 أغسطس 2008 . عنوان المقال الفرعي: "تصدرت لين فيسترجارد هاو عناوين الصحف بإبطاء سرعة الضوء إلى ما دون سرعة الطريق السريع. الآن، يمكن لقائدة سيرك الضوء إيقافه وإخماده وإحيائه - وبالتالي إعطاء المعلومات الكمومية مظهرًا جديدًا."
• أوكونور، جون جيه؛ روبرتسون، إدموند إف ، "لين فيسترجارد هاو" ، أرشيف ماك تيوتور لتاريخ الرياضيات ، جامعة سانت أندروز

• لين هاو على قناة INSPIRE-HEP