จอห์น เรปปี้
จอห์น เดวิด เรปปี้ | |
|---|---|
| เกิด | ( 1931-02-16 ) 16 กุมภาพันธ์ 1931 |
| อัลมา มัธยฐาน | มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัตมหาวิทยาลัยเยล |
| รางวัล | รางวัล Oliver E. Buckley (ปี 2026) |
| เส้นทางอาชีพด้านวิทยาศาสตร์ | |
| ฟิลด์ | คุณสมบัติ เชิงควอนตัมของของไหลยิ่งยวด |
| สถาบันต่างๆ | มหาวิทยาลัยเยลมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ |
| ซีที เลน | |
| เว็บไซต์ | physics.cornell.edu/john-reppy |
จอห์น เดวิด เรปปี้ (เกิด 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2474) เป็นนักฟิสิกส์และศาสตราจารย์เกียรติคุณจอห์น แอล. เวเธอร์ริล สาขาฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์เขาศึกษาสมบัติควอนตัมของของไหลยิ่งยวดเช่นฮีเลียมการทดลองของเขาแสดงให้เห็นหลักฐานแรกของการเปลี่ยนเฟสเชิงทอพอโลยีในของไหลยิ่งยวด[ 2 ]
นอกจากนี้ เรปปี้ยังเป็นนักปีนผา ที่มีชื่อเสียง มายาวนาน เขาได้สร้างเส้นทางปีนผาที่มีชื่อเสียงหลายเส้นทาง โดยเฉพาะในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา
ชีวิตช่วงต้นและการศึกษา
จอห์น เดวิด เรปปี้ เกิดเมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ 1931 ที่เลคเฮิร์สต์ รัฐนิวเจอร์ซีย์บิดาของเขาประจำการอยู่ที่สถานีการบินนาวิกโยธินสหรัฐฯซึ่งทำงานเกี่ยวกับฮีเลียมในฐานะก๊าซยกตัวสำหรับอากาศยานเบากว่าอากาศ ของกองทัพเรือ ครอบครัวย้ายที่อยู่เกือบทุกปีตามการประจำการทางทหารของบิดา รวมถึงการประจำการที่เพิร์ลฮาร์เบอร์ก่อนสงครามโลกครั้งที่สองในปี 1943 เขาถูกส่งไปยังแปซิฟิกตะวันตก และครอบครัวที่เหลือได้ตั้งรกรากอยู่ที่แฮดดัมเน็กรัฐคอนเนตทิคัต
ในรัฐคอนเนตทิคัต จอห์น เรปปี้เริ่มสนใจวิทยาศาสตร์สัตว์เลื้อยคลาน ธรณีวิทยาและการปีนหน้าผา โดยสำรวจเหมืองหินในท้องถิ่น เขาจบการศึกษาจากโรงเรียนมัธยมปลายในปี พ.ศ. 2493 [ 1 ]
เรปปี้ลงทะเบียนเรียนที่มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต ทันที โดยเริ่มจากภาคฤดูร้อน เขาเรียนวิชาเอกคณิตศาสตร์ แต่ก็เริ่มทำงานให้กับอาจารย์สอนวิชาเทอร์โมไดนามิกส์ของเขา ชาร์ลส์ เรย์โนลด์ส ในช่วงเวลานี้ เรปปี้ได้เป็นเพื่อนกับเดวิด เอ็ม. ลีซึ่งเป็นนักศึกษาเช่นกัน เรปปี้ได้รับปริญญาตรีสาขาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ในปี 1954 จากมหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต และปริญญาโทจากมหาวิทยาลัยเดียวกันในอีกสองปีต่อมา[ 3 ]
ในปี พ.ศ. 2499 Reppy ได้เข้าร่วมกลุ่มวิจัยอุณหภูมิต่ำของ Cecil T. Lane ที่มหาวิทยาลัยเยลในฐานะส่วนหนึ่งของงานวิจัยระดับปริญญาเอก Reppy ได้ดัดแปลงการออกแบบของJesse Beamsและสร้างอุปกรณ์สำหรับหมุนภาชนะบรรจุฮีเลียมเหลวในสุญญากาศและวัดโมเมนตัมเชิงมุมของฮีเลียม เขาสำเร็จวิทยานิพนธ์ในปี พ.ศ. 2503 [ 1 ]และได้รับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเยลในปี พ.ศ. 2504 [ 4 ] Reppy ใช้เวลาในปี พ.ศ. 2504 ทำงานร่วมกับNicholas Kurtiใน อ็อกซ์ฟอร์ ดภายใต้ ทุนสนับสนุน จากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) [ 1 ]
ปีนหน้าผา
ในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 เรปปี้มีบทบาทอย่างมากบนภูเขาแร็กเก็ด (Ragged Mountain)ในรัฐคอนเนต ทิคัต โดยเขาได้ร่วมมือกับแซม สไตรเบิร์ต ในการพิชิตยอดเขาเป็นครั้งแรกหลายครั้ง และร่วมจัดพิมพ์คู่มือการปีนเขาในพื้นที่นั้น รอยแตกที่มีชื่อเสียงอย่าง "Reppy's Crack" บนภูเขาแคนนอน (Cannon Mountain)ในรัฐนิวแฮมป์เชียร์ ตั้งชื่อตามเขา และเขายังพิชิตยอดเขาเป็นครั้งแรกในหลายเส้นทางในเทือกเขาชอว์แองกังค์ (Shawangunks)และที่อื่นๆ อีกด้วย เขายังพยายามพิชิต "Armadillo" ซึ่งเป็นการปีนผาอัลไพน์ระยะยาวบนภูเขาคาตาห์ดิน (Mount Katahdin)ในรัฐเมนนอกจากนี้ เขายังปีนเขาอย่างกว้างขวางในอังกฤษ เทือกเขาแอลป์และอเมริกาตะวันตก
Reppy กล่าวว่าความสนใจแรกเริ่มของเขาในการปีนหน้าผาตั้งแต่อายุยังน้อยนั้นเกี่ยวข้องกับการเปิดเหมืองแร่ไมกาแบบเปิดขนาดเล็กอีกครั้งในรัฐคอนเนตทิคัตตะวันออกในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เพื่อตอบสนองความต้องการวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้นในช่วงสงคราม[ 5 ] [ 6 ]
Reppy เป็นหนึ่งในนักปีนเขากลุ่มแรกๆ ในสหรัฐอเมริกาที่ฝึกฝนเทคนิคที่เรียกว่า " การปีนเขาแบบสะอาด " ซึ่งเขาเรียนรู้มาจากประเทศอังกฤษ ในขณะที่นักปีนเขาส่วนใหญ่ในยุคนั้นใช้หมุดตอกเพื่อปีนหน้าผา Reppy ได้ช่วยแนะนำการใช้ "น็อต" ซึ่งในขณะนั้นประกอบด้วยน็อตหกเหลี่ยมจากล้อรถบรรทุกที่ร้อยด้วยสายไนลอน ต่างจากหมุด น็อตสามารถวางและถอดออกได้โดยไม่ต้องใช้ค้อน และช่วยป้องกันหินจากความเสียหายถาวร เทคนิคนี้มักทำให้การวางหมุดง่ายและเร็วขึ้น และอาจทำให้การปีนเขาที่ยากลำบากทำได้ง่ายขึ้น ความก้าวหน้ามากมายในการปีนหน้าผาเกิดขึ้นได้ด้วยวิธีการนี้ ในบรรดาบุคคลสำคัญอื่นๆ ที่สมควรได้รับเครดิตสำหรับแนวโน้มนี้ในสหรัฐอเมริกา ได้แก่Yvon ChouinardและJohn Stannard [ 7 ]
เส้นทางอาชีพด้านวิทยาศาสตร์
เรปปี้กลับมาที่นิวเฮเวน รัฐคอนเนตทิคัตในปี 1962 และใช้เวลาสี่ปีเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเยล เขาเข้าร่วม ภาควิชาฟิสิกส์ ของมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ในปี 1966 และได้เป็นศาสตราจารย์จอห์น เวเธอร์ริล สาขาฟิสิกส์ในปี 1987 [ 4 ] ในฐานะศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ เขาศึกษาคุณสมบัติควอนตัมของของไหลยิ่งยวดโดยเน้นที่เงื่อนไขขอบเขตและการเปลี่ยนเฟสในระบบที่มีมิติลดลง
ในปี พ.ศ. 2521 Reppy และ David J. Bishop ได้วัดโมเมนต์ความเฉื่อยของแผ่นไมลาร์เคลือบฮีเลียม โดยศึกษาการเปลี่ยนเฟส[ 8 ] [ 2 ]พวกเขาพบความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสภาพของไหลยิ่งยวดแบบลามินาร์เมื่อเทียบกับพฤติกรรมของไหลแบบกลุ่ม[ 2 ] David Robert NelsonและJ. Michael Kosterlitzได้ศึกษาความเชื่อมโยงระหว่างการเปลี่ยนผ่านของ Berezinskii–Kosterlitz–Thoulessและการทดลองของ Reppy และ Bishop โดยระบุลำดับทางทอพอโลยี[ 2 ]
โดยทั่วไปนักฟิสิกส์เห็นพ้องกันว่าอะตอมในฮีเลียม-4 ที่เป็นของไหลยิ่งยวดนั้น ไม่ใช่คอนเดนเซตโบส-ไอน์สไตน์ในความหมายดั้งเดิมของคำนี้ เนื่องจากอะตอมของมันมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างรุนแรงเกินไป Reppy ได้ศึกษาข้อยกเว้น: ฮีเลียมปริมาณเล็กน้อยที่ถูกกักอยู่ในรูพรุนขนาดนาโนเมตรของแก้วคล้ายฟองน้ำที่เรียกว่าVycorแม้ว่ารูพรุนจะทำให้อะตอมอยู่ห่างกันมากเกินไปจนไม่สามารถกระทบกันได้มากนัก แต่ฮีเลียมก็ยังคงมีพฤติกรรมเหมือนของไหลสามมิติ ในปี 1983 Reppy และเพื่อนร่วมงานได้รายงานผลลัพธ์ที่ชี้ให้เห็นว่าฮีเลียมกำลังไหลผ่านแก้วในลักษณะของคอนเดนเซตโบส-ไอน์สไตน์ที่แท้จริง[ 9 ]
กลุ่มวิจัยของ Reppy มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับDavid M. LeeและRobert C. Richardsonจาก Cornell เช่นกัน ซึ่งทั้งสองได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ร่วมกับDouglas D. Osheroff ในปี 1996 จากการค้นพบที่เกี่ยวข้องกับสภาพของไหลยิ่งยวดใน น้ำแข็ง ฮีเลียม-3 Lee ในสุนทรพจน์รับรางวัลโนเบลของเขา ได้ยกย่อง "ความเฉลียวฉลาดทางเทคนิคที่ยอดเยี่ยม" ของ Reppy ในการทดลองที่นำไปสู่การค้นพบ ในสุนทรพจน์นั้น Lee ได้อ้างอิงถึง Reppy อีกหลายครั้ง โดยกล่าวว่างานของเขาช่วยยืนยันข้อมูลเชิงลึกที่เกี่ยวข้อง[ 10 ]
งานของ Reppy ตั้งแต่ปี 1983 ยังมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างน้อยก็ในขอบเขตของรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2001 ซึ่งมอบให้แก่Eric CornellและCarl WiemanจากJILAในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด และWolfgang Ketterleจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ การควบแน่นของโบส-ไอน์สไตน์ได้รับการทำนายไว้ในปี 1924 และพบเห็นได้เมื่อหลายทศวรรษก่อนในฮีเลียมเหลว ตามที่ Ketterle กล่าว ซึ่งเขายอมรับข้ออ้างก่อนหน้านี้ที่ขัดแย้งของ Reppy Ketterle กล่าวว่า Reppy ได้นำการค้นพบนี้มาให้เขาทราบ และการอ้างสิทธิ์ลำดับความสำคัญนั้นยุติธรรม “ผมคิดว่าผลลัพธ์ดูเหมือนจะสรุปได้” Ketterle กล่าว ผู้ร่วมรับรางวัล Wieman กล่าวว่าข้ออ้างของ Reppy นั้น “เกินจริงไปมาก” และ “Ketterle กำลังใจดี” [ 9 ]
นอกจากนี้ งานจากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ของคอร์เนลล์ยังถูกนำมาใช้เพื่อทดสอบทฤษฎีของสายจักรวาลซึ่งเป็นวัตถุสมมติที่อาจมีความสำคัญในการก่อตัวของกาแล็กซี และอาจเกิดขึ้นผ่าน "การเปลี่ยนเฟส" ในช่วงเวลาเพียงเสี้ยววินาทีหลังจากบิ๊กแบง[ 11 ]
รางวัล
Reppy ได้รับรางวัลและเกียรติยศมากมาย รวมถึง รางวัล Fritz London Memorial Prize ในปี 1981 และเหรียญ NASA Distinguished Public Service Medal สำหรับความเป็นผู้นำและการสนับสนุน โครงการฟิสิกส์พื้นฐานไมโครกราวิตี้ ของ NASAในปี 2000 Reppy ยังเป็นสมาชิกของNational Academy of Sciences (1988) อีกด้วย [ 3 ] [ 12 ]ในปี 2025 รางวัล Oliver E. Buckley Prize ประจำปี 2026 ได้รับการมอบให้แก่ Reppy, David J. Bishop, Gwendal Fève และMichael James Manfraสำหรับ "การทดลองที่ก้าวล้ำซึ่งเปิดเผยบทบาทของกระแสน้ำวนในการเปลี่ยนเฟสของของไหลยิ่งยวดในฟิล์มฮีเลียมและสังเกตสถิติการถักเปียแบบแอนิออนิกของอนุภาคเสมือนในปรากฏการณ์ควอนตัมฮอลล์แบบเศษส่วน ดังนั้นจึงสร้างความสำคัญของการกระตุ้นทางทอพอโลยีในสองมิติ" [ 2 ]
อ่านเพิ่มเติม
- "นักฟิสิกส์กล่าวว่า สสารยิ่งยวดอาศัยความไม่เป็นระเบียบ" (PhysicsWorld.com)