マーク・G・ライゼン

マーク・ジョージ・ライゼンは、量子光学と原子光学に関する実験を行っているアメリカの物理学者です。

幼少期と教育

ライゼンはニューヨーク市で生まれました。ライゼンの叔父であるロバート・F・ゴールドバーガー博士は、コロンビア大学の学長とNIHの科学担当副所長を務めました。

ライゼンは、家族がイスラエルに移住するまで、アッパー・ウエスト・サイドのウォールデン・スクールに通っていました。デ・シャリット高校を卒業し、1980年にテルアビブ大学で数学の学士号を取得しました。大学院課程はテキサス大学オースティン校で、スティーブン・ワインバーグ（ 1979年ノーベル物理学賞受賞）とジェフ・キンブル（カリフォルニア工科大学） の指導の下で学びました。

ライゼンは1989年に博士号を取得しました。1989年から1991年にかけて、ライゼンは米国国立標準技術研究所の時間と周波数部門で国立研究会議（NRC）の博士研究員として、デビッド・ワインランド（ 2012年ノーベル物理学賞受賞）と共に研究を行いました。

学歴

1991年、ライゼンはオースティンに戻り、テキサス大学で物理学の助教授に就任しました。1996年に准教授、2000年に教授に昇進しました。ライゼンはシド・W・リチャードソン財団の物理学評議員を務めています。2017年9月、ライゼンはデルメディカルスクール小児科の教授を兼任しました。

科学者としてのキャリア

ライゼンは1984年、スティーブン・ワインバーグの指導の下、理論素粒子物理学の分野で科学者としてのキャリアをスタートさせました。1985年には実験物理学の分野に移り、ジェフ・キンブルの指導の下、研究を開始しました。大学院生としての研究においては、光のスクイーズ状態を測定した最初の実験の一つに尽力し、また光領域における 真空ラビ分裂の観測にも貢献しました。

NIST 在籍中、ライゼン氏は、トラップされたイオンによる 量子情報の基礎となった小型線形イオントラップを開発しました。

テキサス大学オースティン校のライゼン・グループの研究プログラムは、レーザー冷却と中性原子のトラッピングを用いて基礎問題を研究しています。彼らは、原子の運動量の動的局在、つまりカオスの量子的抑制を観察しました。

他の実験では、ライゼンと彼のグループは加速光格子中の原子の量子輸送を調査しました。彼らは加速中の量子トンネル効果による損失メカニズムを研究しました。彼らは、短時間において、生存確率が指数関数的減衰法則から逸脱することを発見しました。この指数関数的減衰からの短時間の逸脱は、減衰率を抑制または増強するために利用されました。これらの効果は量子ゼノ効果または反ゼノ効果として知られています。

ライゼンと彼のグループは、ルビジウムとナトリウムのボーズ・アインシュタイン凝縮体を用いた2つの実験を構築した。彼らは、原子の量子統計と量子もつれの研究と制御のためのシステムを開発し、光箱トラップ内の凝縮体と単一原子検出機能を備えたシステムを構築した。

別の実験では、超音速ビームのコヒーレントな減速が実証された。原子パドルを使用して、基底状態ヘリウムの低速単色ビームが生成された。別のアプローチでは、パルス磁場を使用して常磁性の原子と分子を停止させた。これらの粒子をさらに冷却するために、ライゼンと協力者は、光ピンセットで原子または分子を蓄積するために使用される一方向バリア、または一方向壁の概念を導入した。この方法は、2007年12月にライゼングループによって実験的に実現された。この冷却方法は、もともと1929年にレオ・シラードによって提案された情報冷却の物理的な実現である。この提案では、情報エントロピーの概念を使用してマクスウェルの悪魔のパラドックスを解決した。これらの方法を組み合わせることで、周期表のほとんどにまたがる原子と常磁性分子の捕捉と冷却が可能になる。

2009年、ライゼン氏とグループは、空気中で光ピンセットで保持されたガラス玉のブラウン運動を調べるための実験を構築しました。1907年、アルベルト・アインシュタインは、ブラウン運動の瞬間速度を検討した論文を発表し、統計力学の基本原理の1つである等分配定理を検証するために使用できることを示しました。この論文で、アインシュタインは、運動の非常に急速なランダム化のため、瞬間速度を実際には測定することは不可能であると結論付けました。2010年春、ライゼングループは空気中のブラウン運動粒子の瞬間速度を測定しました。2014年には、水とアセトンで同じ測定を完了しました。速度データは、マクスウェル・ボルツマン速度分布と、ブラウン運動粒子の等分配定理を検証するために使用されました。

原子を制御するこれらの手法は、ライゼン氏と共同研究者によって高効率な同位体分離に用いられました。実験では、リチウム7を1回の通過で99.95%を超える純度まで濃縮できることが実証されました。この分離法は、磁気活性化誘導同位体分離（MAGIS）と呼ばれています。この研究の応用例の一つとして、ライゼン氏が理事長を務める非営利団体ポイントマン財団において、医療用の濃縮同位体の製造が挙げられます。

私生活

ライゼンは既婚者で、テキサス州オースティンとサンアントニオに居住しています。彼は歴史保存と動物の権利の擁護者です。

賞と栄誉

雷禅氏はアメリカ物理学会およびアメリカ光学会の会員でもある。

参照

参考文献

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