Рональд Н. Брейсвелл | |
---|---|
Родился | (1921-07-22) 22 июля 1921 г.. Сидней, Австралия |
Умер | 12 августа 2007 г. (2007-08-12) (в возрасте 86 лет). Стэнфорд, Калифорния, США |
Гражданство | Австралийский |
Alma mater | Сиднейский университет. Кембриджский университет. Сиднейская средняя школа для мальчиков |
Награды | Медаль Генриха Герца IEEE (1994). Сотрудник Австралийский орден (1998) |
Научная карьера | |
Филдс | Физик. Математик. Радиоастроном |
Учреждения | CSIRO. Калифорнийский университет в Беркли. Стэнфордский университет |
Докторант | Дж. А. Рэтклифф |
Рональд Ньюболд Брейсвелл AO (22 июля 1921 - 12 августа 2007) был Льюисом М. Терманом профессором электротехники лаборатории космоса, телекоммуникаций и радиологии в Стэнфордский университет.
Брейсвелл родился в Сиднее в 1921 году и учился в средней школе для мальчиков Сиднея. Он окончил Сиднейский университет в 1941 году со степенью бакалавриата в области математики и физики, позже получив степени BE (1943) и . ME (1948) с отличием первой степени, а во время работы в инженерном отделе стал президентом Оксометрического общества. Во время Второй мировой войны он спроектировал и разработал микроволновое радарное оборудование в Радиофизической лаборатории Организации научных и промышленных исследований Содружества в Сиднее под руководством Джозефа Л. Поузи и Эдварда. Г. Боуэн, а с 1946 по 1949 год был студентом-исследователем в Сидней-Сассекс-Колледж, Кембридж, занимался ионосферными исследованиями в Кавендише. Лаборатория, где в 1949 году получил степень кандидата физико-математических наук по классу Дж. А. Рэтклифф.
С октября 1949 года по сентябрь 1954 года д-р Брейсвелл был старшим научным сотрудником радиофизической лаборатории CSIRO, Сидней, занимаясь очень долгими проблемами. распространение волн и радиоастрономия. Затем он читал лекции по радиоастрономии на астрономическом факультете Калифорнийского университета в Беркли с сентября 1954 года по июнь 1955 года по приглашению Отто Струве, а летом в Стэнфордском университете. 1955 года и поступил на факультет электротехники в Стэнфорде в декабре 1955 года.
В 1974 году он был назначен первым профессором и научным сотрудником Льюиса М. Термана в области электротехники (1974–1979). Хотя он вышел на пенсию в 1979 году, он продолжал вести активную деятельность до самой смерти.
Профессор Брейсвелл был членом Королевского астрономического общества (1950), Сотрудник и пожизненный член Института инженеров по электротехнике и электронике (1961), член Американской ассоциации содействия развитию науки (1989), а также был научным сотрудником других значимых обществ. и организации.
За экспериментальный вклад в изучение ионосферы с помощью очень низкочастотных волн доктор Брейсвелл получил премию Дадделла Института инженеров-электриков в Лондоне в 1952 году. В 1992 году он был избран иностранным ассоциированным членом. Института медицины США Национальная академия наук (1992), первый австралиец, удостоенный этой награды, за фундаментальный вклад в создание медицинских изображений. Он был одним из трех обладателей награды Сиднейского университета, когда в 1992 году были учреждены награды для выпускников за сканирование мозга, а в 1994 году был удостоен медали Генриха Герца Института инженеров по электротехнике и электронике за новаторскую работу в области синтеза апертуры антенн . и реконструкция изображений применительно к радиоастрономии и компьютерной томографии. В 1998 году доктор Брейсвелл был назначен офицером Австралийского ордена (AO) за заслуги перед наукой в области радиоастрономии и восстановления изображений.
В радиофизической лаборатории CSIRO работа, которая в 1942–1945 годах была засекречена, была опубликована в десятке отчетов. Мероприятия включали проектирование, изготовление и демонстрацию оборудования для модуляции голоса для магнетрона 10 см (июль 1943 г.), триодного генератора СВЧ на 25 см с использованием цилиндрических объемных резонаторов, оборудования, предназначенного для использования в полевых условиях СВЧ-радара (измеритель волны, эхо-блок, термистор). измеритель мощности и т. д.) и микроволновая техника измерения. Опыт численного расчета полей в полостях позволил после войны получить степень магистра инженерных наук (1948 г.) и окончательную публикацию по ступенчатым разрывам в радиальных линиях передачи (1954 г.).
Работая в Кавендишской лаборатории в Кембридже (1946–1950), Брейсвелл работал над наблюдением и теорией ионизации верхних слоев атмосферы, внося свой вклад в экспериментальную технику (1948 г.), объясняя солнечные эффекты (1949 г.) и выделяя два слоя ниже E-layer (1952), работа признана премией Duddell Premium.
Находясь в Стэнфорде, профессор Брейсвелл сконструировал микроволновый спектрогелиограф (1961), радиотелескоп, состоящий из 32 10-футовых тарелок, расположенных крест-накрест, которые надежно отображали суточные температурные карты Солнца для одиннадцати лет, продолжительность солнечного цикла. Это первый радиотелескоп, который автоматически выводит данные в печатном виде и, следовательно, может распространяться по всему миру с помощью телетайпа. Его дневные карты солнечной погоды получили подтверждение от НАСА за поддержку первой пилотируемой посадки на Луну. Впоследствии на том же месте были построены пять более крупных 60-футовых тарелок, которые в конце концов были удалены в 2006 году после попыток сохранить это место. Брейсвелл брал интервью во время разрушения посуды.
Многие фундаментальные статьи по реставрации (1954–1962), интерферометрии (1958–1974) и реконструкции (1956–1961) вышли вместе с инструментальными и наблюдательные документы. К 1961 году методы калибровки радиоинтерферометра, разработанные для спектрогелиографа , впервые позволили антенной системе с веерным пучком диаметром 52 дюйма обеспечить угловое разрешение человеческого глаза за одно наблюдение. С помощью этого луча компоненты Cygnus A, разнесенные на 100 дюймов, были непосредственно обнаружены без необходимости повторных наблюдений с переменным шагом синтезом апертуры интерферометрией.
Ядро внегалактического источника Центавр A было разделено на два отдельных компонента, прямое восхождение которых было точно определено с помощью 2,3-минутного веерного луча на 9,1 см. Зная, что Центавр A был составным, Брейсвелл использовал 6,7-минутный луч Обсерватории Паркса 64 м радиотелескопа на расстоянии 10 см, чтобы определить отдельные склонения компонентов и при этом был первым наблюдал сильную поляризацию во внегалактическом источнике (1962 г.), открытие фундаментального значения для структуры и роли астрофизических магнитных полей. Последующие наблюдения, выполненные в Парксе другими наблюдателями с 14-минутным и более широким пучком на 21 см и более длинными волнами, хотя и не разрешали компоненты, были совместимы с зависимость, ожидаемая от вращения Фарадея, если магнитные поля были поляризующим агентом.
Второй крупный радиотелескоп (1971 г.), использующий передовые концепции для достижения углового разрешения 18 угловых секунд, был разработан и построен в Стэнфорде и применен как для солнечных, так и для галактических исследований. Методы калибровки этого передового разрешения стали широко использоваться в радиоинтерферометрии через выпускников.
После открытия космического фонового излучения :
С наступлением космической эры Брейсвелл заинтересовался небесной механики, провели наблюдения радиоизлучения со спутника Спутник 1 и предоставили прессе точные карты, предсказывающие путь советских спутников, которые были прекрасно видны, если вы знали, когда и где искать. После загадочного выступления Explorer I на орбите, он опубликовал первое объяснение (1958–59) наблюдаемой спиновой нестабильности спутников в терминах движения Пуансо нежесткого тела с внутренним трением. Он записал сигналы со спутников I, II и III и обсудил их с точки зрения вращения спутника, поляризации антенны и эффектов распространения ионизированной среды, особенно эффекта Фарадея.
Позже (1978, 1979) он изобрел вращающийся, обнуляющий двухэлементный инфракрасный интерферометр, пригодный для запуска космических кораблей на орбиту около Юпитера с миллисекундами разрешение, которое может привести к открытию планет вокруг звезд, отличных от Солнца. Эта концепция была разработана в 1995 году Ангелом и Вулфом, чья версия космической станции с четырехэлементным двойным обнулением стала Terrestrial Planet Finder (TPF), кандидатом НАСА для изображения планетных конфигураций других звезд.
Получение изображений в астрономии привело к участию в разработке компьютерной рентгеновской томографии, в которой коммерческие сканеры восстанавливают томографические изображения с использованием алгоритма, разработанного Брейсвеллом для радиоастрономической реконструкции из сканирования веерным пучком. Этот корпус работ был отмечен Институтом медицины, наградой Сиднейского университета и медалью Генриха Герца. Работа в учредительной редакционной коллегии журнала Computer-Assisted Tomography, в которую он также вносил публикации, и в научных консультативных советах компаний, производящих медицинские приборы, поддерживала интерес Брейсвелла к медицинской визуализации, которая стала важной частью его регулярных лекций на тему: изображений, и составляет важную часть его текста 1995 года по изображениям.
Опыт работы с оптикой, механикой и управлением радиотелескопами привел к использованию солнечной термофотоэлектрической энергии во время энергетического кризиса, включая изготовление недорогих сплошных и перфорированных параболоидальных отражателей путем гидравлического надувания.
Брейсвелл также известен тем, что первым предложил использовать автономные межзвездные космические зонды для связи между инопланетными цивилизациями в качестве альтернативы диалогам радиопередачи. Эта гипотетическая концепция получила название зонд Брейсвелла в честь его изобретателя.
В результате соотнесения изображений с анализом Фурье в 1983 году он обнаружил новую факторизацию дискретного преобразования Фурье ведущей матрицы. к быстрому алгоритму спектрального анализа. Этот метод, который имеет преимущества перед быстрым алгоритмом Фурье, особенно для изображений, рассматривается в Преобразовании Хартли (1986), в патенте США 4646256 (1987, в настоящее время является общественным достоянием) и в более чем 200 технические статьи различных авторов, которые были стимулированы этим открытием. Аналоговые методы создания плоскости преобразования Хартли сначала с помощью света, а затем с помощью микроволн были продемонстрированы в лаборатории и позволили определить электромагнитную фазу с помощью квадратичных детекторов. Новое представление элементарного сигнала, преобразование Chirplet, было обнаружено (1991), которое дополняет представления элементарного сигнала Габора, используемые в динамическом спектральном анализе (со свойством соблюдения минимума полосы пропускания, связанного с принцип неопределенности ). Этот прогресс открыл новую область адаптивных динамических спектров с широким применением в анализе информации.
Профессор Брейсвелл был заинтересован в том, чтобы донести до публики понимание роли науки в обществе, смягчить влияние научной неграмотности на общественность. принятие решений посредством контактов с группами выпускников и в рамках гуманитарного образования в рамках программы курса астрономии и программы западной культуры по ценностям, технологиям, науке и обществу, в обеих из которых он преподавал в течение нескольких лет. В 1996 году он прочитал лекцию Беньяна о судьбе человека.
Он также интересовался деревьями в кампусе Стэнфорда и опубликовал о них книгу. Он также вел студенческий семинар под названием «Я копаю деревья».
Брейсвелл также был дизайнером и изготовителем солнечных часов. Он и его сын Марк Брейсуэлл построили один на южной стороне инженерного корпуса Термана; после того, как это здание было снесено, было найдено новое место для солнечных часов в той же ориентации. Он построил еще одни солнечные часы в доме своего сына и еще одни на террасе дома профессора Джона Г. Линвилла. Солнечные часы Bracewell Radio на Very Large Array были построены в его честь.
Брейсвелл внес главы в: