Введение

Дебора Шиу Лан Джин (Deborah Shiu lan Jin; 15 ноября 1968 – 15 сентября 2016) – американский физик, научный сотрудник Национального института стандартов и технологий (NIST), адъюнкт-профессор кафедры физики Университета Колорадо и научный сотрудник JILA – совместной лаборатории NIST и Университета Колорадо. Она считалась пионером в области квантовой химии полярных молекул. Она использовала магнитные ловушки и лазеры для охлаждения фермионных атомных газов до температуры менее чем в 100 миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля, успешно продемонстрировав квантовую вырожденность и формирование молекулярного конденсата Бозе — Эйнштейна. Джин часто называли одним из вероятных лауреатов Нобелевской премии по физике. В 2002 году журнал Discover включил её в список 50 самых влиятельных женщин в науке.

Ранние годы

Джин родился в округе Санта-Клара, Калифорния. Он был одним из троих детей и вырос в Индийском Харбор-Бич, Флорида.

Образование

Цзинь окончила Принстонский университет в 1990 году с отличием (magna cum laude), получив степень бакалавра искусств в области физики после завершения дипломной работы под названием «Конденсационный насосный холодильник для охлаждения миллиметровых волновых болометрических детекторов». В 1990 году она была удостоена премии Аллена Г. Шенстона по физике. Затем Цзинь училась в Чикагском университете, где с 1990 по 1993 год являлась стипендиатом NSF и получила степень доктора философии в области физики в 1995 году, защитив докторскую диссертацию под названием «Экспериментальное исследование фазовых диаграмм сверхпроводников на основе тяжелых фермионов с множественными фазовыми переходами» под руководством Томаса Феликса Розенбаума.

Научные исследования

После окончания докторской диссертации Джин присоединилась к группе Эрика Корнелла в JILA, Объединенном институте лабораторной астрофизики в Боулдере, штат Колорадо, в качестве постдокторанта. Этот переход от физики конденсированного состояния к атомной физике потребовал от нее освоения нового набора экспериментальных методов. Джин присоединилась к группе Корнелла вскоре после того, как им удалось получить первый конденсат Бозе-Эйнштейна (BEC) из рубидия, и провела эксперименты по характеризации его свойств. В 1997 году Джин сформировала свою собственную группу в JILA. В течение двух лет ей удалось создать первый квантово-вырожденный газ фермионных атомов. Эта работа была мотивирована более ранними исследованиями BEC и возможностью охлаждать разряженный газ атомов до 1 мкК. Слабое взаимодействие между частицами в BEC приводило к интересным физическим явлениям. Предполагалось, что фермионные атомы сформируют аналогичное состояние при достаточно низких температурах, при этом фермионы будут образовывать пары в процессе, аналогичном образованию куперовских пар в сверхпроводящих материалах. Работа осложнялась тем, что, в отличие от бозонов, фермионы не могут одновременно занимать одно и то же квантовое состояние из-за принципа исключения Паули, что ограничивает возможности охлаждения. При достаточно низкой температуре испарительное охлаждение, важный метод, используемый для достижения температур, необходимых для создания первых BEC, становится неэффективным для фермионов. Чтобы обойти эту проблему, Джин и ее команда охладили атомы калия-40 в двух различных магнитных подуровнях. Это позволило атомам в разных подуровнях сталкиваться друг с другом, восстанавливая эффективность испарительного охлаждения. Используя эту технику, Джин и ее группа смогли получить вырожденный ферми-газ при температуре около 300 нК, что составляет половину ферми-температуры смеси. В 2003 году Джин и ее команда первыми конденсировали пары фермионных атомов. Они непосредственно наблюдали молекулярный конденсат Бозе-Эйнштейна, созданный исключительно путем регулирования силы взаимодействия в ультрахолодном ферми-газе атомов с помощью резонанса Фешбаха. Ей удалось наблюдать переходы газа между состоянием Бардина-Купера-Шриффера (BCS) и конденсатом Бозе-Эйнштейна. В 2008 году Джин и ее команда разработали метод, аналогичный спектроскопии фотоэмиссии с угловым разрешением (ARPES), который позволил им измерять возбуждения их вырожденного газа с разрешением как по энергии, так и по импульсу. Они использовали этот подход для изучения природы фермионного спаривания в BCS-BEC кроссовере, той же системе, которую их группа впервые исследовала в 2003 году. Эти эксперименты предоставили первые экспериментальные доказательства существования псевдоразрыва в BCS-BEC кроссовере. Джин продолжала расширять границы ультрахолодной науки, когда ей и ее коллеге, Цзюнь Е, удалось охладить полярные молекулы, обладающие большим электрическим дипольным моментом, до ультрахолодных температур, также в 2008 году. Вместо непосредственного охлаждения полярных молекул они создали газ ультрахолодных атомов, а затем преобразовали их в диполярные молекулы когерентным способом. Эта работа привела к новым представлениям о химических реакциях вблизи абсолютного нуля. Они смогли наблюдать и контролировать молекулы калия-рубидия (KRb) в основном энергетическом состоянии. Они даже смогли наблюдать столкновения, распад и образование химических связей между молекулами. Муж Джин, Джон Бон, специализировавшийся на теории ультрахолодных атомных столкновений, сотрудничал с ней в этой работе.

Личная жизнь

Джин вышла замуж за Джона Бона и у них родилась дочь.