Marlan Scully
Marlan Orvil Scully (*3. August 1939 in Casper in Wyoming) ist ein US-amerikanischer Physiker, der sich mit theoretischer Quantenoptik beschäftigt.
Leben
Scully besuchte die University of Wyoming (Bachelor als Physikingenieur) und das Rensselaer Polytechnic Institute, machte seinen Master-Abschluß bei Willis Lamb an der Yale University, wo er 1965 promovierte. Er war dann Instructor in Yale, Assistant und Associate Professor am MIT und wurde 1968 Professor an der University of Arizona, wo er das Optial Sciences Center mit Lamb und anderen aufbaute. Ab 1980 war er gleichzeitig am Max-Planck-Institut für Quantenoptik und als Professor an der University of New Mexico. 1992 ging er an die Texas A&M University, wo er Direktor des Center for Theoretical Physics (ab 1995) und des Institute for Quantum Studies ist. Er war auch Ko-Direktor des Texas Laser Laboratory im Houston Advanced Research Center in The Woodlands. Nachdem er schon 2003 Gastprofessor an der Princeton University war, nahm er dort 2005 auch eine Professur an, gleichzeitig mit der an der Texas A&M.
Scully ist Mitglied der National Academy of Sciences, der American Academy of Arts and Sciences, der Academia Europaea und der Max-Planck-Gesellschaft. Er erhielt den Charles Townes Award der Optical Society of America (OSA) 1998, den Arthur L. Schawlow Preis der APS, die Adolph E. Lomb Medal der OSA, die Elliot Cresson Medal des Franklin Institute (1990), den Quantum Electronics Award der IEEE (2003), war Guggenheim Fellow und erhielt den Alexander von Humboldt Distinguished Faculty Prize. Er war Loeb Lecturer in Harvard.
Er ist verheiratet und hat drei Söhne.
Zu seinen Doktoranden zählt Patrick A. Lee.
Werk
Scully entwickelte mit Lamb eine Quantentheorie des Lasers („Scully-Lamb-Theorie“)[1], mit der die Photonenstatistik und Linienbreiten des Lasers erfolgreich beschrieben werden konnten. Er entwickelte die Theorie des Freien-Elektronen-Lasers[2]. In den 1990er Jahren wandte er die von ihm entwickelten theoretischen Methoden zur Beschreibung des Lasers auch auf Bose-Einstein-Kondensate an. Er beschäftigt sich auch mit Grundlagen der Quantenmechanik, wie dem „Quantum Eraser Effect“ von Scully und Drühl 1982[3]. Nehmen in einem Interferenz-Experiment Photonen einer gemeinsamen Quelle, die „verschränkt“ sind, zwei verschiedene Wege und wird dabei z.B. durch Polarisation markiert, welchen Weg sie genommen haben, tritt keine Interferenz mehr auf. Wird die Markierung aber wieder beseitigt (erased), tritt sie wieder auf.
Scully arbeitet auch (ähnlich wie sein Lehrer Lamb) experimentell, z.B. in Anwendungen kohärenter Raman-Spektroskopie zur Detektion von Anthrax-Sporen und Giftgasen. Scully brachte mit Kollegen die ersten Laser ohne Populations-Inversion zum Laufen[4] („Lasing without Inversion“, LWI). Das Prinzip besteht darin mehrere Wege in den angeregten Zustand zu ermöglichen, die so präpariert sind, dass sich die überlagern und die Amplituden ingesamt gegeneinander aufheben. Es findet keine Absorption in den angeregten Zustand des Lasers statt und Laser-Betrieb durch stimulierte Emission ist bei viel kleineren Pumpleistung möglich. Außerdem verspricht man sich Anwendungen für den Bau von Lasern mit sehr kurzen Wellenlängen (Röntgenlaser). Der Effekt wird „Elektromagnetisch induzierte Transparenz“ (EIT, Electromagnetically Induced Transparency) genannt[5], da das Medium (Phasen-kohärent und deshalb von Scully „Phaseonium“ genannt, für den zugehörigen Laser prägte er Namen „Phaser“) für das Laserlicht transparent wird.
Als weitere Anwendung des EIT Effekts demonstrierte Scully 1999 mit Kollegen extreme Verlangsamung (auf Gruppengeschwindigkeiten von 90 m/s) von Laserlicht in heißen (Rubidium-Atom) Gasen.[6]. Eine solch extreme Verlangsamung beruht auf der Abhängigkeit der Gruppengeschwindigkeit von der Variation des Brechungsindex mit der Frequenz, die beim EIT Effekt besonders stark ist. Teilweise mit anderen Methoden war eine solche extreme Verlangsamung schon zuvor von Physikern wie Lene Hau, S.Harris bei ultrakalten Gasen (Bose-Einstein-Kondensaten) gezeigt worden[7]
Scully untersuchte auch die Rinderproduktion und ist selbst Rinderzüchter, eine Verbindung von Forschungsinteressen, die ihm die gelegentliche Titulierung „Quantum Cowboy“ einbrachte.
Schriften
- mit Robert Scully: The Demon and the Quantum: From the Pythagorean Mystics to Maxwell's Demon and Quantum Mystery, Wiley-VCH, 2007
- mit M. Suhail Zubairy: Quantum Optics, Cambridge University Press 1997, ISBN 0521435951
- mit Willis Lamb, Murray Sargent: Laser Physics, Addison Wesley, 1974
Weblinks
Verweise
- ↑ Scully, Lamb „Quantum theory of an optical Maser“, Physical Review Letters, Bd.16, 1966, S.853, „Quantum Theory of an optical Maser“, Teil 1-5, Physical Review Bd. 159, 1967, S.208, Bd.166, 1968, S.246, Bd.179, 1969, S.368, Physical Review A, Bd.2, 1970, S.2529 (mit Kim), S.2534 (mit Kim), Teil 6 von Lamb, Wang, Physical Review A, Bd.8, 1973, S.866
- ↑ Scully, P. Meystre, F. Hopf, W.Louisell „Classical theory of the free electron laser“, Physical Review Letters Bd.37, 1976, S.1215
- ↑ Scully, Drühl Physical Review A, Bd.25, 1982, S.2208, Scully, B.G.Englert, H.Walther Nature Bd.351, 1991, S.111
- ↑ Scully, Fleischhauer „Lasing without Inversion“, Science, Bd. 263, 1994, S.337, Padmabandu, Welch, Lukin, Nikonov, Shubin, Fry, Scully „Laser oscillation without population inversion in a sodium atomic beam“, Physical Review Letters, Bd. 76, 1996, S.2553
- ↑ S.E.Harris „Electromagnetically Induced Transparency“, Physics Today Juli 1997
- ↑ Scully, Michail Lukin, George Welch, Alexander Zibrov u.a. „Ultra-Slow Light and Enhanced Nonlinear Optical Effects in a coherently driven hot atomic gas“ 1999
- ↑ Hau, Harris, Dutton, Behroozi, Nature, Bd. 397, 1999, S.594
| Personendaten | |
|---|---|
| NAME | Scully, Marlan |
| KURZBESCHREIBUNG | US-amerikanischer Physiker |
| GEBURTSDATUM | 3. August 1939 |
| GEBURTSORT | Casper, Wyoming |