Brian Josephson - Brian Josephson

Brian Josephson
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Josephson em março de 2004
Nascer
Brian David Josephson

( 04/01/1940 )4 de janeiro de 1940 (81 anos)
Cardiff , País de Gales, Reino Unido
Alma mater Universidade de Cambridge (BA, MA, PhD)
Conhecido por Efeito Josephson
Cônjuge (s)
Carol Anne Olivier
( M.  1976)
Crianças uma filha
Prêmios
Carreira científica
Instituições
Tese Condução não linear em supercondutores  (1964)
Orientador de doutorado Brian Pippard
Local na rede Internet www .tcm .phy .cam .ac .uk / ~ bdj10

Brian David Josephson FRS (nascido em 4 de janeiro de 1940) é um físico teórico britânico e professor emérito de física na Universidade de Cambridge . Mais conhecido por seu trabalho pioneiro em supercondutividade e tunelamento quântico , ele recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1973 por sua previsão do efeito Josephson , feita em 1962 quando ele era um estudante de doutorado de 22 anos na Universidade de Cambridge. Josephson é o único galês a receber o Prêmio Nobel de Física. Ele dividiu o prêmio com os físicos Leo Esaki e Ivar Giaever , que juntos receberam metade do prêmio por seu próprio trabalho em tunelamento quântico.

Josephson passou sua carreira acadêmica como membro do grupo Teoria da Matéria Condensada no Laboratório Cavendish de Cambridge . Ele é membro do Trinity College, Cambridge, desde 1962, e atuou como professor de física de 1974 a 2007.

No início dos anos 1970, Josephson começou a Meditação Transcendental e voltou sua atenção para questões fora dos limites da ciência convencional. Ele montou o Projeto de Unificação da Mente-Matéria em Cavendish para explorar a ideia de inteligência na natureza, a relação entre a mecânica quântica e a consciência e a síntese da ciência e do misticismo oriental, amplamente conhecido como misticismo quântico . Ele expressou apoio a tópicos como parapsicologia , memória da água e fusão a frio , o que o tornou um foco de críticas de outros cientistas.

Juventude e carreira

Educação

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Entrada para o antigo Laboratório Cavendish na Free School Lane , Cambridge.

Josephson nasceu em Cardiff , País de Gales, filho de pais judeus, Mimi (nascida Weisbard, 1911–1998) e Abraham Josephson. Ele freqüentou a Cardiff High School , onde credita alguns dos mestres da escola por tê-lo ajudado, particularmente o mestre de física, Emrys Jones, que o apresentou à física teórica. Em 1957, ele foi para Cambridge, onde inicialmente leu matemática no Trinity College, Cambridge . Depois de concluir a Parte II da Matemática em dois anos, e achando-a um tanto estéril, ele decidiu mudar para a física.

Josephson era conhecido em Cambridge como um estudante brilhante, mas tímido. O físico John Waldram se lembra de ter ouvido Nicholas Kurti , um examinador de Oxford, discutir os resultados dos exames de Josephson com David Shoenberg , leitor de física em Cambridge, e perguntar: "Quem é esse tal Josephson? Ele parece estar estudando a teoria como uma faca na manteiga . " Enquanto ainda era estudante de graduação, ele publicou um artigo sobre o efeito Mössbauer , apontando uma questão crucial que outros pesquisadores haviam esquecido. De acordo com um eminente físico falando ao Physics World , Josephson escreveu vários artigos importantes o suficiente para garantir a ele um lugar na história da física, mesmo sem sua descoberta do efeito Josephson.

Ele se formou em 1960 e se tornou um estudante de pesquisa no Laboratório Mond da universidade no antigo local de Cavendish, onde foi supervisionado por Brian Pippard . O físico americano Philip Anderson , também futuro laureado com o Prêmio Nobel, passou um ano em Cambridge em 1961-1962, e lembrou que ter Josephson em uma aula era "uma experiência desconcertante para um palestrante, posso garantir a você, porque tudo tinha que estar certo ou ele vinha e me explicava depois da aula. " Foi nesse período, como aluno de doutorado em 1962, que realizou as pesquisas que o levaram à descoberta do efeito Josephson; o Laboratório Cavendish revelou uma placa no Edifício Mond dedicada à descoberta em novembro de 2012. Ele foi eleito membro do Trinity College em 1962, e obteve seu doutorado em 1964 com uma tese intitulada Condução não linear em supercondutores .

Descoberta do efeito Josephson

Josephson tinha 22 anos quando fez o trabalho de tunelamento quântico que lhe rendeu o Prêmio Nobel. Ele descobriu que uma supercorrente poderia criar um túnel através de uma barreira fina, prevendo, de acordo com o físico Andrew Whitaker, que "em uma junção de dois supercondutores, uma corrente fluirá mesmo se não houver queda de voltagem; que quando houver uma queda de voltagem, a corrente deve oscilar em uma frequência relacionada à queda de voltagem; e que haja uma dependência de qualquer campo magnético. " Isso ficou conhecido como efeito Josephson e a junção como junção Josephson.

Padrão de matriz de junção NIST Josephson de um volt com 3020 junções supercondutoras.

Seus cálculos foram publicados na Physics Letters (escolhida por Pippard porque era um novo periódico) em um artigo intitulado "Possíveis novos efeitos em tunelamento supercondutivo", recebido em 8 de junho de 1962 e publicado em 1 de julho. Eles foram confirmados experimentalmente por Philip Anderson e John Rowell da Bell Labs em Princeton; isso apareceu em seu artigo, "Provável observação do efeito de túnel supercondutor de Josephson", submetido à Physical Review Letters em janeiro de 1963.

Antes de Anderson e Rowell confirmarem os cálculos, o físico americano John Bardeen , que dividiu o Prêmio Nobel de Física em 1956 (e que o compartilhou novamente em 1972), se opôs ao trabalho de Josephson. Ele submeteu um artigo à Physical Review Letters em 25 de julho de 1962, argumentando que "não pode haver tal fluxo de superfluido". A divergência levou a um confronto em setembro daquele ano no Queen Mary College, em Londres , na Oitava Conferência Internacional sobre Física de Baixas Temperaturas . Quando Bardeen (então um dos físicos mais eminentes do mundo) começou a falar, Josephson (ainda um estudante) se levantou e o interrompeu. Os homens trocaram opiniões, supostamente de maneira civilizada e suave.

Whitaker escreve que a descoberta do efeito Josephson levou a "física muito importante", incluindo a invenção de SQUIDs (dispositivos de interferência quântica supercondutores), que são usados ​​em geologia para fazer medições altamente sensíveis, bem como em medicina e computação. A IBM usou o trabalho de Josephson em 1980 para construir um protótipo de computador que seria até 100 vezes mais rápido do que o mainframe IBM 3033 .

premio Nobel

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Mond Prédio no antigo local de Cavendish onde Josephson trabalhava. (O crocodilo está lá em homenagem a Ernest Rutherford (1871–1937).)

Josephson recebeu vários prêmios importantes por sua descoberta, incluindo o Prêmio da Corporação de Pesquisa de 1969 por contribuições notáveis ​​à ciência, e a Medalha Hughes e o Prêmio Holweck em 1972. Em 1973, ele ganhou o Prêmio Nobel de Física , dividindo o prêmio de $ 122.000 com dois outros cientistas que também trabalhou em tunelamento quântico. Josephson recebeu a metade do prêmio "por suas previsões teóricas das propriedades de uma supercorrente através de uma barreira de túnel, em particular aqueles fenômenos que são geralmente conhecidos como efeitos Josephson".

A outra metade do prêmio foi dividida igualmente pelo físico japonês Leo Esaki do Thomas Watson Research Center em Yorktown, Nova York, e pelo físico norueguês-americano Ivar Giaever da General Electric em Schenectady, Nova York, "por suas descobertas experimentais sobre fenômenos de tunelamento em semicondutores e supercondutores, respectivamente ". Excepcionalmente, nenhum dos vencedores ocupou o cargo de professor antes de receber o prêmio.

Cargos ocupados

Josephson passou um ano de pós-doutorado nos Estados Unidos (1965–1966) como professor assistente de pesquisa na Universidade de Illinois em Urbana – Champaign . Depois de retornar a Cambridge, ele foi nomeado diretor assistente de pesquisa no Laboratório Cavendish em 1967, onde permaneceu como membro do grupo Theory of Condensed Matter, um grupo de física teórica, pelo resto de sua carreira. Ele foi eleito Fellow da Royal Society (FRS) em 1970 , e no mesmo ano foi premiado com uma bolsa da National Science Foundation pela Cornell University , onde passou um ano. Em 1972 ele se tornou um leitor de física em Cambridge e em 1974 um professor titular, cargo que ocupou até se aposentar em 2007.

Um praticante da Meditação Transcendental (MT) desde o início dos anos 70, Josephson tornou-se um membro do corpo docente visitante em 1975 da Maharishi European Research University na Holanda, parte do movimento da MT . Ele também ocupou cargos de professor visitante na Wayne State University em 1983, no Indian Institute of Science, Bangalore em 1984 e na University of Missouri-Rolla em 1987.

Parapsicologia

Interesse precoce e meditação transcendental

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Josephson tornou-se membro do Trinity College, Cambridge em 1962.

Josephson se interessou por filosofia da mente no final dos anos 60 e, em particular, pelo problema mente-corpo , e é um dos poucos cientistas a argumentar que fenômenos parapsicológicos ( telepatia , psicocinesia e outros temas paranormais) podem ser reais. Em 1971, ele começou a praticar a Meditação Transcendental (TM), que havia sido praticada por várias celebridades, incluindo os Beatles .

Ganhar o Prêmio Nobel em 1973 deu-lhe a liberdade de trabalhar em áreas menos ortodoxas, e ele se envolveu cada vez mais - inclusive durante conferências científicas, para irritação de colegas cientistas - em falar sobre meditação, telepatia e estados superiores de consciência. Em 1974, ele irritou os cientistas durante um colóquio de biólogos moleculares e celulares em Versalhes, convidando-os a ler o Bhagavad Gita (século 5 a 2 aC) e o trabalho de Maharishi Mahesh Yogi , o fundador do movimento da MT, e discutindo sobre estados especiais de consciência alcançados por meio da meditação. "Nada nos obriga", gritou um cientista para ele, "a ouvir suas especulações selvagens." O biofísico Henri Atlan escreveu que a sessão terminou em alvoroço.

Em maio daquele ano, Josephson discursou em um simpósio realizado para dar as boas-vindas ao Maharishi em Cambridge. No mês seguinte, na primeira conferência canadense sobre psicocinese, ele foi um dos 21 cientistas que testaram as alegações de Matthew Manning , um adolescente de Cambridgeshire que disse ter habilidades psicocinéticas; Josephson aparentemente disse a um repórter que acreditava que os poderes de Manning eram um novo tipo de energia. Mais tarde, ele retirou ou corrigiu a declaração.

Josephson disse que a tradição de interesse do Trinity College pelo paranormal significava que ele não descartava essas idéias imediatamente. Vários presidentes da Society for Psychical Research foram bolsistas da Trinity, e o Fundo Perrott-Warrick , estabelecido em Trinity em 1937 para financiar pesquisas parapsicológicas, ainda é administrado pela faculdade. Ele continuou a explorar a ideia de que há inteligência na natureza, especialmente depois de ler Fritjof Capra de O Tao da Física (1975), e em 1979 assumiu uma forma mais avançada de TM, conhecido como o programa de MT-Sidhis . De acordo com Anderson , o movimento TM produziu um pôster mostrando Josephson levitando vários centímetros acima do chão. Josephson argumentou que a meditação pode levar a percepções místicas e científicas e que, como resultado disso, ele passou a acreditar em um criador.

Grupo Fundamental Fysiks

Imagem externa
ícone de imagem Grupo Fundamental Fysiks em 1975. Da esquerda para a direita: Jack Sarfatti , Saul-Paul Sirag, Nick Herbert e Fred Alan Wolf (sentados)
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O Laboratório Cavendish revelou uma placa no Edifício Mond em novembro de 2012, dedicada à descoberta do efeito Josephson .

Josephson se envolveu em meados da década de 1970 com um grupo de físicos associados ao Laboratório Lawrence Berkeley na Universidade da Califórnia, Berkeley , que estavam investigando alegações paranormais. Eles haviam se organizado vagamente no Grupo Fysiks Fundamentais e haviam se tornado os "teóricos da casa" do Stanford Research Institute (SRI), de acordo com o historiador da ciência David Kaiser . Os principais membros do grupo eram Elizabeth Rauscher, George Weissmann, John Clauser, Jack Sarfatti, Saul-Paul Sirag, Nick Herbert, Fred Alan Wolf, Fritjof Capra, Henry Stapp, Philippe Eberhard e Gary Zukav.

Na época, havia um interesse significativo do governo na mecânica quântica - o governo americano estava financiando pesquisas no SRI sobre telepatia - e físicos capazes de entendê-la viram-se em demanda. O Fundamental Fysiks Group usou ideias da física quântica, particularmente o teorema de Bell e o emaranhamento quântico , para explorar questões como ação à distância , clarividência , precognição , visão remota e psicocinesia .

Em 1976, Josephson viajou para a Califórnia a convite de um dos membros do Grupo Fysiks Fundamentais, Jack Sarfatti , que o apresentou a outras pessoas, incluindo os físicos de laser Russel Targ e Harold Puthoff , e o físico quântico Henry Stapp . O San Francisco Chronicle cobriu a visita de Josephson.

Josephson co-organizou um simpósio sobre consciência em Cambridge em 1978, publicando os procedimentos como Consciousness and the Physical World (1980), com o neurocientista VS Ramachandran . Uma conferência sobre "Ciência e Consciência" ocorreu um ano depois em Córdoba, Espanha, com a presença de físicos e psicanalistas junguianos e dirigida por Josephson, Fritjof Capra e David Bohm (1917–1992).

Em 1996, ele montou o Projeto de Unificação da Mente-Matéria no Laboratório Cavendish para explorar processos inteligentes na natureza. Em 2002, ele disse ao Physics World : "A ciência do futuro considerará a mecânica quântica como a fenomenologia de tipos particulares de sistema complexo organizado. O emaranhamento quântico seria uma manifestação de tal organização, os fenômenos paranormais outra."

Recepção e opiniões sobre a comunidade científica

Josephson proferiu o Pollock Memorial Lecture em 2006, o Hermann Staudinger Lecture em 2009 e o Sir Nevill Mott Lecture em 2010.

Josephson em uma caminhada pela Cambridge Wikimedia em setembro de 2014

Matthew Reisz escreveu no Times Higher Education em 2010 que Josephson há muito é uma das "figuras mais coloridas" da física. Seu apoio a causas heterodoxas atraiu críticas de outros cientistas desde os anos 1970, incluindo Philip Anderson. Josephson considera a crítica um preconceito e acredita que isso serviu para privá-lo de uma rede de apoio acadêmico.

Ele criticou repetidamente a "ciência por consenso", argumentando que a comunidade científica é muito rápida em rejeitar certos tipos de idéias. "Vale tudo para a comunidade da física - buracos de minhoca cósmicos, viagem no tempo", ele argumenta, "contanto que mantenha distância de qualquer coisa mística ou estilo New Age." Referindo-se a esta posição como "descrença patológica", ele a considera responsável pela rejeição por periódicos acadêmicos de artigos sobre o paranormal. Ele comparou a parapsicologia à teoria da deriva continental , proposta em 1912 por Alfred Wegener (1880–1930) para explicar observações que seriam inexplicáveis, que foram resistidas e ridicularizadas até que as evidências levaram à sua aceitação após a morte de Wegener.

O escritor de ciências Martin Gardner criticou Josephson em 1980 por reclamar à The New York Review of Books , junto com três outros físicos, sobre um artigo de JA Wheeler que ridicularizava a parapsicologia. Vários físicos reclamaram em 2001 quando, em um livreto do Royal Mail celebrando o centenário do Prêmio Nobel, Josephson escreveu que a Grã-Bretanha estava na vanguarda da pesquisa em telepatia. O físico David Deutsch disse que o Royal Mail "se deixou enganar" para apoiar o absurdo, embora outro físico, Robert Matthews , tenha sugerido que Deutsch estava patinando no gelo fino, devido ao próprio trabalho deste último sobre universos paralelos e viagem no tempo .

Em 2004, Josephson criticou um experimento do Committee for Skeptical Inquiry para testar as afirmações da estudante russa Natasha Demkina de que ela podia ver o interior do corpo das pessoas usando um tipo especial de visão. O experimento envolveu a solicitação dela para combinar seis pessoas com suas condições médicas confirmadas (mais uma sem nenhuma); para passar no teste, ela teve que fazer cinco combinações corretas, mas fez apenas quatro. Josephson argumentou que isso era estatisticamente significativo e que o experimento a havia preparado para o fracasso. Um dos pesquisadores, Richard Wiseman , professor de psicologia da Universidade de Hertfordshire , respondeu que Josephson não tinha registro de publicações em parapsicologia. Keith Rennolis, professor de estatística aplicada na Universidade de Greenwich , apoiou a posição de Josephson, afirmando que o experimento era "lamentavelmente inadequado" para determinar qualquer efeito.

A reputação de Josephson por promover causas não ortodoxas foi cimentada por seu apoio às idéias da memória da água e da fusão a frio , ambas rejeitadas pelos principais cientistas. A memória da água tem o propósito de fornecer uma possível explicação para a homeopatia ; é rejeitado pelos cientistas como pseudociência , embora Josephson tenha expressado apoio a ele desde que participou de uma conferência na qual o imunologista francês Jacques Benveniste o propôs pela primeira vez. A fusão a frio é a hipótese de que reações nucleares podem ocorrer à temperatura ambiente. Quando Martin Fleischmann , o químico britânico que foi o pioneiro na pesquisa, morreu em 2012, Josephson escreveu um obituário de apoio no Guardian e reclamou à Nature que seu obituário não deu o devido crédito a Fleischmann. Antony Valentini, do Imperial College London, retirou o convite de Josephson para uma conferência de 2010 sobre a teoria de Broglie-Bohm por causa de seu trabalho sobre o paranormal, embora tenha sido reintegrado após reclamações.

A defesa de Josephson das alegações paranormais e da fusão a frio levaram-no a ser descrito como um exemplo de sofredor da hipotética doença do Nobel .

Prêmios

Trabalhos selecionados

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • Página inicial de Brian Josephson , Universidade de Cambridge.
  • Brian Josephson , academia.edu.
  • "bdj50: Conferência em Cambridge para marcar o 50º aniversário da publicação do trabalho seminal de Brian Josephson" , Departamento de Física da Universidade de Cambridge.
  • Anderson, Philip . "How Josephson Discovered His Effect" , Physics Today , novembro de 1970. Conta de Anderson da descoberta de Josephson; ele lecionou no curso de pós-graduação em teoria do estado sólido / muitos corpos do qual Josephson era aluno.
  • Barone, A. e Paterno, G. Physics and Applications of the Josephson Effect , Wiley, 1982.
  • Bertlmann, RA e Zeilinger, A. (eds.), Quantum (Un) speakables: From Bell to Quantum Information , Springer, 2002.
  • Buckel, Werner e Kleiner, Reinhold. Superconductivity: Fundamentals and Applications , VCH, 1991.
  • Jibu, Mari e Yasue, Kunio. Quantum Brain Dynamics and Consciousness: An Introduction , John Benjamins Publishing, 1995.
  • Josephson, Brian; Rubik, Beverly A .; Fontana, David; Lorimer, David. "Definindo consciência" , Nature , 358 (618), 20 de agosto de 1992.
  • Rosen, Joe. "Josephson, Brian David," Encyclopedia of Physics , Infobase Publishing, 2009, pp.  165-166 .
  • Stapp, Henry . "Quantum Approaches to Consciousness", em Philip David Zelazo, Morris Moscovitch e Evan Thompson (eds.), The Cambridge Handbook of Consciousness , 2007.
  • Stenger, Victor J. The Unconscious Quantum: Metaphysics in Modern Physics and Cosmology , Prometheus Books, 1995.

links externos

  • Brian Josephson em Nobelprize.org Edite isso no Wikidataincluindo a Conferência do Nobel, 12 de dezembro de 1973 The Discovery of Tunneling Supercurrents