ルイージ・ルジャート

ルイージ・ルジャート
生まれる	(1944-12-17) 1944年12月17日（79歳） リンビアーテ、イタリア
国籍	イタリア語
母校	ミラノ大学
知られている	ルギアト・レフェーバー方程式 空洞ソリトン 量子イメージング
受賞歴	マイケルソン賞 (1987) ウィリス・ラム・メダル（2002年） 量子エレクトロニクス・光学賞（2003年） マックス・ボルン賞（2007年） フェルミ賞およびメダル（2008年）
科学者としてのキャリア
フィールド	物理
機関	ミラノ大学 トリノ工科大学 インスブリア大学

ルイージ・ルジャート（1944年12月17日生まれ）は、イタリアの物理学者であり、インスブリア大学（ヴァレーゼ/コモ）の名誉教授です。^{[1]彼は理論的な非線形光学と量子光学、特に}ルジャート-レフェーバー方程式（LLE、^[2] ）の研究で最もよく知られています。彼は340を超える科学論文と、教科書「非線形動的システム」（F.プラティ、M.ブランビラと共著）を執筆しています。^[3]彼の研究は理論的なものですが、世界中で多数の重要な実験を刺激してきました。また、光学系の古典的側面と量子的側面を組み合わせたことも特徴です。

ルジャートは、1968年3月13日にイタリアのミラノ大学で物理学の博士号を最優秀の成績で取得しました。その後、イタリア教育省の研究員、ミラノ大学原子物理学研究所の研究員になりました。1974年に助教授となり、1980年に同大学の准教授に昇進しました。1987年にトリノ工科大学の教授となり、1990年にミラノ大学、1998年にコモのインスブリア大学に移りました。

古典的側面では、彼の研究は主に、光共振器に含まれる非線形媒体で発生する双安定性と不安定性の現象、および不安定性によって生成される時間的、空間的、時空間的パターンの自発的形成の影響に関するものでした。また、共振器に書き込み/消去アドレスパルスを注入することによる共振器ソリトンの生成と操作についても広範囲に研究しました。光の伝播方向に直交する平面内の共振器ソリトンは、ステファン・バーランド、ホルヘ・トレディチェら^[4]および他のシステムによって垂直共振器面発光半導体レーザーで実験的に観測されています (レビュー ^{[5] [6]}を参照)。

この枠組みで最もよく知られているのは、1987年にルネ・ルフェーバーと共同で導入した方程式^{[2]で、光学システムにおける自発的な}パターン形成のパラダイムです。パターンは、共振器に注入されたコヒーレント場と、キャビティを満たすカー媒体との相互作用から生じます。同じ方程式が2種類のパターンを制御します。1つは光の伝播方向に対して直交する平面で形成される静止パターン、もう1つは伝播の縦方向に生じ、媒体内の光の速度でキャビティに沿って移動し、キャビティの出力に一連のパルスを生じさせるパターンです。LLEで説明される縦方向パターンのシナリオは、ルギアトがロドルフォ・ボニファシオと共同で以前に発見した光双安定性のマルチモード不安定性の特殊なケースを構成します。 ^[7] LLEにおける空洞ソリトンの最初の理論的予測は、ウィリー・ファース、アンドリュー・スクロギー、ムスタファ・トリディ、ルネ・レフェーバー、ルギアトらによってなされました。^[8] LLEと一致して、伝搬の縦方向における空洞ソリトンの最初の実験的観測は、フランソワ・レオ、ステファン・コーエン、マーク・ヘルターマンらによってファイバー空洞で得られました。^[9]

LLEへの関心は、21世紀の最初の10年が終わる頃にさらに高まりました。なぜなら、縦方向LLEが、マイクロ共振器内のカー周波数コム（KFC）の現象を非常に正確に説明することが判明したからです。この現象は、2007年にTobias Kippenbergと共同研究者ら^[10]によって、カー媒体で満たされた高Q値マイクロ共振器に注入されたCWレーザーによって活性化されるウィスパーリングギャラリーモード を利用して発見されました。カー空洞ソリトンと関連付けられることもあるKFC ^[11]は、 1オクターブを超える帯域幅と、マイクロ波からTHz周波数までの繰り返し率を持ち、小型化とチップ規模のフォトニック統合に大きな可能性を秘めています。^[12]この技術は、コヒーレント通信、分光法、原子時計、レーザー測距、天体物理学的分光計の較正などに応用されています。 LLE の定式化で想定されたかなり理想的な条件は、特に KFC の発見につながったフォトニクスの分野における目覚ましい技術的進歩によって完全に実現されました。

ルギアトとクラウディオ・オルダーノ、ロレンツォ・ナルドゥッチの共著論文^{[13]では、反転分布のないシステム用に定式化されたLLEを、閾値付近のレーザーの場合に一般化しました。この方程式は、マルコ・ピカルド、}フェデリコ・カパッソらによる閾値付近の量子カスケードレーザーの周波数コムのごく最近の実験的観測と密接に関連しています。 ^[14]

量子面では、ルギアトの研究は、放射場の非古典的状態、特にスクイージングの研究に大きく貢献し、特に光双安定性と第二高調波発生のケースに焦点を当てています。1990年代には、光パターンの量子的側面とスクイージングの空間的側面に研究が集中しました。これらの結果は、量子イメージングと呼ばれる新しい分野の誕生に大きく貢献しました。この分野では、光の量子的性質を利用して、並列構成でのイメージングと情報の処理のための新しい技術を開発しています。

ルギアトはLLEの量子定式化に基づいて、光学パターンにおけるスクイージングを初めて予測した^[15]（今日ではKFCのスクイージングと呼ばれる）。この効果は最近、アレクサンダー・ガエタ、ミハル・リプソンらによって実験的に実証され、「チップ上のスクイージング」と呼ばれている。^[16]

ルジャートは、イタリア物理学会、ヨーロッパアカデミー^{[17] 、}ロンバルド科学文学アカデミーの会員であり、アメリカ光学会、アメリカ物理学会、ヨーロッパ物理学会、フランクリン研究所のフェローである。1980年から1990年まで、フィラデルフィアのドレクセル大学物理学および大気科学部の名誉非常勤教授を務めた。

また、1987年のアルバート・A・マイケルソンメダル、^{[18] 、} 2002年のレーザー科学と量子光学に関するウィリス・E・ラムメダル、^[19]、2003年の欧州物理学会の量子光学・エレクトロニクス賞、^[20] 、 2005年の第18回国際ホリズミ賞、^[21]、2007年のアメリカ光学会のマックス・ボルン賞、^{[22] 、} 2008年のイタリア物理学会のフェルミ賞およびメダル^[23] ]、2010年のリンチェイ国立アカデミーのルイジ・タルトゥファリ国際賞など、数多くの賞を受賞しています。2019年には、IEEEフォトニクス協会の量子エレクトロニクス賞^[24]とグラスゴーのストラスクライド大学から名誉理学博士号を授与されました。

妻のヴィルマ・タグリアブーエと彼自身には息子のパオロ・ルギアトがおり、彼はゼネラルマネージャーで、ステファニア・ネリと結婚してフィリッポとヴァレンティーナの2人の子供がいる。

• Yanne K., Chembo ; Damià, Gomila; Mustapha, Tlidi; Curtis R., Menyuk (編)。「ルギアト-レフェーバー方程式の理論と応用に関する特集号」。European Physical Journal D。doi : 10.1140/ epjd /e2017-80572-0。
• Lugiato, LA (1984). Wolf, E. (ed.).光双安定性. 光学の進歩. 第 XXI 巻. pp. 71–216. doi :10.1016/S0079-6638(08)70122-7. ISBN 978-0-444-86761-2。
• ガッティ、A.ブランビラ、E.ルイジアナ州ルギアト（2008）。ウルフ、E. (編)。量子イメージング。光学の進歩。 Vol.李さん。 251–348ページ。土井：10.1016/S0079-6638(07)51005-X。ISBN 9780444532114。
• Lugiato, LA; Prati, F.; Brambilla, M. (2015). 「第 28 章: Lugiato Lefever モデル」.非線形光学システム. Cambridge University Press. doi :10.1017/CBO9781107477254.032. ISBN 9781107477254。
• ルイジアナ州ルギアト（2007）。Divertirsi con la Ricerca-Viaggio curioso nell'ottica moderna。ディ・レンツォ・エディターレ、ローマ。
• ルイジアナ州ルギアト。タリアビュー、ヴィルマ（2017）。L'uomo e il limite-La sfida che dà un senso alla vita .フランコ・アンジェリ・エディターレ、ミラノ。