マーク・G・ライゼン

マーク・ジョージ・ライゼンは、量子光学と原子光学に関する実験を行っているアメリカの物理学者です。

ライゼンはニューヨーク市で生まれた。ライゼンの叔父であるロバート・F・ゴールドバーガー博士は、コロンビア大学の学長およびNIHの科学担当副所長を務めた。

ライゼンは、家族がイスラエルに移住するまで、アッパーウエストサイドのウォルデンスクールに通っていました。デシャリット高校を卒業し、 1980年にテルアビブ大学で数学の学士号を取得しました。大学院教育は、スティーブン・ワインバーグ（1979年ノーベル物理学賞受賞）とジェフ・キンブル（カリフォルニア工科大学）の指導の下、テキサス大学オースティン校で続けました。

ライゼン氏は1989年に博士号を取得しました。1989年から1991年にかけて、米国国立標準技術研究所の時間と周波数部門で国立研究会議（NRC）のポスドク研究員として、デビッド・ワインランド氏（ 2012年ノーベル物理学賞受賞）とともに研究を行いました。

1991年、ライゼンはオースティンとテキサス大学に戻り、物理学の助教授となった。1996年に准教授に昇進し、2000年に教授となった。ライゼンはシド・W・リチャードソン財団の物理学評議員を務めている。2017年9月、ライゼンはデルメディカルスクールの小児科教授を兼任した。

ライゼンは、1984年にスティーブン・ワインバーグのもとで理論粒子物理学の分野で科学者としてのキャリアをスタートしました。1985年に実験物理学の分野に移り、ジェフ・キンブルのもとで研究を始めました。大学院での研究で、ライゼンは光の圧縮状態を測定した最初の実験の1つに貢献し、また光学領域における真空ラビ分裂も観測しました。

NIST 在籍中、ライゼン氏は、トラップされたイオンによる 量子情報の基礎となった小型線形イオントラップを開発しました。

テキサス大学オースティン校のライゼン グループの研究プログラムでは、レーザー冷却と中性原子のトラッピングを利用して基本的な問題を研究しています。彼らは原子の運動量の動的局在、カオスの量子抑制を観察しました。

他の実験では、ライゼンと彼のグループは加速光格子内の原子の量子輸送を調査しました。彼らは、量子トンネル効果による加速中の損失メカニズムを研究しました。彼らは、短時間で、生存確率の指数関数的減衰法則からの逸脱を発見しました。この指数関数的減衰からの短時間の逸脱は、その後、減衰率を抑制または強化するために使用され、量子ゼノ効果または反ゼノ効果として知られています。

ライゼン氏と彼のグループは、ルビジウムとナトリウムのボーズ・アインシュタイン凝縮体を使った2つの実験を構築しました。彼らは、原子の量子統計と量子もつれの研究と制御のためのシステムを開発しました。このシステムには、光ボックストラップ内の凝縮体と単一原子検出が含まれています。

別の実験では、彼らは超音速ビームのコヒーレントな減速を実証した。原子パドルを使用して、基底状態ヘリウムの低速単色ビームを生成した。別のアプローチでは、パルス磁場を使用して常磁性原子と分子を停止した。これらの粒子をさらに冷却するために、ライゼンと彼の協力者は、光ピンセットで原子または分子を蓄積するために使用される一方向バリア、または一方向壁の概念を導入しました。この方法は、2007年12月にライゼングループによって実験的に実現されました。この冷却方法は、1929年にレオ・シラードによって最初に提案された情報冷却の物理的な実現です。この提案では、情報エントロピーの概念を使用して、マクスウェルの悪魔のパラドックスを解決しました。これらの方法を組み合わせることで、周期表のほとんどにまたがる原子と常磁性分子の捕捉と冷却が可能になります。

2009年、ライゼンと彼のグループは、空気中で光ピンセットに留められたガラスビーズのブラウン運動を調べるための実験を構築しました。1907年、アルバート・アインシュタインは、ブラウン運動の瞬間速度を検討した論文を発表し、統計力学の基本原則の1つである等分配定理をテストするためにそれを使用できることを示しました。この論文で、アインシュタインは、運動が非常に急速にランダム化されるため、瞬間速度を実際には測定することは不可能であると結論付けました。2010年の春、ライゼングループは空気中のブラウン粒子の瞬間速度を測定しました。2014年には、水とアセトンで同じ測定を完了しました。速度データを使用して、マクスウェル-ボルツマン速度分布と、ブラウン粒子の 等分配定理が検証されました。

原子を制御するこれらの方法は、ライゼン氏と共同研究者が高効率で同位体を分離するために使用しました。実験では、リチウム 7を1 回の通過で 99.95% を超える純度に濃縮できることが実証されました。この分離方法は、磁気活性化誘導同位体分離 (MAGIS) と呼ばれています。この研究の応用例の 1 つは、ライゼン氏が理事長を務める非営利団体のポイントマン財団で医療用の濃縮同位体を製造することです。

ライゼンは結婚しており、テキサス州オースティンとサンアントニオに住んでいます。彼は歴史保存と動物の権利の擁護者です。

• 2008年:レーザー科学と量子光学におけるウィリス・ラム賞
• 2002年：マックス・プランク協会およびアレクサンダー・フォン・フンボルト財団よりマックス・プランク賞受賞
• 1999年：アメリカ物理学会第2回原子・分子・光物理学ラビ賞
• 1993-1998:国立科学財団若手研究者賞
• 1992-1995:海軍研究局若手研究者賞
• 1992-1994:アルフレッド・P・スローン財団研究員
• 1991-1993:シド・W・リチャードソン財団理事長フェロー
• 1989-1991:国立研究会議ポストドクターフェローシップ
• 1988年～: IBM大学院生フェローシップ

雷禅氏はアメリカ物理学会とアメリカ光学会の会員でもある。

• ユダヤ系アメリカ人物理学者の一覧
• 物理学者一覧

• M. Jerkins; I. Chavez; U. Evan; MG Raizen (2010). 「単一光子原子選別による効率的な同位体分離」. Physical Review A. 82 ( 3): 033414. arXiv : 1001.0944 . Bibcode :2010PhRvA..82c3414J. doi :10.1103/PhysRevA.82.033414.
• RJ Clark; TR Mazur; A. Libson; MG Raizen (2010). 「超音速ビームの磁気集束によるナノファブリケーション」.応用物理 B. 103 ( 3): 547–551. arXiv : 1004.5581 . Bibcode :2011ApPhB.103..547C. doi :10.1007/s00340-010-4229-x. S2CID  14240309.

• テキサス大学オースティン校のマーク・G・ライゼン氏
• ポイントマン財団 [1]