Brian Josephson- Brian Josephson

Brian Josephson
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Josephson im März 2004
Geboren
Brian David Josephson

( 1940-01-04 )4. Januar 1940 (81 Jahre)
Cardiff , Wales, Großbritannien
Alma Mater Universität Cambridge (BA, MA, PhD)
Bekannt für Josephson-Effekt
Ehepartner
Carol Anne Olivier
( M.  1976)
Kinder eine Tochter
Auszeichnungen
Wissenschaftlicher Werdegang
Institutionen
These Nichtlineare Leitung in Supraleitern  (1964)
Doktoratsberater Brian Pippard
Webseite www .tcm .phy .cam .ac .uk /~bdj10

Brian David Josephson FRS (* 4. Januar 1940) ist ein britischer theoretischer Physiker und emeritierter Professor für Physik an der University of Cambridge . Am besten bekannt für seine bahnbrechenden Arbeiten zur Supraleitung und zum Quantentunneln , erhielt er 1973 den Nobelpreis für Physik für seine Vorhersage des Josephson-Effekts , die er 1962 als 22-jähriger Doktorand an der Universität Cambridge machte. Josephson ist der einzige Waliser, der einen Nobelpreis für Physik erhalten hat. Den Preis teilte er sich mit den Physikern Leo Esaki und Ivar Giaever , die gemeinsam die Hälfte der Auszeichnung für ihre eigenen Arbeiten zum Quantentunneln erhielten.

Josephson hat seine akademische Laufbahn als Mitglied der Theory of Condensed Matter Group am Cavendish Laboratory in Cambridge verbracht . Er ist seit 1962 Fellow des Trinity College in Cambridge und war von 1974 bis 2007 Professor für Physik.

In den frühen 1970er Jahren nahm Josephson die Transzendentale Meditation auf und wandte sich Themen außerhalb der Grenzen der Mainstream-Wissenschaft zu. Er gründete das Mind-Matter Unification Project am Cavendish, um die Idee der Intelligenz in der Natur, die Beziehung zwischen Quantenmechanik und Bewusstsein und die Synthese von Wissenschaft und östlicher Mystik, allgemein bekannt als Quantenmystik, zu erforschen . Er hat seine Unterstützung für Themen wie Parapsychologie , Wassergedächtnis und Kalte Fusion zum Ausdruck gebracht , was ihn zu einem Brennpunkt der Kritik von Wissenschaftlerkollegen gemacht hat.

frühes Leben und Karriere

Ausbildung

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Eingang zum alten Cavendish Laboratory in der Free School Lane , Cambridge.

Josephson wurde in Cardiff , Wales, als Sohn der jüdischen Eltern Mimi (geb. Weisbard, 1911–1998) und Abraham Josephson geboren. Er besuchte die Cardiff High School , wo er einigen der Schulmeister zuschreibt, dass sie ihm geholfen haben, insbesondere dem Physikmeister Emrys Jones, der ihn in die theoretische Physik einführte. 1957 ging er nach Cambridge, wo er zunächst Mathematik am Trinity College in Cambridge studierte . Nachdem er Mathe Teil II in zwei Jahren abgeschlossen hatte und es etwas steril fand, beschloss er, zur Physik zu wechseln.

Josephson war in Cambridge als brillanter, aber schüchterner Student bekannt. Der Physiker John Waldram erinnerte sich daran, wie er Nicholas Kurti , einen Prüfer aus Oxford, belauschte , wie er Josephsons Prüfungsergebnisse mit David Shoenberg , einem Physiker in Cambridge, besprach und fragte: "Wer ist dieser Kerl Josephson? Er scheint die Theorie durchzugehen wie ein Messer durch Butter" ." Noch während seines Studiums veröffentlichte er eine Arbeit über den Mößbauer-Effekt und wies auf ein entscheidendes Problem hin, das andere Forscher übersehen hatten. Laut einem bedeutenden Physiker, der mit Physics World sprach , schrieb Josephson mehrere Artikel, die wichtig genug waren, um ihm auch ohne seine Entdeckung des Josephson-Effekts einen Platz in der Geschichte der Physik zu sichern.

Er machte 1960 seinen Abschluss und wurde Forschungsstudent im Mond Laboratory der Universität auf dem alten Cavendish-Gelände, wo er von Brian Pippard betreut wurde . Der amerikanische Physiker Philip Anderson , ebenfalls ein zukünftiger Nobelpreisträger, verbrachte 1961–1962 ein Jahr in Cambridge und erinnerte daran, dass Josephson in einer Klasse "eine beunruhigende Erfahrung für einen Dozenten war, das kann ich Ihnen versichern, denn alles musste stimmen". oder er kam zu mir und erklärte es mir nach dem Unterricht." Während dieser Zeit, als Doktorand im Jahr 1962, führte er die Forschungen durch, die zu seiner Entdeckung des Josephson-Effekts führten; Das Cavendish Laboratory enthüllte im November 2012 eine Gedenktafel am Mond-Gebäude, die der Entdeckung gewidmet war. 1962 wurde er zum Fellow des Trinity College gewählt und promovierte 1964 mit einer Arbeit mit dem Titel Nichtlineare Leitung in Supraleitern .

Entdeckung des Josephson-Effekts

Josephson war 22 Jahre alt, als er die Arbeiten zum Quantentunneln durchführte , die ihm den Nobelpreis einbrachten. Er entdeckte, dass ein Suprastrom durch eine dünne Barriere tunneln kann und sagte laut dem Physiker Andrew Whitaker voraus, dass "an einer Verbindungsstelle zweier Supraleiter ein Strom fließt, selbst wenn kein Spannungsabfall auftritt. der Strom sollte mit einer Frequenz schwingen, die dem Spannungsabfall entspricht, und dass eine Abhängigkeit von jedem Magnetfeld besteht." Dies wurde als Josephson-Effekt und der Übergang als Josephson-Übergang bekannt.

Ein-Volt- NIST- Josephson-Übergangs-Array-Standard mit 3020 supraleitenden Übergängen.

Seine Berechnungen wurden in Physics Letters (von Pippard ausgewählt, weil es eine neue Zeitschrift war) in einem Artikel mit dem Titel "Possible new effects in supraconductive tunnelling" veröffentlicht, der am 8. Juni 1962 einging und am 1. Juli veröffentlicht wurde. Sie wurden experimentell von Philip Anderson und John Rowell von Bell Labs in Princeton bestätigt; dies erschien in ihrem Papier "Probable Observation of the Josephson Supraconductor Tunneling Effect", das im Januar 1963 den Physical Review Letters vorgelegt wurde .

Bevor Anderson und Rowell die Berechnungen bestätigten , protestierte der amerikanische Physiker John Bardeen , der 1956 den Nobelpreis für Physik teilte (und den er 1972 erneut teilte), Josephsons Arbeit. Er reichte am 25. Juli 1962 einen Artikel bei Physical Review Letters ein , in dem er argumentierte, dass "es keinen solchen suprafluiden Fluss geben kann". Die Meinungsverschiedenheiten führten im September desselben Jahres zu einer Konfrontation am Queen Mary College in London auf der 8. Internationalen Konferenz für Niedertemperaturphysik . Als Bardeen (damals einer der bedeutendsten Physiker der Welt) zu sprechen begann, stand Josephson (noch Student) auf und unterbrach ihn. Die Männer tauschten ihre Meinungen aus, angeblich in ziviler und leiser Weise.

Whitaker schreibt, dass die Entdeckung des Josephson-Effekts zu "viel wichtiger Physik" führte, einschließlich der Erfindung von SQUIDs (supraleitenden Quanteninterferenzgeräten), die in der Geologie für hochempfindliche Messungen sowie in der Medizin und Computertechnik verwendet werden. IBM nutzte Josephsons Arbeit im Jahr 1980, um einen Prototyp eines Computers zu bauen, der bis zu 100-mal schneller sein sollte als der IBM 3033-Mainframe .

Nobelpreis

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Mond Gebäude auf dem alten Cavendish-Gelände, wo Josephson arbeitete. (Das Krokodil steht dort zu Ehren von Ernest Rutherford (1871–1937).)

Josephson erhielt für seine Entdeckung mehrere wichtige Preise, darunter 1969 den Research Corporation Award für herausragende wissenschaftliche Beiträge und 1972 die Hughes-Medaille und den Holweck-Preis . 1973 erhielt er den Nobelpreis für Physik und teilte sich die 122.000 US-Dollar teure Auszeichnung mit zwei anderen Wissenschaftlern der auch an Quantentunneln gearbeitet hatte. Josephson erhielt die Hälfte des Preises "für seine theoretischen Vorhersagen der Eigenschaften eines Suprastroms durch eine Tunnelbarriere, insbesondere der Phänomene, die allgemein als Josephson-Effekte bekannt sind".

Die andere Hälfte des Preises teilten sich zu gleichen Teilen der japanische Physiker Leo Esaki vom Thomas Watson Research Center in Yorktown, New York, und der norwegisch-amerikanische Physiker Ivar Giaever von General Electric in Schenectady, New York, „für ihre experimentellen Entdeckungen zu Tunnelphänomenen“. in Halbleitern bzw. Supraleitern". Ungewöhnlich war, dass keiner der Gewinner vor der Preisverleihung eine Professur innehatte.

Positionen gehalten

Josephson verbrachte ein Postdoktorandenjahr in den Vereinigten Staaten (1965–1966) als wissenschaftlicher Assistenzprofessor an der University of Illinois at Urbana-Champaign . Nach seiner Rückkehr nach Cambridge wurde er 1967 zum Assistant Director of Research am Cavendish Laboratory ernannt, wo er für den Rest seiner Karriere Mitglied der Theory of Condensed Matter Group, einer Gruppe für theoretische Physik, blieb. 1970 wurde er zum Fellow der Royal Society (FRS) gewählt und im selben Jahr erhielt er ein Stipendium der National Science Foundation von der Cornell University , wo er ein Jahr verbrachte. 1972 wurde er Lektor für Physik in Cambridge und 1974 ordentlicher Professor, eine Position, die er bis zu seiner Emeritierung 2007 innehatte.

Josephson praktiziert seit den frühen siebziger Jahren Transzendentale Meditation (TM) und wurde 1975 Gastdozent der Maharishi European Research University in den Niederlanden, die Teil der TM-Bewegung ist . 1983 hatte er Gastprofessuren an der Wayne State University, 1984 am Indian Institute of Science in Bangalore und 1987 an der University of Missouri-Rolla inne .

Parapsychologie

Frühes Interesse und Transzendentale Meditation

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Josephson wurde 1962 Fellow des Trinity College in Cambridge.

Josephson interessierte sich in den späten sechziger Jahren für die Philosophie des Geistes und insbesondere für das Geist-Körper-Problem und ist einer der wenigen Wissenschaftler, die argumentieren, dass parapsychologische Phänomene ( Telepathie , Psychokinese und andere paranormale Themen) real sein könnten. 1971 begann er mit der Transzendentalen Meditation (TM), die von mehreren Prominenten, darunter den Beatles, aufgegriffen wurde .

Die Verleihung des Nobelpreises 1973 gab ihm die Freiheit, in weniger orthodoxen Bereichen zu arbeiten, und er engagierte sich zunehmend – auch während Wissenschaftskonferenzen, zum Ärger anderer Wissenschaftler – in Gesprächen über Meditation, Telepathie und höhere Bewusstseinszustände. Im Jahr 1974 verärgerte er Wissenschaftler während eines Kolloquiums der molekularen und zellulären Biologen in Versailles durch Einladung , die lesen Bhagavad Gita (5. bis 2. Jahrhundert BCE) und die Arbeit von Maharishi Mahesh Yogi , der Begründer der TM - Bewegung, und darüber zu streiten , besondere Bewusstseinszustände, die durch Meditation erreicht werden. "Nichts zwingt uns", rief ihm ein Wissenschaftler zu, "auf deine wilden Spekulationen zu hören." Der Biophysiker Henri Atlan schrieb, dass die Sitzung in einem Aufruhr endete.

Im Mai desselben Jahres sprach Josephson auf einem Symposium, das zur Begrüßung des Maharishi in Cambridge abgehalten wurde. Im folgenden Monat, auf der ersten kanadischen Konferenz über Psychokinese, war er einer von 21 Wissenschaftlern, die die Behauptungen von Matthew Manning , einem Teenager aus Cambridgeshire, der sagte, er habe psychokinetische Fähigkeiten , testete ; Josephson erzählte offenbar einem Reporter, dass er glaubte, Mannings Kräfte seien eine neue Art von Energie. Später zog er die Aussage zurück oder korrigierte sie.

Josephson sagte, dass die Tradition des Interesses des Trinity College für das Paranormale bedeutete, dass er diese Ideen nicht von der Hand weist. Mehrere Präsidenten der Society for Psychical Research waren Stipendiaten von Trinity, und der Perrott-Warrick Fund , der 1937 in Trinity gegründet wurde, um parapsychologische Forschung zu finanzieren, wird immer noch vom College verwaltet. Er fuhr fort , die Idee zu erforschen , dass Intelligenz in der Natur, vor allem nach dem Lesen Fritjof Capra ‚s Das Tao der Physik (1975) und im Jahr 1979 nahm eine erweiterte Form von TM auf, bekannt als das TM-Sidhi Programm . Laut Anderson produzierte die TM-Bewegung ein Poster, auf dem Josephson mehrere Zentimeter über dem Boden schwebt. Josephson argumentierte, dass Meditation zu mystischen und wissenschaftlichen Erkenntnissen führen könne und dass er infolgedessen an einen Schöpfer glaubte.

Fundamental Fysiks Group

Externes Bild
Bildsymbol Fundamental Fysiks Group 1975. Von links nach rechts: Jack Sarfatti , Saul-Paul Sirag, Nick Herbert und Fred Alan Wolf (sitzend)
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Das Cavendish Laboratory enthüllte im November 2012 eine Gedenktafel am Mond-Gebäude, die der Entdeckung des Josephson-Effekts gewidmet ist .

Josephson engagierte sich Mitte der 1970er Jahre mit einer Gruppe von Physikern, die mit dem Lawrence Berkeley Laboratory an der University of California, Berkeley , verbunden waren und paranormale Behauptungen untersuchten. Sie hatten sich lose in der Fundamental Fysiks Group organisiert und waren effektiv die "Haustheoretiker" des Stanford Research Institute (SRI) geworden, so der Wissenschaftshistoriker David Kaiser . Kernmitglieder der Gruppe waren Elizabeth Rauscher, George Weissmann, John Clauser, Jack Sarfatti, Saul-Paul Sirag, Nick Herbert, Fred Alan Wolf, Fritjof Capra, Henry Stapp, Philippe Eberhard und Gary Zukav.

Das Interesse der Regierung an der Quantenmechanik war damals groß – die amerikanische Regierung finanzierte die Forschung am SRI zur Telepathie – und Physiker, die sie verstehen konnten, waren gefragt. Die Fundamental Fysiks Group nutzte Ideen aus der Quantenphysik, insbesondere Bells Theorem und die Quantenverschränkung , um Themen wie Fernwirkung , Hellsehen , Präkognition , Fernsicht und Psychokinese zu erforschen .

1976 reiste Josephson auf Einladung eines Mitglieds der Fundamental Fysiks Group, Jack Sarfatti , nach Kalifornien , der ihn anderen vorstellte, darunter den Laserphysikern Russell Targ und Harold Puthoff sowie dem Quantenphysiker Henry Stapp . Der San Francisco Chronicle berichtete über Josephsons Besuch.

Josephson organisierte 1978 in Cambridge ein Symposium zum Thema Bewusstsein , das zusammen mit dem Neurowissenschaftler VS Ramachandran als Consciousness and the Physical World (1980) veröffentlicht wurde . Ein Jahr später folgte eine Konferenz zum Thema "Wissenschaft und Bewusstsein" in Cordoba, Spanien, an der Physiker und Jungsche Psychoanalytiker teilnahmen und von Josephson, Fritjof Capra und David Bohm (1917–1992) gehalten wurden.

Bis 1996 hatte er am Cavendish Laboratory das Mind-Matter Unification Project ins Leben gerufen, um intelligente Prozesse in der Natur zu erforschen. 2002 sagte er gegenüber Physics World : "Die zukünftige Wissenschaft wird die Quantenmechanik als die Phänomenologie bestimmter Arten von organisierten komplexen Systemen betrachten. Quantenverschränkung wäre eine Manifestation einer solchen Organisation, paranormale Phänomene eine andere."

Rezeption und Ansichten zur wissenschaftlichen Gemeinschaft

Josephson hielt 2006 die Pollock Memorial Lecture, 2009 die Hermann Staudinger Lecture und 2010 die Sir Nevill Mott Lecture.

Josephson auf einem Cambridge Wikimedia-Spaziergang im September 2014

Matthew Reisz schrieb 2010 in der Times Higher Education , Josephson sei seit langem eine der „bunteren Figuren der Physik“. Seine Unterstützung für unorthodoxe Anliegen hat seit den 1970er Jahren Kritik von anderen Wissenschaftlern auf sich gezogen, darunter auch von Philip Anderson. Josephson betrachtet die Kritik als Vorurteil und glaubt, dass sie ihm ein akademisches Netzwerk vorenthalten hat.

Er hat wiederholt "Wissenschaft durch Konsens" kritisiert und argumentiert, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft bestimmte Arten von Ideen zu schnell ablehnt. "Alles geht in die Physik-Community – kosmische Wurmlöcher, Zeitreisen", argumentiert er, "nur solange es Abstand zu allem Mystischen oder New Age-artigen hält." Er bezeichnet diese Position als "pathologischen Unglauben" und macht sie für die Ablehnung von Artikeln über das Paranormale durch wissenschaftliche Zeitschriften verantwortlich. Er hat die Parapsychologie mit der Theorie der Kontinentalverschiebung verglichen, die 1912 von Alfred Wegener (1880–1930) vorgeschlagen wurde, um Beobachtungen zu erklären, die ansonsten unerklärlich waren und die widerstanden und lächerlich gemacht wurden, bis Beweise zu ihrer Annahme nach Wegeners Tod führten.

Der Wissenschaftsautor Martin Gardner kritisierte Josephson 1980, weil er sich zusammen mit drei anderen Physikern bei The New York Review of Books über einen Artikel von JA Wheeler beschwert hatte , der die Parapsychologie lächerlich machte. Mehrere Physiker beschwerten sich 2001, als Josephson in einer Broschüre der Royal Mail zur 100-Jahr-Feier des Nobelpreises schrieb, Großbritannien sei führend in der Telepathieforschung. Der Physiker David Deutsch sagte, die Royal Mail habe sich "hindern lassen", Unsinn zu unterstützen, obwohl ein anderer Physiker, Robert Matthews , vorschlug, dass Deutsch angesichts seiner eigenen Arbeit über Paralleluniversen und Zeitreisen auf dünnem Eis laufe .

Im Jahr 2004 kritisierte Josephson ein Experiment des Committee for Skeptical Inquiry , um Behauptungen der russischen Schülerin Natasha Demkina zu testen, dass sie mit einer besonderen Art von Vision in den Körper der Menschen sehen könne. Das Experiment beinhaltete, dass sie gebeten wurde, sechs Personen ihren bestätigten medizinischen Bedingungen zuzuordnen (plus eine mit keiner); Um die Prüfung zu bestehen, musste sie fünf richtige Übereinstimmungen machen, aber es waren nur vier. Josephson argumentierte, dass dies statistisch signifikant sei und dass das Experiment sie zum Scheitern gebracht habe. Einer der Forscher, Richard Wiseman , Professor für Psychologie an der University of Hertfordshire , antwortete, dass Josephson keine Aufzeichnungen über Veröffentlichungen über Parapsychologie habe. Keith Rennolis, Professor für angewandte Statistik an der University of Greenwich , unterstützte Josephsons Position und behauptete, das Experiment sei „beklagenswert unzureichend“, um einen Effekt zu bestimmen.

Josephsons Ruf, unorthodoxe Anliegen zu fördern, wurde durch seine Unterstützung für die Ideen des Wassergedächtnisses und der kalten Fusion gefestigt , die beide von Mainstream-Wissenschaftlern abgelehnt werden. Das Wassergedächtnis soll eine mögliche Erklärung für die Homöopathie sein ; es wird von Wissenschaftlern als Pseudowissenschaft abgetan , obwohl Josephson es unterstützt hat, seit er an einer Konferenz teilgenommen hat, auf der der französische Immunologe Jacques Benveniste es erstmals vorgeschlagen hat. Kalte Fusion ist die Hypothese, dass Kernreaktionen bei Raumtemperatur ablaufen können. Als Martin Fleischmann , der britische Chemiker, der Pionierarbeit in der Forschung geleistet hatte, im Jahr 2012 starb, schrieb Josephson einen unterstützenden Nachruf im Guardian und beschwerte sich bei Nature, dass sein Nachruf Fleischmann nicht gebührend gewürdigt habe. Antony Valentini vom Imperial College London zog Josephsons Einladung zu einer Konferenz über die de Broglie-Bohm-Theorie 2010 wegen seiner Arbeit über das Paranormale zurück, obwohl sie nach Beschwerden wieder aufgenommen wurde.

Josephsons Verteidigung paranormaler Behauptungen und der kalten Fusion hat dazu geführt, dass er als Beispiel für einen Patienten mit der hypothetischen Nobel-Krankheit beschrieben wurde .

Auszeichnungen

Ausgewählte Werke

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

  • Brian Josephsons Homepage , University of Cambridge.
  • Brian Josephson , academia.edu.
  • "bdj50: Konferenz in Cambridge zum 50. Jahrestag der Veröffentlichung von Brian Josephsons bahnbrechender Arbeit" , Department of Physics, University of Cambridge.
  • Anderson, Philipp . "Wie Josephson seine Wirkung entdeckte" , Physik heute , November 1970. Andersons Bericht über Josephsons Entdeckung; er unterrichtete den Graduiertenkurs in Festkörper-/Vielkörpertheorie, in dem Josephson Student war.
  • Barone, A. und Paterno, G. Physik und Anwendungen des Josephson-Effekts , Wiley, 1982.
  • Bertlmann, RA und Zeilinger, A. (Hrsg.), Quantum (Un)speakables: From Bell to Quantum Information , Springer, 2002.
  • Buckel, Werner und Kleiner, Reinhold. Supraleitung: Grundlagen und Anwendungen , VCH, 1991.
  • Jibu, Mari und Yasue, Kunio. Quantum Brain Dynamics and Consciousness: Eine Einführung , John Benjamins Publishing, 1995.
  • Josephson, Brian; Rubik, Beverly A.; Fontana, David; Lorimer, David. "Bewusstsein definieren" , Nature , 358(618), 20. August 1992.
  • Rosen, Joe. „Josephson, Brian David“, Encyclopedia of Physics , Infobase Publishing, 2009, S.  165–166 .
  • Stapp, Henry . "Quantum Approaches to Consciousness", in Philip David Zelazo, Morris Moscovitch und Evan Thompson (Hrsg.), The Cambridge Handbook of Consciousness , 2007.
  • Stenger, Victor J. Das unbewusste Quantum: Metaphysik in der modernen Physik und Kosmologie , Prometheus Books, 1995.

Externe Links

  • Brian Josephson auf Nobelprize.org Bearbeite dies bei Wikidatamit Nobel Lecture, 12. Dezember 1973 The Discovery of Tunneling Supercurrents