Columbia University Physics Department

Pupin Hall , hem för fysikavdelningen

Columbia University Physics Department omfattar cirka 40 fakultetsmedlemmar som undervisar och bedriver forskning inom områdena astrofysik, högenergikärnfysik, högenergipartikelfysik, atom-molekylär-optisk fysik, kondenserad materiens fysik och teoretisk fysik.

Denna forskning bedrivs i Pupin Hall och Shapiro Center for Engineering and Physical Sciences Research (CEPSR), både på universitetets Morningside Heights campus, Nevis Labs upstate, och vid ett antal andra anslutna institutioner. Institutionen är kopplad till forskning som bedrivs vid Brookhaven National Laboratories och vid CERN .

Columbia har cirka 20 grundutbildningar i fysik och är hem för cirka 100 doktorander.

Historia

Den avvecklade cyklotronen som ursprungligen användes av Enrico Fermi.

Rötterna till doktorandfysik kan spåras tillbaka till öppnandet av School of Mines 1864 även om avdelningen formellt etablerades först 1892. 1899 grundades American Physical Society vid ett möte i Columbia. Flera år senare gjorde Earnest Kempton Adams Fund det möjligt för avdelningen att bjuda in framstående vetenskapsmän till skolan. Bland de framstående EKA-lektorerna fanns Hendrik Lorentz (1905-1906) och Max Planck (1909). Under Lorentz vistelse i Columbia skrev han ett av sina viktigaste verk, Theory of Electrons.

År 1931 var Pupin Labs ett ledande forskningscenter. Under denna tid Harold Urey (Nobelpristagare i kemi) deuterium och George B. Pegram undersökte fenomenen som associerades med den nyupptäckta neutronen . 1938 flydde Enrico Fermi det fascistiska Italien efter att ha vunnit Nobelpriset för sitt arbete med inducerad radioaktivitet. I själva verket tog han med sig sin fru och sina barn till Stockholm och emigrerade genast till New York. Kort efter ankomsten började han arbeta på Columbia. Hans arbete med kärnklyvning, tillsammans med Rabis arbete med atom- och molekylfysik, inledde en gyllene era av grundforskning vid universitetet. En av landets första cyklotroner byggdes i källaren i Pupin Hall, där delar av den fortfarande finns kvar.

Före och efter andra världskriget bedrivs forskning om de magnetiska momenten hos kärnor och elektroner. Tillsammans med Willis Lambs arbete med förståelsen av vätets fina struktur var dessa experiment avgörande för den senare utvecklingen av kvantelektrodynamiken , för vilken Feynman och Schwinger vann Nobelpriset. Under samma tid genomförde Chien-Shiung Wu en milstolpeforskning vid Nevis om svaga interaktioner, vilket ledde till den teoretiska förutsägelsen och efterföljande observation av maximal paritets icke-konservering .

Under kriget lärde man sig många mikrovågstekniker som senare användes i Columbia för utvecklingen av masern , mikrovågsprekursorn till lasern , vid observationen av stora kärnfyrpolmoment , vilket ledde till introduktionen av den förenade kärnkraftsmodellen av James Rainwater . På 1940-talet fokuserades teoretisk forskning på beräkningar inom kvantelektrodynamik. På 1950-talet skedde en förändring mot högenergifysik . Under denna tid Tsung-Dao Lee och hans medarbetares arbete till upptäckten av paritets- och laddningskonjugationssymmetrier i den svaga interaktionen . Under dessa år byggdes även en ny kraftfullare cyklotron vid Nevis.

Ingången till Pupin Labs i Columbia

Eftersom fysiker undersökte materia i allt finare skalor, krävdes högre energiexperiment. Många av dessa gjordes i Nevis och Brookhaven. Regnvatten och Fitch utforskade strukturen hos kärnor genom att observera röntgenövergångar i muoniska atomer. Richard Garwin och Leon Lederman observerade icke-konservering av paritet i pion- och myonförfall . Lederman , Schwartz och Steinberger bevisade att myonneutrino var skild från elektronneutrino .

Idag utför Columbia-experimentörer arbete på laboratorier över hela världen. Dessa inkluderar CERN , i Genève, Schweiz, Brookhaven National Laboratory , i Upton, New York, och Fermi National Accelerator Laboratory , i Batavia, Illinois. Pupin Labs har också en 400-Gigaflops dedikerad superdator byggd av Norman Christ , som används för beräkningar i gitterkvantkromodynamik .

Nobelpristagare

Forskare som har fått Nobelpriset för arbete som utförts under fakulteten vid Columbia University:

Annan fakultet:

Forskare som fick Nobelpriset och har doktorerat från Columbia University:

Gästprofessorer:

Forskningspersonal:

EKA-föreläsare:

Se även

Den här artikeln är en anpassning av den sammanfattade historien som finns på Columbia Universitys fysikavdelnings hemsida: