Wikipedie

Katherine Freese

Katherine Freese (* 8. února 1957 Freiburg im Breisgau, Německo)[1] je německo-americká teoretická astrofyzička. Je známá svou prací v teoretické kosmologii na pomezí částicové fyziky a astrofyziky. Mezi její výzkumné zájmy patří temná energie, temná hmota, inflace a raný vesmír. Zabývá se počátkem vesmíru (včetně inflační teorie, která odstartovala Velký třesk) a konečným osudem vesmíru (včetně osudu života ve vesmíru).[2][3] V současné době je profesorkou fyziky na Texaské univerzitě v Austinu.

Katherine Freese
Katherine Freese (7. srpna 2005)
Katherine Freese (7. srpna 2005)
Narození8. února 1957 (67 let)
Freiburg im Breisgau
Alma materPrincetonská univerzita (do 1977)
Kolumbijská univerzita (do 1981)
Chicagská univerzita (do 1984)
Povolánífyzička, astronomka a astrofyzička
ZaměstnavateléMassachusettský technologický institut (1987–1991)
Michiganská univerzita (1991–2019)
Texaská univerzita v Austinu (od 2019)
Stockholmská univerzita
Oceněníčlen American Physical Society (2009)
Lilienfeldova cena (2019)
Webwww-personal.umich.edu/~ktfreese/index.html
Logo Wikimedia Commons multimediální obsah na Commons
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Katherine Freese se na základě teoretické kosmologie a svého výzkumu snaží odpovědět na otázky: Z čeho se skládá vesmír? Co je temná hmota? Co je temná energie? Co způsobuje zrychlení expanze vesmíru? Zabývá se proto současnými hypotézami, které říkají, že náš známý vesmír jsou jen 4 % celého vesmíru. Zbytek tvoří skrytý temný sektor, temná hmota a vše prostupující temná energie, která způsobuje zrychlené rozpínání vesmíru.

Snaží se o popularizaci astrofyziky a napsala částečně autobiografickou knihu o výzkumu temné hmoty The Cosmic Cocktail: Three Parts Dark Matter (česky Kosmický koktejl: Tři díly temné hmoty). Mimo jiné v ní popisuje výzkum a teorie astronoma Fritze Zwickyho, který byl v pořadu Cosmos: A Spacetime Odyssey označen za nejdůležitějšího astronoma a otce temné hmoty, o kterém jste nikdy neslyšeli.

Vzdělání a kariéra

editovat
 
Poměr temné hmoty (dark matter) a temné energie (dark energy) v současnosti a před 13,7 miliardami let

V roce 1977 získala Katherine Freese bakalářský titul na jedné z nejprestižnějších univerzit v USA - Princetonské univerzitě v New Jersey.[4] Byla jednou z prvních žen, která se zde specializovala na fyziku. Magisterský titul získala na Kolumbijské univerzitě ve státě New York v roce 1981 a doktorát na Chicagské univerzitě v roce 1984. Absolvovala postdoktorandské stáže na Harvardově univerzitě, v Kavliho institutu pro teoretickou fyziku na Kalifornské univerzitě v Santa Barbaře a na Kalifornské univerzitě v Berkeley.

V roce 1987 se stala odbornou asistentkou na Massachusettském technologickém institutu (Massachusetts Institute of Technology - MIT). V roce 1991 se přestěhovala na Michiganskou univerzitu v Ann Arbor, kde působila jako profesorka fyziky u George E. Uhlenbecka. V letech 2007 až 2014 byla zástupkyní ředitele Michiganského centra pro teoretickou fyziku.

V letech 2014 až 2016 byla ředitelkou Severského institutu pro teoretickou fyziku Nordita (Nordisk Institut for Teoretisk Atomfysik) a byla také hostující profesorkou fyziky na Stockholmské univerzitě.

V roce 2019 se přestěhovala na Texaskou univerzitu v Austinu, kde pracuje jako profesorka fyziky.[5]

 
Schéma expanze vesmíru. Podle teorie Velkého třesku vznikl vesmír z nekonečně husté počáteční singularity. Vesmír se od té doby rozpíná a galaxie a jiné vesmírné objekty se od sebe vzdalují, ale ony samé se nezvětšují, protože jsou pohromadě držené gravitací.

Katherine Freese působila v několika správních radách. Například ve správní radě Kavliho institutu pro teoretickou fyziku v Santa Barbaře a ve správní radě Aspenského centra pro fyziku. V letech 2008-2012 byla radní a členkou výkonného výboru Americké fyzikální společnosti a v letech 2005-2008 byla členkou Poradního výboru pro astronomii a astrofyziku (AAAC). V současné době působí ve správní radě Centra Oskara Kleina pro kosmočásticovou fyziku ve Stockholmu.

Výzkum

editovat
 
Umělecká představa temné hmoty kolem Mléčné galaxie. Temnou hmotu nelze spatřit, protože nevydává elektromagnetické záření. Víme o ní jen díky jejímu gravitačnímu působení. Galaxie by bez ní nevznikly, nedržely pohromadě a rozpadly by se.
 
Umělecká představa vývoje vesmíru a role temné energie. Podle současných hypotéz může za zrychlování expanze vesmíru temná energie a její odpudivé účinky, které začínají dominovat.
  • Katherine Freese přispěla k výzkumu temné hmoty (30 % primární neznámé hmoty v galaxiích) a temné energie (70 % neznámé složky vesmíru a příčina jeho expanze).[6] Byla jednou z prvních, kdo navrhl způsob, jak objevit temnou hmotu. Její myšlenka nepřímé detekce na Zemi je rozvíjena experimentem IceCube Neutrino Observatory.[7] Po částicích temné hmoty v Mléčné dráze vznikajících při oběhu Země kolem Slunce v současnosti pátrá mnoho astronomů po celém světě.
  • Jako kandidáty na temnou hmotu pomohla vyloučit velké hmotné objekty MACHO (massive compact halo object - masivní kompaktní halo objekt), jako jsou bílí trpaslíci nebo slabé hvězdy. Podle ní mohou bílí trpaslíci tvořit maximálně 20% temné hmoty v galaxiích. Naopak tvrdí, že temná hmota je tvořena především WIMPs (weakly interacting massive particles - slabě interagující hmotné částice).[8]
  • Zabývá se také temnou energií a zrychlující se expanzí vesmíru. Navrhla alternativní vysvětlení temné energie pomocí modifikace Friedmannovy rovnice (Einsteinovy ​​rovnice aplikované na vesmír), kterou nazvala Cardassian Expansion.[9]
  • Navrhla mechanismy pro inflaci (ranou fázi rychlého růstu vesmíru), která vysvětluje jeho homogenitu. V roce 1990 navrhla teorii přirozené inflace a později i řetězové inflace, která se může odehrávat v prostředí teorie strun a s axiony v kvantové chromodynamice QCD (hypotetické elementární částice, ze kterých by se měla skládat temná hmota).[10] [11]
  • Také stanovila horní limity výskytu magnetických monopólů ve vesmíru. Tyto hranice jsou důležitými orientačními body pro další výzkum monopolů, které v neutronových hvězdách nebo bílých trpaslících katalyzují rozpad nukleonů a jsou schopné tyto hvězdy zničit.
  • Mimo jiné navrhla přímou detekci ročních změn pohybu Země pomocí kryogenních detektorů a nepřímé pozorování anihilace WIMPů na Zemi. Anihilaci temné hmoty považuje za zdroj energie prvních hvězd (temných hvězd).
  • Nedávno navrhla nový teoretický typ hvězdy, nazývaný temná hvězda, poháněný spíše anihilací temné hmoty než jadernou fúzí.[12]

Osobní život

editovat

Katherine Freese se narodila 8. února 1957 v německém Freiburgu. Jejími rodiči byli Ernst Freese a Elisabeth Bautz Freese. V jejich devíti měsících rodina emigrovala do Spojených států. Její zesnulý bratr Andrew Freese byl šéfem neurochirurgie v nemocnici v Brandywine a provedl první operaci genové terapie na lidech. Její strýc Ekkehard Bautz byl molekulární biolog a předseda Ústavu molekulární genetiky na univerzitě v Heidelbergu. Její sestřenice Anja Freese se stala herečkou a v současné době (2024) žije střídavě v Hamburku, Berlíně a Los Angeles.

Katherine Freese se provdala v roce 1987. Z desetiletého manželství s Fredem Adamsem má syna Douglase Quincyho Adamse. Je občankou USA.

Ocenění

editovat
  • V roce 2009 byla zvolena členkou Americké fyzikální společnosti.
  • V roce 2012 získala stipendium Simons Foundation Fellowship v oboru teoretické fyziky.[13]  
  • V září 2012 jí byl udělen čestný doktorát (honoris causa) na Stockholmské univerzitě.[14]  
  • V roce 2019 jí byla udělena cena Julia Edgara Lilienfelda od Americké fyzikální společnosti za průkopnický výzkum na rozhraní kosmologie a částicové fyziky a za její neúnavnou snahu zprostředkovat nadšení z fyziky pro širokou veřejnost.
  • V roce 2021 jí byla udělena cena University of Chicago Alumni Professional Achievement Award.
  • V roce 2020 byla zvolena do Národní akademie věd Spojených států amerických.[15][16]

Odkazy

editovat

Reference

editovat

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Katherine Freese na anglické Wikipedii a Katherine Freese na německé Wikipedii.

  1. ↑ Katherine Freese. Physics Today. 2016. Dostupné online. DOI 10.1063/pt.5.031149. 
  2. ↑ COLLABORATION, Planck. Planck 2018 results. X. Constraints on inflation. Astronomy & Astrophysics. 2020, s. A10. DOI 10.1051/0004-6361/201833887. Bibcode 2020A&A...641A..10P. arXiv 1807.06211. 
  3. ↑ Philip Ball, [1], "Never Say Die", New Scientist, Aug. 2002
  4. ↑ RENKEN, Elena. University of Michigan professor delves into dark matter. Brown Daily Herald. 2016-09-20. Dostupné online [cit. 2018-02-03]. (anglicky) 
  5. ↑ Katherine Freese Has Ideas to Support Detection of Dark Matter [online]. [cit. 2019-09-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ DRUKIER, Andrzej; KATHERINE FREESE; DAVID SPERGEL. Detecting Cold Dark Matter Candidates. Physical Review D. 1986, s. 3495–3508. DOI 10.1103/PhysRevD.33.3495. PMID 9956575. Bibcode 1986PhRvD..33.3495D. 
  7. ↑ FREESE, Katherine. Can Scalar Neutrinos or Massive Dirac Neutrinos be the Missing Mass. Physics Letters. 1986, s. 295–300. DOI 10.1016/0370-2693(86)90349-7. Bibcode 1986PhLB..167..295F. 
  8. ↑ James Glanz, The New York Times, Feb. 2000, [2], "In the Dark Matter Wars, WIMPs beat MACHOs",
  9. ↑ Dennis Overbye, The New York Times, Nov. 2003, [3], "What is Gravity, Really?"
  10. ↑ FREESE, Katherine; JOSHUA FRIEMAN; ANGELA OLINTO. Natural Inflation with Pseudo-Nambu Goldstone Bosons. Physical Review Letters. 1990, s. 3233–3236. DOI 10.1103/PhysRevLett.65.3233. PMID 10042817. Bibcode 1990PhRvL..65.3233F. 
  11. ↑ COLLABORATION, Planck. Planck 2013 Results XXII: Constraints on Inflation. Astronomy & Astrophysics. 2014, s. A22. DOI 10.1051/0004-6361/201321569. S2CID 53621995. Bibcode 2014A&A...571A..22P. arXiv 1303.5082. 
  12. ↑ FREESE, Katherine; BODENHEIMER, PETER; SPOLYAR, DOUGLAS; GONDOLO, PAOLO. Stellar Structure of Dark Stars: A First Phase of Stellar Evolution Resulting from Dark Matter Annihilation. The Astrophysical Journal. 2008, s. L101–L104. DOI 10.1086/592685. S2CID 16088040. Bibcode 2008ApJ...685L.101F. arXiv 0806.0617. 
  13. ↑ Simons Fellows in Theoretical Physics [online]. [cit. 2020-04-29]. Dostupné online. 
  14. ↑ Honorary doctorates 2012 - Stockholm University [online]. [cit. 2020-03-03]. Dostupné online. 
  15. ↑ 2020 NAS Election [online]. National Academy of Sciences, April 27, 2020 [cit. 2020-04-29]. Dostupné online. 
  16. ↑ Three UT Austin Faculty Elected to National Academy of Sciences [online]. April 27, 2020 [cit. 2020-04-30]. Dostupné online. 

Související články

editovat

Externí odkazy

editovat
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Katherine_Freese&oldid=24495796“