Deborah S.Jin

Deborah Shiu-lan Jin (chino simplificado: 金秀兰; chino tradicional: 金秀蘭 ; pinyin: Jīn Xiùlán; 15 de noviembre de 1968 – 15 de septiembre de 2016) fue un físico estadounidense y compañero de el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST); Profesor Adjunto, Departamento de Física de la Universidad de Colorado; y miembro del JILA, un laboratorio conjunto del NIST con la Universidad de Colorado.

Fue considerada una pionera en la química cuántica molecular polar. De 1995 a 1997 trabajó con Eric Cornell y Carl Wieman en JILA, donde participó en algunos de los primeros estudios de condensados de Bose-Einstein de gas diluido. En 2003, el equipo del Dr. Jin en JILA produjo el primer condensado fermiónico, una nueva forma de materia. Usó trampas magnéticas y láseres para enfriar gases atómicos fermiónicos a menos de 100 milmillonésimas de grado sobre cero, demostrando con éxito la degeneración cuántica y la formación de un condensado molecular de Bose-Einstein. Jin fue mencionado frecuentemente como un fuerte candidato al Premio Nobel de Física. En 2002, la revista Discover la reconoció como una de las 50 mujeres más importantes de la ciencia.

Biografía

Vida temprana

Jin nació en el condado de Santa Clara, California, fue uno de tres hijos y creció en Indian Harbor Beach, Florida. Su padre era físico y su madre una física que trabajaba como ingeniera. Su padre Ron Jin nació en Fuzhou en 1933 y falleció en 2010.

Educación

Jin se graduó magna cum laude de la Universidad de Princeton en 1990 y recibió un título A.B. en física después de completar una tesis de último año titulada "Un refrigerador de dilución bombeado por condensación para su uso en el enfriamiento de detectores de bolómetros de ondas milimétricas". Recibió el Premio Allen G. Shenstone de Física en 1990.

Jin luego estudió en la Universidad de Chicago, donde fue becaria de posgrado de la NSF de 1990 a 1993 y recibió un doctorado. en física en 1995, completando una tesis doctoral titulada "Estudio experimental de los diagramas de fase de superconductores de fermiones pesados con transiciones múltiples" bajo la supervisión de Thomas Felix Rosenbaum.

Contribuciones científicas

Después de completar su doctorado, Jin se unió al grupo de Eric Cornell en JILA, el Instituto Conjunto de Astrofísica de Laboratorio en Boulder, Colorado, como investigadora postdoctoral. Este cambio de la materia condensada a la física atómica le obligó a aprender un nuevo conjunto de técnicas experimentales. Jin se unió al grupo de Cornell poco después de que lograron el primer condensado de rubidio de Bose-Einstein (BEC) y realizaron experimentos para caracterizar sus propiedades.

En 1997, Jin formó su propio grupo en JILA. En dos años, desarrolló la capacidad de crear el primer gas cuántico degenerado de átomos fermiónicos. El trabajo fue motivado por estudios anteriores de BEC y la capacidad de enfriar un gas diluido de átomos a 1 μK. Las débiles interacciones entre partículas en un BEC dieron lugar a una física interesante. Se teorizó que los átomos fermiónicos formarían un estado análogo a temperaturas suficientemente bajas, con los fermiones emparejándose en un fenómeno similar a la creación de pares de Cooper en materiales superconductores.

El trabajo se complicó por el hecho de que, a diferencia de los bosones, los fermiones no pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo, debido al principio de exclusión de Pauli, y, por lo tanto, están limitados en cuanto a los mecanismos de enfriamiento. A una temperatura suficientemente baja, el enfriamiento por evaporación, una técnica importante utilizada para alcanzar una temperatura lo suficientemente baja como para crear los primeros BEC, ya no es eficaz para los fermiones. Para solucionar este problema, Jin y su equipo enfriaron átomos de potasio-40 en dos subniveles magnéticos diferentes. Esto permitió que los átomos en diferentes subniveles chocaran entre sí, restaurando la eficacia del enfriamiento por evaporación. Utilizando esta técnica, Jin y su grupo pudieron producir un gas Fermi degenerado a una temperatura de aproximadamente 300 nK, o la mitad de la temperatura Fermi de la mezcla.

En 2003, Jin y su equipo fueron los primeros en condensar pares de átomos fermiónicos. Observaron directamente un condensado molecular de Bose-Einstein creado únicamente ajustando la fuerza de interacción de átomos en un gas Fermi ultrafrío mediante una resonancia de Feshbach. Pudo observar las transiciones del gas entre el estado de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) y el condensado de Bose-Einstein.

En 2008, Jin y su equipo desarrollaron una técnica análoga a la espectroscopia de fotoemisión con resolución de ángulo (ARPES), que les permitió medir las excitaciones de su gas degenerado con resolución tanto de energía como de momento. Utilizaron este enfoque para estudiar la naturaleza del emparejamiento de fermiones en el cruce BCS-BEC, el mismo sistema que su grupo había explorado por primera vez en 2003. Estos experimentos proporcionaron la primera evidencia experimental de una pseudobrecha en el cruce BCS-BEC.

Jin continuó avanzando en las fronteras de la ciencia ultrafría cuando ella y su colega, Jun Ye, lograron enfriar moléculas polares que poseen un gran momento dipolar eléctrico a temperaturas ultrafrías, también en 2008. En lugar de enfriar directamente moléculas polares, crearon un gas de átomos ultrafríos y luego los transformó en moléculas dipolares de forma coherente. Este trabajo condujo a conocimientos novedosos sobre las reacciones químicas cercanas al cero absoluto. Pudieron observar y controlar moléculas de potasio-rubidio (KRb) en el estado de energía más bajo (estado fundamental). Incluso pudieron observar moléculas chocando, rompiéndose y formando enlaces químicos. El marido de Jin, John Bohn, especializado en la teoría de las colisiones atómicas ultrafrías, colaboró con ella en este trabajo.

Honores y premios

Jin fue miembro electo de la Academia Nacional de Ciencias (2005) y miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (2007).

Jin ganó varios premios prestigiosos, entre ellos:

• 2001, NIST Premio Samuel W. Stratton
• 2000, Premio Presidencial de Carrera Temprana en Ciencia e Ingeniería
• 2002, Premio Maria Goeppert-Mayer
• Premio de la Academia Nacional de Ciencias a las iniciativas de investigación
• 2003, MacArthur Fellowship "genius grant"
• 2003, Arthur S. Flemming Award (Categoría científica)
• 2004, Service to America Medal: Science and the Environment
• 2004, Scientific American's "Líder de investigación del año"
• 2005, American Physical Society, I.I. Rabi Prize
• 2006, Premio Fundación Bonfils-Stanton en Ciencia y Medicina
• 2008, La Medalla Benjamin Franklin en Física
• 2009, Sigma Xi, The William Proctor Prize for Scientific Achievement
• 2011, Gold Medal, NIST, Department of Commerce
• 2013, L'Oréal-UNESCO Premio a Mujeres en Ciencia Laureate para América del Norte
• 2014, The Institute of Physics Isaac Newton Medal
• 2014, Premio Comstock en Física, "para un reciente descubrimiento o investigación innovador en electricidad, magnetismo o energía radiante".
• 2014, “Mentes Científicas Influenciales de 2014,” con Jun Ye, liberado de Thomson Reuters

Después de su fallecimiento, la Sociedad Estadounidense de Física cambió el nombre de su prestigioso premio para estudiantes de posgrado DAMOP en honor a Deborah Jin para reconocer su impacto en el campo de la física atómica, molecular y óptica.

Vida personal

Jin se casó con John Bohn y tuvo una hija. Jin murió de cáncer el 15 de septiembre de 2016 en Boulder, Colorado.