Дэвид Сноук - David Snoke

Дэвид В. Сноук
Научная карьера
ПоляФизика
УчрежденияПиттсбургский университет в Пенсильвания
Американское физическое общество

Дэвид В. Сноук это физика профессор Питтсбургский университет на кафедре физики и астрономии. В 2006 году он был избран Парень из Американское физическое общество «За новаторскую работу по экспериментальному и теоретическому пониманию динамических оптических процессов в полупроводниковых системах».[1] В 2004 году он написал скандальную статью с известными умный дизайн сторонник Майкл Бехе. В 2007 году его исследовательская группа первой сообщила Бозе-эйнштейновская конденсация поляритонов в ловушке.[2]Дэвид Сноук и физик-теоретик Джонатан Килинг недавно опубликовали статью, провозгласившую новую эру для конденсатов поляритонов, в которой говорится, что поляритоны, возможно, являются «... лучшей надеждой на использование странных эффектов квантовой конденсации и сверхтекучести в повседневных приложениях».[3]

Академическая карьера

Сноук получил степень бакалавра физики в Корнелл Университет и его докторскую степень по физике из Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн. Он работал на Аэрокосмическая корпорация и был приглашенным ученым и научным сотрудником в Институт Макса Планка.[4]

Его экспериментальные и теоретические исследования были сосредоточены на фундаментальных квантово-механических процессах в оптике полупроводников, то есть фазовых переходах электронов и дырок. Были сделаны два основных удара. Конденсация Бозе-Эйнштейна из экситоны[5][6][7][8][9] и поляритоны.[10][2] У него также были незначительные усилия в области числовой биологии, и он опубликовал на тему взаимодействия науки и теологии.

Бозе-эйнштейновская конденсация поляритонов.

Рисунок 1: Энергетическое распределение поляритонов в равновесии при различных плотностях. Сплошные линии соответствуют равновесному распределению Бозе-Эйнштейна. Два набора данных при самых высоких плотностях не соответствуют распределению Бозе-Эйнштейна, потому что они имеют конденсат, который сильно изменяется в своем распределении по импульсам из-за взаимодействий частиц. Из исх.[11]

В 2007 году исследовательская группа Сноука в Питтсбургский университет использовали напряжение для захвата поляритонов в ограниченных областях,[2] подобно тому, как атомы удерживаются в ловушках для Конденсация Бозе – Эйнштейна эксперименты. Наблюдение конденсации поляритонов в ловушке имело большое значение, поскольку поляритоны были смещены из пятна лазерного возбуждения, так что этот эффект нельзя было отнести к простому нелинейному эффекту лазерного света. Более поздние вехи от Сноука и его сотрудников включают демонстрацию четкой разницы между поляритонной конденсацией и стандартной генерацией,[12] показывающий квантованную циркуляцию поляритонного конденсата в кольце, [13] и первая наглядная демонстрация бозе-эйнштейновской конденсации поляритонов в равновесии [11] (см. рисунок 1) в сотрудничестве с группой Кита Нельсона в Массачусетском технологическом институте. До этого результата всегда наблюдались неравновесные поляритонные конденсаты. [14][15] Для общего обсуждения бозе-эйнштейновской конденсации поляритонов см. эта страница.

Неравновесная динамика

Основные вопросы о том, как системы, не находящиеся в равновесии, приближаются к равновесию («уравновешивание» или «термализация»), включают давние глубокие вопросы физики, иногда называемые термодинамическими «стрела времени, », И дебаты возвращаются к Больцман. В 1989 году Сноук одним из первых выполнил моделирование уравновешивания конденсата Бозе-Эйнштейна, используя численное решение квантовое уравнение Больцмана.[16] В 1994 году Сноук продемонстрировал согласие экспериментальных измерений распределения частиц с временным разрешением с решением квантового уравнения Больцмана.[17] В 2012 году он вместе с теоретиком Стивом Гирвином опубликовал основополагающую статью.[18] об обосновании Второго закона термодинамики на основе анализа квантового уравнения Больцмана, оказавшего влияние на философию Второго закона.[19] Другая работа Сноука включала неравновесную динамику электронной плазмы. [20] и переход Мотта от экситонного газа к электронно-дырочной плазме.[21]

Числовая биология

В 2004 году Сноук написал статью в соавторстве с Майкл Бехе, старший научный сотрудник Институт открытий с Центр науки и культуры, в научный журнал Белковая наука,[22] который получил широкую критику. Вкладом Сноука в статью стало приложение, в котором численные результаты подтверждались аналитическими расчетами, показывающими соответствующий степенной закон, а именно, что для новой особенности, требующей множественных нейтральных мутаций, время фиксации имеет сублинейную зависимость от размера популяции.

Бихи заявил, что результаты статьи подтверждают его представление о неснижаемой сложности, основанное на вычислении вероятности мутаций, необходимых для успеха эволюции. Однако опубликованная версия не затрагивает эту концепцию напрямую; согласно Бихи, все ссылки на неснижаемую сложность были удалены до публикации статьи по указанию рецензентов.[23] Майкл Линч написал ответ,[24] на что Бихи и Сноук ответили.[25] Белковая наука обсудили документы в редакционной статье.[26] Белковая наука получил письма, в которых «содержалось много пунктов несогласия со статьей Бихи и Сноука», в том числе следующие:[26]

  • Существенные различия в скорости фиксации мутаций происходят как между линиями, так и между сайтами белка в процессе эволюции. Это центральная концепция современной популяционной генетики [цитаты удалены]
  • Известно, что изменения в одном сайте вызывают изменения в скорости мутации и принятия в других сайтах белка, обычно называемые «компенсаторными» изменениями [цитаты удалены]
  • Рекомбинация сильно ускоряет скорость объединения независимых мутаций в нескольких сайтах и ​​прививки новых доменов с дополнительными функциями и сайтами взаимодействия с белками для создания новых способов действия или регулирования [цитаты удалены]
  • Отбор действует непрерывно, и кумулятивные эффекты, а не единичное сильно адаптивное изменение, являются основой эволюции согласно дарвиновской модели. Таким образом, промежуточные состояния также должны быть выбраны.

Предположения статьи подверглись резкой критике, а выводы, сделанные на основе математической модели, подверглись критике и опровержению:

  • В эссе статья подверглась критике за «чрезмерное упрощение процесса, приводящее к сомнительным выводам», что «[т] их предположения смещают их результаты в сторону более пессимистических цифр», включая одно предположение, которое «вероятно, ложно при любых обстоятельствах», другое это «вероятно, как правило, неверно» и предполагает «слишком высокий» уровень замен, который нарушил бы функцию белка. В нем делается вывод: «[и] по иронии судьбы, несмотря на эти ошибочные предположения, Бихи и Сноук показывают, что вероятность развития мелких многоостаточных особенностей чрезвычайно высока, учитывая типы организмов, к которым применима модель Бихи и Сноука».[27]
  • Более поздние исследования показывают, что модель Бихи и Сноука и даже реакция Линча, возможно, были «существенно недооценены» «скоростью получения адаптивной комбинации мутаций».[28]
  • Биохимический анализ вопроса поддержал ортодоксальную эволюционную точку зрения и отверг подход Бихи и Сноука как «неразумную модель, которая предполагает« прыжки в воздухе », такие как эволюция совершенно новых видов деятельности посредством множественных и одновременных замен аминокислот». .[29]

7 мая 2005 г. Бихи описал статью, представив аргументы в пользу неснижаемой сложности в своих показаниях на Канзасские слушания по эволюции.[30] На Китцмиллер против школьного округа Дувра в том же году на эту статью ссылались как Бехи, так и Скотт Миннич как поддержка разумного замысла. В своем постановлении Судья Джонс отметил, что «Обзор статьи показывает, что в ней не упоминается ни неснижаемая сложность, ни ID. Фактически, профессор Бихи признал, что исследование, которое составляет основу статьи, не исключает многих известных эволюционных механизмов и что исследование действительно может поддержать эволюционные пути, если использовать биологически реалистичный размер популяции ».[31]

В 2014 году Дэвид Сноук вместе с соавторами Джеффри Коксом и Дональдом Петчером опубликовал численное исследование эволюции новых структур в журнале Complexity.[32] Модель претендовала на решение фундаментальной проблемы компромисса между стоимостью разрешения новых структур, которые еще не функционируют, по сравнению с выгодой от возможной новой функции.

Наука и теология

Его книга, Библейский аргумент в пользу Древней Земли (Baker Books, 2006) был описан в обзоре профессора права Дэвида В. Опдербека в журнале American Scientific Affiliation. Перспективы науки и христианской веры как «преуспел [в] превосходном» в «установлении [], что точка зрения« дневного возраста »является действительной альтернативой для христиан, которые придерживаются библейской непогрешимости», но как «менее убедительны» в «доводе [] в пользу конкордиста понимание текстов Бытия и современной науки ».[33] Сноук был избран членом Американская научная принадлежность в 2006 году.[4]В 2014 году он опубликовал обзорную статью для Discovery Institute.[34] утверждая, что преобладающая парадигма современной системной биологии поддерживает перспективу разумного дизайна, а именно, что системные биологи обычно исходят из парадигмы «хорошего дизайна».

Библиография

  • Физика твердого тела: основные понятия, опубликованный Addison-Wesley (2008). ISBN  978-0-8053-8664-6
  • Библейский аргумент в пользу Древней Земли, опубликовано Baker Books (2006). ISBN  0-8010-6619-0
  • Естественная философия: физика и западная мысль, распространяется Access Research Network (2003).
  • Конденсация Бозе – Эйнштейна, опубликовано издательством Кембриджского университета (1996). ISBN  978-0-521-58990-1; ISBN  0-521-58990-8
  • Бозе-эйнштейновская конденсация экситонов и биэкситонов., опубликовано Cambridge University Press (1999). ISBN  978-0521580991; ISBN  0521580994
  • Универсальные темы конденсации Бозе-Эйнштейна, опубликовано Cambridge University Press (2017). ISBN  978-1107085695; ISBN  1107085691

внешняя ссылка

  • Snoke Lab - Официальный веб-сайт

Рекомендации

  1. ^ Архив (1995-настоящее время), Американское физическое общество
  2. ^ а б c Р. Балили; В. Хартвелл; Д.В. Сноук; Л. Пфайффер; К. Вест (2007). "Конденсация Бозе-Эйнштейна поляритонов микрорезонатора в ловушке". Наука. 316 (5827): 1007–10. Bibcode:2007Научный ... 316.1007B. Дои:10.1126 / наука.1140990. PMID  17510360. S2CID  2682022.
  3. ^ Дэвид Сноук; Джонатан Килинг (2017). «Новая эра поляритонных конденсатов». Физика сегодня. 70 (10): 54. Bibcode:2017ФТ .... 70j..54С. Дои:10.1063 / PT.3.3729. S2CID  125773659.
  4. ^ а б "Информационные бюллетени ASA, ноябрь / декабрь 2006 г." (PDF). Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  5. ^ Д.В. Сноук; W.W. Рюле; Ю.-К. Лу; Э. Баузер (1992). «Нетепловое распределение электронов в пикосекундной шкале времени в GaAs». Письма с физическими проверками. 68 (7): 990–993. Bibcode:1992ПхРвЛ..68..990С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.68.990. PMID  10046050.
  6. ^ Д.В. Сноук (1992). «Плотностная зависимость рассеяния электронов при низкой плотности». Физический обзор B. 50 (16): 11583–11591. Bibcode:1994ПхРвБ..5011583С. Дои:10.1103 / PhysRevB.50.11583. PMID  9975291.
  7. ^ Д.В. Сноук; Д. Браун; М. Кардона (1991). «Термализация носителей заряда в Cu2O: излучение фононов экситонами». Физический обзор B. 44 (7): 2991. Bibcode:1991ПхРвБ..44.2991С. Дои:10.1103 / PhysRevB.44.2991. PMID  9999890.
  8. ^ Д.В. Сноук; Дж. Д. Кроуфорд (1995). «Гистерезис перехода Мотта между плазмой и изолирующим газом». Физический обзор E. 52 (6): 5796–5799. arXiv:cond-mat / 9507116. Bibcode:1995PhRvE..52.5796S. Дои:10.1103 / PhysRevE.52.5796. PMID  9964092.
  9. ^ Д.В. Сноук (2008). «Гистерезис перехода Мотта между плазмой и изолирующим газом». Твердотельные коммуникации. 146 (1): 73. arXiv:0709.1415. Bibcode:2008SSCom.146 ... 73S. Дои:10.1016 / j.ssc.2008.01.012.
  10. ^ З. Ворос; Д. Сноук; Л. Пфайффер; К. Вест (2006). "Захват экситонов в двумерном гармоническом потенциале в плоскости: экспериментальные доказательства уравновешивания непрямых экситонов". Письма с физическими проверками. 97 (1): 016803. Bibcode:2006ПхРвЛ..97а6803В. Дои:10.1103 / PhysRevLett.97.016803. PMID  16907396.
  11. ^ а б Ю.Н. Солнце; и другие. (2017). «Конденсация Бозе-Эйнштейна долгоживущих поляритонов в тепловом равновесии». Письма с физическими проверками. 118 (1): 016602. arXiv:1601.02581. Bibcode:2017ПхРвЛ.118а6602С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.118.016602. PMID  28106443.
  12. ^ Б. Нельсен; Р. Балили; Д.В. Сноук; Л. Пфайффер; К. Вест (2009). «Генерация и конденсация поляритонов: два различных перехода в GaAs-микрополостях с ловушками напряжений». Журнал прикладной физики. 105 (12): 122414–122414–5. Bibcode:2009JAP ... 105l2414N. Дои:10.1063/1.3140822.
  13. ^ G.Q. Лю; Д.В. Сноук; А. Дейли; Л. Пфайффер; К. Вест (2015). «Новый тип полуквантовой циркуляции в конденсате макроскопических поляритонов спинорных колец». Proc. Natl. Акад. Наука. 112 (9): 2676–81. arXiv:1402.4339. Bibcode:2015ПНАС..112.2676Л. Дои:10.1073 / pnas.1424549112. ЧВК  4352789. PMID  25730875.
  14. ^ См. Например; Т. Бирнс; На Ён Ким; Ю. Ямамото (2014). «Экситон = -поляритонные конденсаты». Природа Физика. 10 (11): 803. arXiv:1411.6822. Bibcode:2014НатФ..10..803Б. Дои:10.1038 / nphys3143.
  15. ^ Смотрите также; Д. Санвитто; С. Кена-Коэн (2016). «Дорога к поляритонным приборам». Материалы Природы. 15 (10): 1061–73. Bibcode:2016НатМа..15.1061С. Дои:10.1038 / nmat4668. PMID  27429208.
  16. ^ Д.В. Сноук; Дж. П. Вулф (1989). "Население-динамика бозе-газа, близкого к насыщению". Физический обзор B. 39 (7): 4030–4037. Bibcode:1989ПхРвБ..39.4030С. Дои:10.1103 / PhysRevB.39.4030. PMID  9948737.
  17. ^ Д.В. Сноук; Д. Браун; М. Кардона (1991). «Термализация носителей заряда в Cu_2O: излучение фононов экситонами». Физический обзор B. 44 (7): 2991. Bibcode:1991ПхРвБ..44.2991С. Дои:10.1103 / PhysRevB.44.2991. PMID  9999890.
  18. ^ Д.В. Сноук; G.Q. Лю; С.М. Гирвин (2012). «Основы второго начала термодинамики в квантовой теории поля». Анналы физики. 327 (7): 1825. arXiv:1112.3009. Bibcode:2012AnPhy.327.1825S. Дои:10.1016 / j.aop.2011.12.016.
  19. ^ Браун, Харви Р. (2017). «Раздел 8: Раз и навсегда: любопытная роль вероятности в гипотезе прошлого».
  20. ^ Д.В. Сноук (1992). «Плотностная зависимость рассеяния электронов при низкой плотности». Физический обзор B. 50 (16): 11583–11591. Bibcode:1994ПхРвБ..5011583С. Дои:10.1103 / PhysRevB.50.11583. PMID  9975291.
  21. ^ Д.В. Сноук (2008). «Прогнозирование порога ионизации носителей в возбужденных полупроводниках». Твердотельные коммуникации. 146 (1–2): 73–77. arXiv:0709.1415. Bibcode:2008SSCom.146 ... 73S. Дои:10.1016 / j.ssc.2008.01.012.
  22. ^ Майкл Бихи и Дэвид В. Сноук (2004). «Моделирование эволюции путем дупликации генов тех функций белка, которые требуют нескольких аминокислотных остатков». Белковая наука. 13 (10): 2651–2664. Дои:10.1110 / пс. 04802904. ЧВК  2286568. PMID  15340163.
  23. ^ Майкл Дж. Бихи, День 10, утренние свидетельские показания по делу Китцмиллер против школьного округа Дувр, стенограмма судебного заседания, страница 46 [1] В архиве 2008-08-20 на Wayback Machine
  24. ^ Майкл Линч (2005). «Простые эволюционные пути к сложным белкам». Белковая наука. 14 (9): 2217–2225. Дои:10.1110 / пс. 041171805. ЧВК  2253472. PMID  16131652.
  25. ^ Майкл Бехе; Дэвид В. Сноук (2005). "Ответ Майклу Линчу". Белковая наука. 14 (9): 2226–2227. Дои:10.1110 / л.с. 051674105. ЧВК  2253464.
  26. ^ а б Марк Хермодсон (2005). «Редакционные и позиционные статьи». Белковая наука. 14 (9): 2215–2216. Дои:10.1110 / л.с. 051654305. ЧВК  2253483.
  27. ^ Теория такая же, как и теория, Ян Ф. Масгрейв, Стив Руланд и Рид А. Картрайт, Talk Reason
  28. ^ Масел, Джоанна (март 2006 г.). «Скрытые генетические вариации обогащаются для потенциальных адаптаций». Генетика. 172 (3): 1985–1991. Дои:10.1534 / генетика.105.051649. ЧВК  1456269. PMID  16387877.
  29. ^ Африат, Ливнат; Синтия Рудвельдт; Джузеппе Манко; Дэн С. Тауфик (21 ноября 2006 г.). «Скрытая неразборчивость недавно идентифицированных микробных лактоназ связана с недавно дивергированной фосфотриэстеразой» (PDF). Биохимия. 45 (46): 13677. Дои:10.1021 / bi061268r. PMID  17105187.
  30. ^ "Kansas Evolution Hearings: Майкл Бихи и Джон Калверт". Получено 2008-03-10.
  31. ^ Китцмиллер против школьного округа Дувра, 400 F. Supp. 2d 707, 745 (M.D.Pa 20 декабря 2005 г.). , дело № 04cv2688, Постановление, стр.88
  32. ^ Дэвид В. Сноук; Джеффри Кокс; Дональд Плетчер (2014). «Субоптимальность и сложность эволюции». Сложность. 21 (1): 322–327. Bibcode:2015Cmplx..21a.322S. Дои:10.1002 / cplx.21566.
  33. ^ Опдербек, Дэвид В. (2007). «Обзор книги« Библейский случай древней Земли »'". Перспективы науки и христианской веры. Американская научная принадлежность.
  34. ^ Д.В. Сноук (2014). «Системная биология как исследовательская программа для интеллектуального дизайна». БИО-сложность. 2014 (3). Дои:10.5048 / BIO-C.2014.3. S2CID  54870446.