Katherine Freese

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Katherine Freese
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 (8. února 1957, Freiburg im Breisgau v Německu)[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 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 | editovat zdroj]

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 | editovat zdroj]

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 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 | editovat zdroj]

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 | editovat zdroj]

  • 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 | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

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 | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Katherine_Freese&oldid=23825922“