Ronald N. Bracewell - Ronald N. Bracewell

Ronald Newbold Bracewell AO (22 de julio de 1921 - 12 de agosto de 2007) fue Profesor Lewis M. Terman de Ingeniería Eléctrica del Laboratorio de Espacio, Telecomunicaciones y Radiociencia de la Universidad de Stanford .

Educación

Bracewell nació en Sydney, en 1921, y se educó en Sydney Boys High School . Se graduó de la Universidad de Sydney en 1941 con la licenciatura en matemáticas y física, luego recibió los grados de BE (1943) y ME (1948) con honores de primera clase , y mientras trabajaba en el Departamento de Ingeniería se convirtió en el presidente de la Sociedad Oxométrica . Durante la Segunda Guerra Mundial diseñó y desarrolló equipos de radar de microondas en el Laboratorio de Radiofísica de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth, Sydney, bajo la dirección de Joseph L. Pawsey y Edward G. Bowen y de 1946 a 1949 fue estudiante de investigación en Sidney Sussex. College , Cambridge , se dedicó a la investigación ionosférica en el Laboratorio Cavendish , donde en 1949 recibió su doctorado en física con JA Ratcliffe .

Carrera profesional

Desde octubre de 1949 hasta septiembre de 1954, el Dr. Bracewell fue un oficial superior de investigación en el Laboratorio de Radiofísica del CSIRO , Sydney, y se ocupó de la propagación de ondas muy largas y la radioastronomía . Luego dio una conferencia en radioastronomía en el Departamento de Astronomía de la Universidad de California, Berkeley , desde septiembre de 1954 hasta junio de 1955 por invitación de Otto Struve , y en la Universidad de Stanford durante el verano de 1955, y se unió a la facultad de Ingeniería Eléctrica en Stanford en Diciembre de 1955.

En 1974 fue nombrado primer profesor y becario Lewis M. Terman de Ingeniería Eléctrica (1974-1979). Aunque se retiró en 1979, continuó activo hasta su muerte.

Contribuciones y honores

El profesor Bracewell fue miembro de la Royal Astronomical Society (1950), miembro y miembro vitalicio del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (1961), miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (1989) y fue miembro de otros sociedades y organizaciones importantes.

Por sus contribuciones experimentales al estudio de la ionosfera por medio de ondas de muy baja frecuencia, el Dr. Bracewell recibió el premio Duddell de la Institución de Ingenieros Eléctricos de Londres en 1952. En 1992 fue elegido miembro asociado extranjero del Instituto de Medicina de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. (1992), el primer australiano en lograr esa distinción, por sus contribuciones fundamentales a las imágenes médicas. Fue uno de los tres homenajeados de la Universidad de Sydney cuando se instituyeron los premios de exalumnos en 1992, con una mención por escaneo cerebral, y recibió en 1994 la medalla Heinrich Hertz del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos por su trabajo pionero en síntesis de apertura de antenas y reconstrucción de imágenes. aplicado a la radioastronomía y a la tomografía asistida por ordenador. En 1998, el Dr. Bracewell fue nombrado Oficial de la Orden de Australia (AO) por sus servicios a la ciencia en los campos de la radioastronomía y la reconstrucción de imágenes.

En el Laboratorio de Radiofísica de CSIRO, el trabajo que en 1942-1945 se clasificó apareció en una docena de informes. Las actividades incluyeron diseño, construcción y demostración de equipo de modulación de voz para un magnetrón de 10 cm (julio de 1943), un oscilador de triodo de microondas a 25 cm usando resonadores de cavidad cilíndrica, equipo diseñado para radar de microondas en uso de campo (medidor de ondas, caja de eco, termistor medidor de potencia, etc.) y técnica de medición de microondas. La experiencia con el cálculo numérico de campos en cavidades condujo, después de la guerra, a la obtención del título de Maestría en Ingeniería (1948) y la publicación definitiva sobre discontinuidades escalonadas en líneas de transmisión radiales (1954).

Mientras estuvo en el Laboratorio Cavendish, Cambridge (1946-1950), Bracewell trabajó en la observación y la teoría de la ionización de la atmósfera superior, contribuyendo a la técnica experimental (1948), explicando los efectos solares (1949) y distinguiendo dos capas debajo de la capa E (1952). , obra reconocida por Duddell Premium.

Mientras estaba en Stanford, el profesor Bracewell construyó un espectroheliógrafo de microondas (1961), un radiotelescopio que comprende 32 platos de 10 pies dispuestos en una cruz, que produjo mapas de temperatura diaria del sol de manera confiable durante once años, la duración de un ciclo solar. El primer radiotelescopio que dio salida automáticamente en forma impresa y, por lo tanto, capaz de ser difundido en todo el mundo por teleimpresora, sus mapas meteorológicos solares diarios recibieron el reconocimiento de la NASA para respaldar el primer aterrizaje tripulado en la luna. Posteriormente, se construyeron cinco platos más grandes de 60 pies en el mismo sitio, y finalmente se retiraron en 2006 después de los esfuerzos para preservar el sitio. Bracewell fue entrevistado durante la destrucción de los platos.

Muchos artículos fundamentales sobre restauración (1954-1962), interferometría (1958-1974) y reconstrucción (1956-1961) aparecieron junto con artículos instrumentales y de observación. En 1961, las técnicas de calibración de radiointerferómetro desarrolladas para el espectroheliógrafo permitieron por primera vez que un sistema de antena, con un haz de abanico de 52 pulgadas, igualara la resolución angular del ojo humano en una observación. Con este haz, los componentes de Cygnus A , espaciados 100 pulgadas, se pusieron directamente en evidencia sin la necesidad de observaciones repetidas con interferometría de síntesis de apertura de espaciado variable .

El núcleo de la fuente extragaláctica Centaurus A se resolvió en dos componentes separados cuyas ascensiones rectas se determinaron con precisión con un haz de abanico de 2,3 minutos a 9,1 cm. Sabiendo que Centaurus A fue compuesto, Bracewell utiliza el haz de 6,7 minutos de la Parkes Observatorio 64 m telescopio de radio en 10 cm para determinar las declinaciones separadas de los componentes y, al hacerlo fue el primero en observar fuerte polarización en una fuente extragaláctica (1962 ), un descubrimiento de importancia fundamental para la estructura y el papel de los campos magnéticos astrofísicos. Las observaciones posteriores realizadas en Parkes por otros observadores con haces de 14 minutos y más anchos a 21 cm y longitudes de onda más largas, aunque no resolvieron los componentes, fueron compatibles con la dependencia esperada de la rotación de Faraday si los campos magnéticos fueran el agente polarizador. ${\ Displaystyle \ lambda ^ {2}}$

Un segundo radiotelescopio importante (1971) que emplea conceptos avanzados para lograr una resolución angular de 18 segundos de arco fue diseñado y construido en Stanford y aplicado a estudios tanto solares como galácticos. Las técnicas de calibración para esta resolución de vanguardia pasaron a ser de uso general en interferometría de radio a través de los alumnos.

Tras el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo :

• Se estableció un límite de observación notable de 1,7 milikelvins, con una importancia teórica considerable para la cosmología, en la anisotropía en colaboración con el estudiante de doctorado EK Conklin (1967), y no se mejoró durante muchos años.
• la teoría correcta de un observador relativista en un recinto de cuerpo negro (1968) fue dada en el primero de varios artículos por varios autores obteniendo el mismo resultado
• El movimiento absoluto del Sol a 308 km / sa través de la radiación cósmica de fondo fue medido por Conklin en 1969, algunos años antes de la confirmación independiente.

Con el advenimiento de la era espacial, Bracewell se interesó en la mecánica celeste , hizo observaciones de la emisión de radio del Sputnik 1 y proporcionó a la prensa gráficos precisos que predecían la trayectoria de los satélites soviéticos, que eran perfectamente visibles, si se sabía cuándo y dónde. mirar. Tras el desconcertante desempeño del Explorer I en órbita, publicó la primera explicación (1958–59) de la inestabilidad de giro observada de los satélites, en términos del movimiento de Poinsot de un cuerpo no rígido con fricción interna. Grabó las señales de los Sputniks I, II y III y las discutió en términos del giro del satélite, la polarización de la antena y los efectos de propagación del medio ionizado, especialmente el efecto Faraday.

Más tarde (1978, 1979) inventó un interferómetro infrarrojo de dos elementos giratorio y nulo , adecuado para el lanzamiento de transbordadores espaciales a una órbita cerca de Júpiter , con una resolución de milisegundos de arco, que podría conducir al descubrimiento de planetas alrededor de estrellas distintas del sol . Este concepto fue elaborado en 1995 por Angel y Woolf, cuya versión de estación espacial con doble anulación de cuatro elementos se convirtió en Terrestrial Planet Finder (TPF), el candidato de la NASA para obtener imágenes de configuraciones planetarias de otras estrellas.

Las imágenes en astronomía llevaron a la participación en el desarrollo de la tomografía de rayos X asistida por computadora, donde los escáneres comerciales reconstruyen imágenes tomográficas utilizando el algoritmo desarrollado por Bracewell para la reconstrucción radioastronómica a partir de escaneos de haz de abanico. Este corpus de trabajo ha sido reconocido por el Instituto de Medicina, un premio de la Universidad de Sydney y la medalla Heinrich Hertz. El servicio en la junta editorial fundadora de la Revista de tomografía asistida por computadora , a la que también contribuyó con publicaciones, y en las juntas asesoras científicas de las compañías de instrumentación médica mantuvo el interés de Bracewell en las imágenes médicas, que se convirtió en una parte importante de sus conferencias regulares de posgrado sobre imágenes, y forma una parte importante de su texto de 1995 sobre imágenes.

La experiencia con la óptica, la mecánica y el control de radiotelescopios llevó a involucrarse con la energía solar termofotovoltaica en el momento de la crisis energética, incluida la fabricación de reflectores paraboloidales sólidos y perforados de bajo costo por inflado hidráulico.

Bracewell también es conocido por ser el primero en proponer el uso de sondas espaciales interestelares autónomas para la comunicación entre civilizaciones alienígenas como una alternativa a los diálogos de transmisión por radio. Este concepto hipotético ha sido denominado sonda Bracewell en honor a su inventor.

análisis de Fourier

Como consecuencia de relacionar las imágenes con el análisis de Fourier , en 1983 descubrió una nueva factorización de la matriz de transformada de Fourier discreta que condujo a un algoritmo rápido para el análisis espectral. Este método, que tiene ventajas sobre el rápido algoritmo de Fourier, especialmente para imágenes, se trata en The Hartley Transform (1986), en la patente estadounidense 4.646.256 (1987, ahora de dominio público), y en más de 200 artículos técnicos de varios autores que fueron estimulados por el descubrimiento. Los métodos analógicos para crear un plano de transformada de Hartley primero con luz y luego con microondas se demostraron en el laboratorio y permitieron la determinación de la fase electromagnética mediante el uso de detectores de ley cuadrada . Se descubrió una nueva representación de señal elemental, la transformada de Chirplet (1991) que complementa las representaciones de señal elemental de Gabor utilizadas en el análisis espectral dinámico (con la propiedad de cumplir con el mínimo de duración de ancho de banda asociado con el principio de incertidumbre ). Este avance abrió un nuevo campo de espectros dinámicos adaptativos con una amplia aplicación en el análisis de información.

Otros intereses

El reloj de sol hecho por Bracewell y su hijo, ahora en el edificio Huang

Vista más cercana del reloj de sol de los Bracewell, al sol, alrededor de la 1 pm, unas semanas después del solsticio de invierno

La placa original del reloj de sol, ahora debajo del reloj de sol en el edificio Huang.

El profesor Bracewell estaba interesado en transmitir una apreciación del papel de la ciencia en la sociedad al público, en mitigar los efectos del analfabetismo científico en la toma de decisiones públicas a través del contacto con grupos de exalumnos y en la educación universitaria liberal en el marco del Programa del Curso de Astronomía y el programa de Cultura Occidental en Valores, Tecnología, Ciencia y Sociedad, en los que enseñó durante algunos años. Dio la Conferencia Bunyan de 1996 sobre El destino del hombre .

También estaba interesado en los árboles del campus de Stanford y publicó un libro sobre ellos. También enseñó un seminario de pregrado titulado I Dig Trees.

Bracewell también fue diseñador y constructor de relojes de sol . Él y su hijo Mark Bracewell construyeron uno en el lado sur del Terman Engineering Building; después de que ese edificio fuera demolido, se encontró un nuevo hogar para el reloj de sol, con la misma orientación, en el Centro de Ingeniería Jen-Hsun Huang . Construyó otro reloj de sol en la casa de su hijo y otro en la terraza de la casa del profesor John G. Linvill . El reloj de sol de radio Bracewell en el Very Large Array fue construido en su honor.

Publicaciones Seleccionadas

• Bracewell, Ronald N. y Pawsey, JL, Radio Astronomy (Oxford, 1955) (también traducido al ruso y reimpreso en China)
• Bracewell, Ronald N., Interferometría de radio de fuentes discretas (Actas de la IRE, enero de 1958)
• Bracewell, Ronald N., ed., Simposio de París sobre Radioastronomía, Simposio de la IAU núm. 9 y Simposio URSI núm. 1, celebrada del 30 de julio de 1958 al 6 de agosto de 1958 (Stanford Univ. Press, Stanford, CA, 1959) (también traducido al ruso)
• El profesor Bracewell tradujo Radioastronomía , por JL Steinberg y J. Lequeux, (McGraw-Hill, 1963) del francés.
• Bracewell, Ronald N. (junio de 1999) [1985, 1978, 1965]. La transformada de Fourier y sus aplicaciones (3 ed.). McGraw-Hill . ISBN 978-0-07303938-1. (NB. Segunda edición también traducida al japonés y al polaco).
• Bracewell, Ronald N., Árboles en el campus de Stanford (Stanford: Samizdat, 1973)
• Bracewell, Ronald N., The Galactic Club: Intelligent Life in Outer Space (Portable Stanford: Alumni Association, 1974) (también traducido al holandés, japonés e italiano)
• Bracewell, Ronald N. (1986). La transformación de Hartley . Serie de Ciencias de la Ingeniería de Oxford. 19 (1 ed.). Nueva York: Oxford University Press, Inc. ISBN 0-19-503969-6. (NB. También traducido al alemán y al ruso).
• Bracewell, Ronald N., Imagen bidimensional (Prentice-Hall, 1995)
• Bracewell, Ronald N., Análisis e imágenes de Fourier (Plenum, 2004)
• Bracewell, Ronald N., Trees of Stanford and Environs (Sociedad histórica de Stanford, 2005)

Contribuciones del capítulo

Bracewell ha contribuido con capítulos para:

• Libro de texto de la Teoría del Resonador de Cavidad y Transmisión de Microondas Radar , ed. EG Bowen, 1946
• Avances en la rotación de satélites de ciencias astronáuticas , ed. H. Jacobs, 1959
• Los mapas de ruido de corrección del espectro de ruido de radio para el ancho de haz, ed. DH Menzel, 1960
• Física moderna para el ingeniero de radioastronomía, ed. L. Ridenour y W. Nierenberg , 1960
• Métodos estadísticos en la teoría de la tolerancia de la antena de propagación de ondas de radio , ed. WC Hoffman, 1960
• Avances en estudios geofísicos por satélite de la ionización en el espacio por radio, ed. HE Landsberg, 1961 (OK Garriott y Ronald N. Bracewell)
• Handbuch der Physik Radio Astronomy Techniques, ed. S. Flugge, 1962
• Encyclopedia of Electronics Extraterrestrial Radio Noise , ed. C. Susskind, 1962
• Transmisiones de radio de estrellas y galaxias desde las profundidades del espacio, ed. TL Page, 1962
• Antenas de circuitos y ondas de radio y procesamiento de datos, ed. S. Silver, 1963
• Luz y vida en el universo Life in the Galaxy, ed. ST Butler y H. Messel, 1964
• Telescopio Encyclopædia Britannica , Radio , 1967
• Vistas en Science The Microwave Sky, ed. David L. Arm, 1968
• El hombre en el espacio interior y exterior El sol (cinco capítulos), ed. H. Messel y ST Butler, 1968
• Reconstrucción de imágenes a partir de proyecciones: implementación y aplicaciones Reconstrucción de imágenes en radioastronomía, ed. G. Hermann, 1979
• Revisión anual de procesamiento de imágenes por computadora de astronomía y astrofísica , ed. G. Burbidge y col., 1979
• Energía para la supervivencia Cómo empezó todo, El hombre , el animal perezoso, y Energía de la luz solar, ed. H. Messel, 1979
• La vida en el universo Manifestaciones de civilizaciones avanzadas, ed. J. Billingham, 1981
• Extraterrestres: ¿Dónde están? Prelación de la Galaxia por la Primera Civilización Avanzada, ed. MH Hart y B. Zuckerman, 1982, 1995
• Transformaciones en el procesamiento de señales ópticas Inversión de Fourier de datos deficientes, ed. WT Rhodes, JR Fienup y BEA Saleh, 1984
• Los primeros años de la radioastronomía Los primeros trabajos sobre la teoría de la imagen en radioastronomía, ed. WT Sullivan, III, 1984
• Inversión indirecta de imágenes de visibilidades no planas, ed. JA Roberts, 1984
• Técnicas y aplicaciones de Fourier La vida de Joseph Fourier y Técnicas y aplicaciones de Fourier, ed. Precio de JF, 1985
• Anuario de ondas de ciencia y tecnología , 1996
• Enciclopedia de Física Aplicada de Fourier y otras transformaciones matemáticas 1997
• Cornelius Lanczos — Artículos publicados recopilados con comentarios La transformada rápida de Fourier y suavizado de datos por análisis y por ojo ed. WR Davis y col., 1999

Ver también

• cas (matemáticas)

Referencias

enlaces externos

• Perfil web de Stanford
• Aviso de muerte de Stanford