Ronald N. Bracewell - Ronald N. Bracewell

Ronald Newbold Bracewell AO (22 de julho de 1921 - 12 de agosto de 2007) foi o Lewis M. Terman Professor de Engenharia Elétrica do Laboratório de Engenharia Espacial, Telecomunicações e Radiosciência da Universidade de Stanford .

Educação

Bracewell nasceu em Sydney, em 1921, e foi educado na Sydney Boys High School . Ele se formou na University of Sydney em 1941 com o diploma de bacharelado em matemática e física, mais tarde recebendo os graus de BE (1943) e ME (1948) com honras de primeira classe , e enquanto trabalhava no Departamento de Engenharia tornou-se o Presidente da Sociedade oxométrica . Durante a Segunda Guerra Mundial, ele projetou e desenvolveu um equipamento de radar de microondas no Laboratório de Radiofísica da Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth, em Sydney, sob a direção de Joseph L. Pawsey e Edward G. Bowen e de 1946 a 1949 foi um estudante de pesquisa em Sidney Sussex College , Cambridge , engajou-se na pesquisa ionosférica no Laboratório Cavendish , onde em 1949 recebeu seu doutorado em física com JA Ratcliffe .

Carreira

De outubro de 1949 a setembro de 1954, o Dr. Bracewell foi um oficial sênior de pesquisa no Laboratório de Radiofísica do CSIRO , Sydney, preocupado com a propagação de ondas muito longas e radioastronomia . Ele então lecionou radioastronomia no Departamento de Astronomia da Universidade da Califórnia, Berkeley , de setembro de 1954 a junho de 1955 a convite de Otto Struve , e na Universidade de Stanford durante o verão de 1955, e ingressou no corpo docente de Engenharia Elétrica em Stanford em Dezembro de 1955.

Em 1974 foi nomeado o primeiro Lewis M. Terman Professor e Fellow em Engenharia Elétrica (1974–1979). Embora tenha se aposentado em 1979, ele continuou ativo até sua morte.

Contribuições e homenagens

O professor Bracewell foi Fellow da Royal Astronomical Society (1950), Fellow e membro vitalício do Institute of Electrical and Electronics Engineers (1961), Fellow da American Association for the Advancement of Science (1989), e foi Fellow com outro sociedades e organizações significativas.

Por contribuições experimentais ao estudo da ionosfera por meio de ondas de frequência muito baixa, o Dr. Bracewell recebeu o Prêmio Duddell do Institution of Electrical Engineers de Londres em 1952. Em 1992 foi eleito membro associado estrangeiro do Institute of Medicine of a US National Academy of Sciences (1992), o primeiro australiano a conseguir essa distinção, por contribuições fundamentais para a imagem médica. Ele foi um dos três homenageados da Universidade de Sydney quando os prêmios de ex-alunos foram instituídos em 1992, com uma citação para escaneamento do cérebro, e recebeu a medalha Heinrich Hertz do Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos pelo trabalho pioneiro em síntese de abertura de antena e reconstrução de imagem aplicado à radioastronomia e à tomografia assistida por computador. Em 1998, o Dr. Bracewell foi nomeado Oficial da Ordem da Austrália (AO) pelo serviço prestado à ciência nas áreas de radioastronomia e reconstrução de imagens.

No CSIRO Radiophysics Laboratory, o trabalho que foi classificado em 1942-1945 apareceu em uma dúzia de relatórios. As atividades incluíram projeto, construção e demonstração de equipamento de modulação de voz para um magnetron de 10 cm (julho de 1943), um oscilador triodo de micro-ondas a 25 cm usando ressonadores de cavidade cilíndrica, equipamento projetado para radar de micro-ondas em uso em campo (medidor de onda, caixa de eco, termistor medidor de potência, etc.) e técnica de medição de microondas. A experiência com computação numérica de campos em cavidades levou, após a guerra, ao grau de Mestre em Engenharia (1948) e à publicação definitiva sobre descontinuidades escalonadas em linhas de transmissão radial (1954).

Enquanto no Laboratório Cavendish, Cambridge (1946–1950), Bracewell trabalhou na observação e teoria da ionização da atmosfera superior, contribuindo para a técnica experimental (1948), explicando os efeitos solares (1949) e distinguindo duas camadas abaixo da camada E (1952) , trabalho reconhecido pelo Duddell Premium.

Enquanto estava em Stanford, o professor Bracewell construiu um espectroheliógrafo de microondas (1961), um radiotelescópio compreendendo 32 pratos de 10 pés dispostos em uma cruz, que produziu mapas diários de temperatura do sol de forma confiável por onze anos, a duração de um ciclo solar. O primeiro radiotelescópio a dar saída automaticamente na forma impressa e, portanto, capaz de disseminação mundial por teleimpressora, seus mapas meteorológicos solares diários receberam o reconhecimento da NASA pelo apoio ao primeiro pouso tripulado na lua. Posteriormente, cinco pratos maiores de 60 pés foram construídos no mesmo local e foram removidos em 2006 após esforços para preservar o local. Bracewell foi entrevistado durante a destruição dos pratos.

Muitos artigos fundamentais sobre restauração (1954–1962), interferometria (1958–1974) e reconstrução (1956–1961) apareceram junto com artigos instrumentais e observacionais. Em 1961, as técnicas de calibração de rádio-interferômetro desenvolvidas para o espectroheliógrafo permitiram que um sistema de antena, com feixe em leque de 52 polegadas, igualasse a resolução angular do olho humano em uma observação. Com este feixe os componentes do Cygnus A , espaçados de 100 polegadas, foram colocados diretamente em evidência, sem a necessidade de observações repetidas com interferometria de síntese de aberturas de espaçamento variável .

O núcleo da fonte extragalática Centaurus A foi resolvido em dois componentes separados cujas ascensões retas foram determinadas com precisão com um feixe em leque de 2,3 minutos a 9,1 cm. Sabendo que Centaurus A foi composta, Bracewell utilizado o feixe de 6,7 minutos Parkes Observatory 64 m radiotelescopio a 10 cm para determinar as declinações separadas dos componentes e ao fazê-lo foi o primeiro a observar forte polarização em uma fonte extragalactic (1962 ), uma descoberta de significado fundamental para a estrutura e o papel dos campos magnéticos astrofísicos. As observações subsequentes feitas em Parkes por outros observadores com feixes de 14 minutos e mais largos a 21 cm e comprimentos de onda mais longos, embora não resolvessem os componentes, eram compatíveis com a dependência esperada da rotação de Faraday se os campos magnéticos fossem o agente polarizador. ${\ displaystyle \ lambda ^ {2}}$

Um segundo grande radiotelescópio (1971) empregando conceitos avançados para atingir uma resolução angular de 18 segundos de arco foi projetado e construído em Stanford e aplicado a estudos solares e galácticos. As técnicas de calibração para esta resolução de ponta passaram ao uso geral em interferometria de rádio por meio de ex-alunos.

Após a descoberta da radiação cósmica de fundo :

• um notável limite observacional de 1,7 milikelvins, com considerável significado teórico para cosmologia, foi estabelecido na anisotropia em colaboração com o aluno de doutorado EK Conklin (1967), e não foi melhorado por muitos anos
• a teoria correta de um observador relativístico em um recinto de corpo negro (1968) foi dada no primeiro de vários artigos de vários autores, obtendo o mesmo resultado
• o movimento absoluto do Sol a 308 km / s através da radiação cósmica de fundo foi medido por Conklin em 1969, alguns anos antes da confirmação independente.

Com o advento da era espacial, Bracewell se interessou pela mecânica celeste , fez observações da emissão de rádio do Sputnik 1 e forneceu à imprensa gráficos precisos prevendo a trajetória dos satélites soviéticos, que eram perfeitamente visíveis, se você soubesse quando e onde olhar. Seguindo o desempenho intrigante do Explorer I em órbita, ele publicou a primeira explicação (1958–59) da instabilidade de rotação observada dos satélites, em termos do movimento de Poinsot de um corpo não rígido com atrito interno. Ele registrou os sinais dos Sputniks I, II e III e os discutiu em termos de rotação do satélite, polarização da antena e efeitos de propagação do meio ionizado, especialmente o efeito Faraday.

Mais tarde (1978, 1979), ele inventou um interferômetro infravermelho giratório, anulante e de dois elementos adequado para o lançamento de um ônibus espacial em uma órbita perto de Júpiter , com resolução de miliarcsegundos, que poderia levar à descoberta de planetas ao redor de outras estrelas além do sol . Este conceito foi elaborado em 1995 por Angel e Woolf, cuja versão da estação espacial com anulação dupla de quatro elementos se tornou o Terrestrial Planet Finder (TPF), candidato da NASA para imagens de configurações planetárias de outras estrelas.

As imagens em astronomia levaram à participação no desenvolvimento da tomografia de raios-x assistida por computador, onde scanners comerciais reconstroem imagens tomográficas usando o algoritmo desenvolvido por Bracewell para reconstrução radioastronômica a partir de varreduras em leque. Este corpus de trabalho foi reconhecido pelo Institute of Medicine, um prêmio da University of Sydney , e a medalha Heinrich Hertz. O serviço no conselho editorial fundador do Journal for Computer-Assisted Tomography , para o qual ele também contribuiu com publicações, e nos conselhos consultivos científicos de empresas de instrumentação médica manteve o interesse de Bracewell em imagens médicas, que se tornou uma parte importante de suas palestras regulares de graduação em imagem e constitui uma parte importante de seu texto de 1995 sobre imagem.

A experiência com a ótica, mecânica e controle de radiotelescópios levou ao envolvimento com a energia solar termofotovoltaica na época da crise energética, incluindo a fabricação de refletores parabolóides sólidos e perfurados de baixo custo por inflação hidráulica.

Bracewell também é conhecido por ser o primeiro a propor o uso de sondas espaciais interestelares autônomas para comunicação entre civilizações alienígenas como uma alternativa aos diálogos de transmissão de rádio. Este conceito hipotético foi apelidado de sonda Bracewell em homenagem a seu inventor.

Análise de Fourier

Como consequência de relacionar imagens com a análise de Fourier , em 1983 ele descobriu uma nova fatoração da matriz de transformada discreta de Fourier levando a um algoritmo rápido para análise espectral. Este método, que tem vantagens sobre o algoritmo rápido de Fourier, especialmente para imagens, é tratado em The Hartley Transform (1986), na Patente US 4.646.256 (1987, agora em domínio público), e em mais de 200 artigos técnicos de vários autores que foram estimulados pela descoberta. Métodos analógicos de criação de um plano de transformada de Hartley primeiro com luz e depois com microondas foram demonstrados em laboratório e permitiram a determinação da fase eletromagnética pelo uso de detectores de lei quadrada . Uma nova representação elementar do sinal, a transformada Chirplet , foi descoberta (1991) que complementa as representações elementares do sinal Gabor usadas na análise espectral dinâmica (com a propriedade de atender ao mínimo de duração da largura de banda associado ao princípio da incerteza ). Esse avanço abriu um novo campo de espectros dinâmicos adaptativos com ampla aplicação na análise de informações.

Outros interesses

O relógio de sol feito por Bracewell e filho, agora no edifício Huang

Visão mais próxima do relógio de sol de Bracewells, ao sol, por volta das 13h, algumas semanas após o solstício de inverno

A placa original para o relógio de sol, agora abaixo no relógio de sol no edifício Huang

O professor Bracewell estava interessado em transmitir ao público uma apreciação do papel da ciência na sociedade, em mitigar os efeitos do analfabetismo científico na tomada de decisão pública por meio do contato com grupos de ex-alunos, e na educação liberal de graduação no âmbito do Programa de Curso de Astronomia e o programa Cultura Ocidental em Valores, Tecnologia, Ciência e Sociedade, em que lecionou durante alguns anos. Ele deu a Palestra Bunyan de 1996 sobre O Destino do Homem .

Ele também estava interessado nas árvores do campus de Stanford e publicou um livro sobre elas. Ele também ministrou um seminário de graduação intitulado I Dig Trees.

Bracewell também foi um designer e construtor de relógios de sol . Ele e seu filho Mark Bracewell construíram um no lado sul do Terman Engineering Building; depois que esse prédio foi demolido, uma nova casa para o relógio de sol, na mesma orientação, foi encontrada no Centro de Engenharia Jen-Hsun Huang . Ele construiu outro relógio de sol na casa de seu filho e outro no convés da casa do professor John G. Linvill . O Bracewell Radio Sundial no Very Large Array foi construído em sua homenagem.

Publicações selecionadas

• Bracewell, Ronald N. e Pawsey, JL, Radio Astronomy (Oxford, 1955) (também traduzido para o russo e reimpresso na China)
• Bracewell, Ronald N., Radio Interferometry of Discrete Sources (Proceedings of the IRE, janeiro de 1958)
• Bracewell, Ronald N., ed., Paris Symposium on Radio Astronomy, IAU Symposium no. 9 e Simpósio URSI no. 1, realizada em 30 de julho de 1958 - 6 de agosto de 1958 (Stanford Univ. Press, Stanford, CA, 1959) (também traduzido para o russo)
• O Professor Bracewell traduziu a Radioastronomia , de JL Steinberg e J. Lequeux, (McGraw-Hill, 1963) do francês
• Bracewell, Ronald N. (junho de 1999) [1985, 1978, 1965]. A transformada de Fourier e suas aplicações (3 ed.). McGraw-Hill . ISBN 978-0-07303938-1. (NB. Segunda edição também traduzida para o japonês e polonês.)
• Bracewell, Ronald N., Trees on the Stanford Campus (Stanford: Samizdat, 1973)
• Bracewell, Ronald N., The Galactic Club: Intelligent Life in Outer Space (Portable Stanford: Alumni Association, 1974) (também traduzido para holandês, japonês e italiano)
• Bracewell, Ronald N. (1986). A transformação de Hartley . Oxford Engineering Science Series. 19 (1 ed.). Nova York: Oxford University Press, Inc. ISBN 0-19-503969-6. (NB. Também traduzido para alemão e russo.)
• Bracewell, Ronald N., Two-Dimensional Imaging (Prentice-Hall, 1995)
• Bracewell, Ronald N., Fourier Analysis and Imaging (Plenum, 2004)
• Bracewell, Ronald N., Trees of Stanford and Environs (Stanford Historical Society, 2005)

Contribuições do capítulo

Bracewell contribuiu com capítulos para:

• Textbook of Radar Microwave Transmission and Cavity Resonator Theory, ed. EG Bowen, 1946
• Advances in Astronautical Sciences Satellite Rotation, ed. H. Jacobs, 1959
• The Radio Noise Spectrum Correcting Noise Maps for Beamwidth, ed. DH Menzel, 1960
• Modern Physics for the Engineer Radio Astronomy, ed. L. Ridenour e W. Nierenberg , 1960
• Métodos estatísticos em Radio Wave Propagation Antenna Tolerance Theory, ed. WC Hoffman, 1960
• Advances in Geophysics Satellite Studies da Ionização no Espaço por Rádio, ed. HE Landsberg, 1961 (OK Garriott e Ronald N. Bracewell)
• Handbuch der Physik Radio Astronomy Techniques, ed. S. Flugge, 1962
• Encyclopedia of Electronics Extraterrestrial Radio Noise , ed. C. Susskind, 1962
• Stars and Galaxies Radio Broadcasts from the Depths of Space, ed. Página TL, 1962
• Radio Waves and Circuits Antenas e Processamento de Dados, ed. S. Silver, 1963
• Luz e Vida no Universo Vida na Galáxia, ed. ST Butler e H. Messel, 1964
• Encyclopædia Britannica Telescope, Radio , 1967
• Vistas em Science The Microwave Sky, ed. David L. Arm, 1968
• Man in Inner and Outer Space The Sun (Five Chapters), ed. H. Messel e ST Butler, 1968
• Reconstrução de imagens a partir de projeções: Implementação e Aplicações Image Reconstruction in Radio Astronomy, ed. G. Hermann, 1979
• Revisão anual de Astronomy and Astrophysics Computer Image Processing, ed. G. Burbidge et al., 1979
• Energy for Survival How It All Began, Man the Lazy Animal, and Energy from Sunlight, ed. H. Messel, 1979
• Life in the Universe Manifestations of Advanced Civilizations, ed. J. Billingham, 1981
• Extraterrestres: onde estão? Preempção da Galáxia pela Primeira Civilização Avançada, ed. MH Hart e B. Zuckerman, 1982, 1995
• Transformations in Optical Signal Processing Fourier Inversion of Deficient Data, ed. WT Rhodes, JR Fienup e BEA Saleh, 1984
• The Early Years of Radio Astronomy Early Work on Imaging Theory in Radio Astronomy, ed. WT Sullivan, III, 1984
• Indirect Imaging Inversion of Nonplanar Visibilidades, ed. JA Roberts, 1984
• Técnicas e Aplicações de Fourier A Vida de Joseph Fourier e Técnicas e Aplicações de Fourier, ed. JF Price, 1985
• Anuário de Ciência e Tecnologia Wavelets, 1996
• Enciclopédia de Física Aplicada de Fourier e Outras Transformadas Matemáticas 1997
• Cornelius Lanczos - Artigos publicados coletados com comentários The Fast Fourier Transform and Smoothing Data by Analysis and by Eye ed. WR Davis et al., 1999

Veja também

• cas (matemática)

Referências

links externos

• Stanford Web Profile
• Stanford Death Notice