çóçìɽˮBBS ¡ú ¿ÆÑ§¼¼Êõ ¡ú ÎïÀí ¡ú µ¥ÎÄÇøÎÄÕÂÔĶÁ

µ¥ÎÄÇøÎÄÕÂÔĶÁ [·µ»Ø]
·¢ÐÅÈË: leader (kikizh), ÐÅÇø: Physics
±ê  Ìâ: Re: ¹â×ÓÖ»Óë×Ô¼º¸ÉÉæÂð£¿
·¢ÐÅÕ¾: BBS çóçìɽˮվ (Sat Mar  8 17:14:28 2008)

Obituary:  Leonard Mandel (1927¨C2001)
G. S. Agarwal1 and Z. Y. Ou2


Pioneer in quantum approaches to light
Leonard Mandel, one of the founding fathers of quantum optics, died at his hom
e on 9 February at the age of 73. Our generation of optical scientists grew up
 learning from Mandel's work: quite literally, he showed us the light by openi
ng up many new avenues of research. He was an elegant experimentalist and a ce
lebrated theorist. Echoes of his unmistakable slow but clear voice will contin
ue to remind us of the contributions of this remarkable man.

Mandel was born in Berlin, but moved to Britain when he was a boy. He was educ
ated at the University of London, studying cosmic rays for his PhD, which was 
awarded in 1951. After a short spell in industry, Mandel took up an academic p
ost at Imperial College, London. It was the investigation of cosmic rays that 
eventually led him to discover what is today known as Mandel's photon-counting
 formula, which relates the statistical properties of arbitrary optical fields
 to those of photoelectrons detected experimentally. Mandel worked throughout 
his career to perfect the photon-counting technique for studying a variety of 
optical fields, from the thermal light of a candle to sophisticated quantum so
urces. In the 1960s, this work enabled physicists to understand the statistica
l properties of lasers operating under different pumping conditions. Such stud
ies gave support to the quantum theory of the laser.

Mandel performed his first major experiment at Imperial, its simplicity in des
ign becoming one of his trademarks. The result, typically, was counterintuitiv
e. The experiment showed how interference between independent photon beams can
 be observed and that such a possibility is permitted by quantum physics. His 
demonstration of two-photon interference followed. This was an experiment that
 laid the foundation for later work on quantum entanglement, a concept of stat
e superposition first introduced by Erwin Schrödinger.

In 1964 Mandel settled permanently in Rochester, New York, having been persuad
ed to move there by Emil Wolf. Wolf and Mandel wrote several notable papers to
gether, and also organized the Rochester Conferences on Quantum Optics, which 
laid the foundations of the field and continue to this day. It was at one of t
he early conferences that debate really began to heat up on the need for a qua
ntum theory of light, and Mandel started to devote much of his research to sea
rching for the subtle differences between the classical and quantum descriptio
ns of light.

Applying a mixture of theory and experiment, Mandel and colleagues revealed se
veral uniquely quantum-mechanical properties of light. In 1977, for instance, 
his group observed the 'photon anti-bunching' effect, in which photons from a 
single two-level atom illuminated by a resonant laser can never be emitted in 
pairs or more, providing confirmation of a 'quantum jump'. This was followed b
y the demonstration of sub-poissonian photon statistics, which mean that fluct
uations in the photon number of an optical field are smaller than would be exp
ected for random events, such as the fall of raindrops. These were the first r
eported observations of 'non-classicality' requiring a full quantum descriptio
n of light, and they changed our perspective on light.

Photon interference was the hallmark of Mandel's work. In the 1980s his group 
carried out a series of ground-breaking yet ingeniously simple experiments to 
demonstrate the quantum entanglement of photons and, subsequently, the non-loc
ality of quantum mechanics through violations of Bell's inequalities in the Ei
nstein¨CPodolsky¨CRosen paradox. These studies set the ball rolling for a larg
e number of experiments world wide dealing with the foundations of quantum mec
hanics, and for newer developments such as quantum teleportation, quantum encr
yption, and cryptography for quantum-information processing.

As he entered his seventh decade, Mandel was still as productive as ever in ad
dressing some of the fundamentals of physics. One of the problems that bothere
d Paul Dirac, the founder of quantum electrodynamics, was how to define the ph
ase of a quantized electromagnetic field: phase is crucial in understanding al
l interference phenomena. The answer remained elusive until the early 1990s, w
hen Mandel introduced the concept of measurable phase, and actually measured t
he phase characteristics of a quantized field.

In this same period he demonstrated the non-existence of a pilot wave, which i
s at the heart of de Broglie's wave interpretation of quantum mechanics. And i
n another conceptually straightforward but mind-boggling experiment, Mandel an
d his students demonstrated the complementarity of light ¡ª that is, its behav
iour as either a wave or a particle in different circumstances. It was, of cou
rse, known that placing a detector in its path could change the behaviour of l
ight. But Mandel found that an experimental set up that merely has the possibi
lity of making a measurement, even if only in principle, could bring that chan
ge about: no actual measurement is required.

Mandel was a private but generous person. Discussions with him were invariably
 inspiring, often leading to fresh ideas, as we ourselves can attest. Although
 his voice was weakened by illness, Mandel's mind remained as sharp as ever. O
nly a few months before his death, he and his colleagues published a paper on 
squeezing the quantum noise in atomic spin, an approach which may lead to enta
ngled states of atoms.

As well as being a world-class researcher, Mandel was a great teacher. Many of
 his 39 PhD students became leaders in their fields: Jeff Kimble, for instance
, with whom Mandel discovered the photon anti-bunching effect, is working at t
he forefront of the new field of quantum information science, which is based o
n the concept of quantum entanglement. The field that Mandel opened up, and to
 which he made so many contributions, has begun to have an impact on the infor
mation age in which we now live. His legacy is to have provided the inspiratio
n for the next generation of researchers pursuing a deeper understanding of th
e fundamental laws of nature and their applications.


¡¾ ÔÚ leader (kikizh) µÄ´ó×÷ÖÐÌáµ½: ¡¿
: dirac¶ÔÁ¿×ÓÁ¦Ñ§µÄ½¨Á¢¹±Ï׺ܴó£¬Óб¾Á¿×ÓÁ¦Ñ§±»ÓþΪBible£¬·´ÕýÎÒʦµÜÕû¸öÑÐÒ»..
: ²»¿´£¬¾Í¿´ÄǸöÁË¡£
: ²»¹ýÈκÎÈ˶¼¿ÉÄÜ·¸´í£¬¶¼»áÊÜʱ´úµÄ¾ÖÏÞ¡£diracµÄÁ¿×ÓÁ¦Ñ§ÀïÓиöºÜÁ˲»ÆðµÄ´íÎ..
: ...................



--
ÓÐÏÞµÄÉúÃü£¬Ö»¶Á¾­µäµÄÎÄÕÂ

limited life for classic papers

¡ù À´Ô´:¡¤çóçìɽˮBBSÕ¾ http://bbs.whu.edu.cn¡¤[FROM: 159.226.37.*]
[·µ»Øµ¥ÎÄÇøÄ¿Â¼]

Î人´óѧBBS çóçìɽˮվ All rights reserved.
wForum , Ò³ÃæÖ´ÐÐʱ¼ä£º17.210ºÁÃë