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John Pendry

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John Pendry
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    Sir John Brian Pendry, FRS HonFInstP (nacido el 4 de julio de 1943[1][2][3]) es un físico teórico inglés conocido por su investigación en metamateriales y la creación de la primera «capa de invisibilidad» práctica. Es profesor de física teórica del estado sólido en el Imperial College de Londres, donde fue jefe del departamento de física (1998-2001) y rector de la facultad de ciencias físicas (2001-2002). Es miembro honorario del Downing College de Cambridge (donde realizó sus estudios de pregrado)[1] y miembro del IEEE.[cita requerida] Recibió el Premio Kavli en Nanociencia «por sus contribuciones transformadoras al campo de la nanoóptica que han roto creencias arraigadas sobre las limitaciones de los límites de resolución de la microscopía y la imagen óptica», junto con Stefan Hell y Thomas Ebbesen, en 2014.

    Educación

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    Pendry se educó en Downing College, Cambridge, donde se graduó con un Master of Arts en Ciencias Naturales y un doctorado en 1969.[4][5]

    Carrera

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    John Pendry nació en Manchester, donde su padre era representante de una compañía petrolera, y se licenció en Ciencias Naturales en el Downing College, Cambridge, tras lo cual fue nombrado investigador asociado entre 1969 y 1975. Trabajó en los Laboratorios Bell entre 1972 y 1973 y fue jefe del grupo de teoría en el SERC del Daresbury Laboratory de 1975 a 1981, año en que fue nombrado catedrático de física teórica en el Imperial College de Londres, donde permaneció el resto de su carrera. Prefiriendo la administración a la docencia, fue decano del Royal College of Science de 1993 a 1996, jefe del Departamento de Física de 1998 a 2001 y rector de la Facultad de Ciencias Físicas de 2001 a 2002. Es autor de más de 300 artículos de investigación y ha impulsado numerosas iniciativas experimentales.[2][6]

    Fue elegido miembro de la Royal Society en 1984 y en 2004 fue nombrado caballero en los Birthday Honours.[7][8] En 2008, se le dedicó un número de Journal of Physics: Condensed Matter en honor a su 65 cumpleaños. Está casado con Pat, una matemática a la que conoció en Cambridge y que llegó a ser inspectora de hacienda. No tienen hijos. Entre sus aficiones se encuentra tocar el piano.[6]

    Investigación

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    Pendry ha escrito o coescrito una amplia variedad de artículos[9][10][11][12][13][14] y varios libros.[15][16]

    La carrera investigadora de Pendry comenzó con su doctorado, que versó sobre la difracción de electrones de baja energía (low-energy electron diffraction, LEED),[4] una técnica para examinar la superficie de los materiales que se habían descubierto en la década de 1920, pero que esperaban a que el método de cálculo de resultados de Pendry se volviera práctico. Su supervisor, Volker Heine, observó que Pendry «es uno de los pocos estudiantes de investigación que he tenido que hizo cosas de forma independiente que yo nunca habría podido hacer por mí mismo». En Bell Labs, Pendry trabajó con Patrick Lee en espectroscopia de fotoelectrones para desarrollar la primera teoría cuantitativa de EXAFS, por la que recibió el Premio Dirac del Institute of Physics en 1996.[2]]

    Pendry observó que el problema de la fotoemisión era similar a su trabajo sobre LEED, lo cual fue importante dado que el sincrotrón de Daresbury estaba a punto de entrar en funcionamiento. Como jefe del grupo de teoría, publicó su teoría de la fotoemisión resuelta angularmente, que sigue siendo el modelo estándar en el campo. Estos métodos permitieron determinar la estructura de bandas de los electrones en sólidos y superficies con una precisión sin precedentes, y en 1980 propuso la técnica de fotoemisión inversa, que actualmente se utiliza de forma general para investigar los estados electrónicos desocupados.

    Mientras mantenía su posición como el principal físico teórico de superficies del Reino Unido, en el Imperial comenzó a estudiar el comportamiento de los electrones en medios desordenados y derivó una solución completa del problema general de dispersión en una dimensión y técnicas avanzadas para estudiar dimensiones superiores, que son relevantes para la conductividad de las biomoléculas. En 1994 publicó sus primeros artículos sobre estructuras de bandas fotónicas que permitieron descubrir la interacción de la luz con sistemas metálicos. Esto lo llevó a inventar la idea de los metamateriales . Actualmente, la idea de los metamateriales ha evolucionado desde su enfoque inicial en sistemas de ondas electromagnéticas u ópticass[12][13] —la primera etapa—, a otros sistemas de ondas[17] —la segunda etapa—, y se ha expandido aún más a sistemas de difusión[18][19][20] —la tercera etapa—. Las ecuaciones de control para estas tres etapas son completamente diferentes,[21][22] a saber, ecuaciones de Maxwell (un tipo de ecuación de onda para ondas transversales), otras ecuaciones de onda (utilizadas para describir tanto ondas longitudinales como transversales) y ecuaciones de difusión (utilizadas para describir procesos de difusión).

    Por lo tanto, desde la perspectiva de las ecuaciones de control, los investigadores hoy pueden dividir el campo de los metamateriales en tres ramas principales: metamateriales de ondas electromagnéticas/ópticas, otros metamateriales de onda, y metamateriales de difusión.

    Los metamateriales de difusión están diseñados para dominar diversas dinámicas de difusión, donde la longitud de difusión sirve como medida fundamental. Este parámetro fluctúa en el tiempo, pero no responde a alteraciones en la frecuencia. Por el contrario, los metamateriales de onda, diseñados para modificar diversos patrones de viaje de ondas, dependen de la longitud de onda de las ondas entrantes como su medida vital. A diferencia de la longitud de difusión, la longitud de onda permanece constante en el tiempo pero varía con los cambios de frecuencia. En su esencia, las medidas primarias de los metamateriales de difusión y de onda divergen significativamente, lo que resalta una conexión complementaria única entre los dos; se pueden encontrar más detalles en la Sección IB "Evolution of metamaterial physics" de la Ref.[21]

    Lente perfecta

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    Un artículo publicado en Physical Review Letters en el año 2000, que ampliaba el trabajo del científico ruso Victor Veselago y proponía un método sencillo para crear una lente con un enfoque teóricamente perfecto, se ha convertido en su trabajo más citado.[9] Inicialmente, recibió muchas críticas de quienes no podían creer que un artículo tan breve pudiera presentar una idea tan radical. Sin embargo, sus ideas fueron confirmadas experimentalmente y el concepto de superlente ha revolucionado la óptica a nanoescala.[2]

    Capa de invisibilidad

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    En 2006, concibió la idea de desviar la luz de tal forma que se pudiera crear un contenedor alrededor de un objeto, haciéndolo prácticamente invisible. Publicó un artículo junto con David R. Smith, de la Universidad de Duke, quien demostró la idea a la frecuencia de las microondas . Esta idea, conocida comúnmente como capa de invisibilidad, ha impulsado numerosos trabajos recientes en el campo de los metamateriales.[23] En 2009, él y Stefan Maier recibieron una importante subvención del Leverhulme Trust para desarrollar las ideas de lente perfecta y capa de invisibilidad en el rango óptico de la luz.[24]

    Premios y distinciones

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    Referencias

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    1. ↑ 1,0 1,1 «'PENDRY, Sir John (Brian)', Who's Who 2013, A & C Black, an imprint of Bloomsbury Publishing plc, 2013; online edn, Oxford University Press». 
    2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Inglesfield, J.; Echenique, P. (2008). «Sir John Pendry FRS». Journal of Physics: Condensed Matter 20 (30): 300301-300953. Bibcode:2008JPCM...20D0301I. S2CID 227150117. doi:10.1088/0953-8984/20/30/300301. hdl:10261/8438. 
    3. ↑ J.B. Pendry – Curriculum Vitae, archivado desde el original el 15 de agosto de 2009, consultado el 30 de septiembre de 2009 .
    4. ↑ 4,0 4,1 Pendry, John (1969). The application of pseudopotentials to low energy electron diffraction (Tesis de PhD). University of Cambridge. 
    5. ↑ The application of pseudopotentials to low energy electron diffraction (Aplicación de pseudopotenciales a la difracción de electrones de baja energía (Tesis). Volker Heine. 1970. 
    6. ↑ 6,0 6,1 Ahuja, Anjana (2012). «Leading Light». www.imperial.ac.uk. Consultado el 28 de diciembre de 2024. 
    7. ↑ «Knighthood for Imperial theoretical physicist in Birthday Honours list». imperial.ac.uk. Consultado el 12 de julio de 2012. 
    8. ↑ «Prof Sir John Pendry, FRS». Debretts. Consultado el 12 de julio de 2012. 
    9. ↑ 9,0 9,1 Pendry, J. B. (2000). «Negative Refraction Makes a Perfect Lens». Physical Review Letters 85 (18): 3966-3969. Bibcode:2000PhRvL..85.3966P. PMID 11041972. S2CID 25803316. doi:10.1103/PhysRevLett.85.3966. 
    10. ↑ Pendry, J. B.; Schurig, D.; Smith, D. R. (2006). «Controlling Electromagnetic Fields». Science 312 (5781): 1780-1782. Bibcode:2006Sci...312.1780P. PMID 16728597. S2CID 7967675. doi:10.1126/science.1125907. 
    11. ↑ Schurig, D.; Mock, J. J.; Justice, B. J.; Cummer, S. A.; Pendry, J. B.; Starr, A. F.; Smith, D. R. (2006). «Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies». Science 314 (5801): 977-980. Bibcode:2006Sci...314..977S. PMID 17053110. S2CID 8387554. doi:10.1126/science.1133628. 
    12. ↑ 12,0 12,1 Pendry, J.; Holden, A.; Stewart, W.; Youngs i, I. (1996). «Extremely Low Frequency Plasmons in Metallic Mesostructures». Physical Review Letters 76 (25): 4773-4776. Bibcode:1996PhRvL..76.4773P. PMID 10061377. doi:10.1103/PhysRevLett.76.4773. 
    13. ↑ 13,0 13,1 Pendry, J. B.; Holden, A. J.; Robbins, D. J.; Stewart, W. J. (1999). «Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena». IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 47 (11): 2075. Bibcode:1999ITMTT..47.2075P. doi:10.1109/22.798002. 
    14. ↑ Martín-Moreno, L.; García-Vidal, F.; Lezec, H.; Pellerin, K.; Thio, T.; Pendry, J.; Ebbesen, T. (2001). «Theory of Extraordinary Optical Transmission through Subwavelength Hole Arrays». Physical Review Letters 86 (6): 1114-1117. Bibcode:2001PhRvL..86.1114M. PMID 11178023. S2CID 17392720. arXiv:cond-mat/0008204. doi:10.1103/PhysRevLett.86.1114. 
    15. ↑ Pendry, J. (1974) Low Energy Electron Diffraction: The Theory and Its Application to Determination of Surface Structure (Techniques of physics). Academic Press Inc., U.S., ISBN 978-0-12-550550-5
    16. ↑ Pendry, J. (1987) Surface Crystallographic Information Service: A Handbook of Surface Structures. Springer, ISBN 978-90-277-2503-5
    17. ↑ Liu, Z. Y.; Zhang, X. X.; Mao, Y. W.; Zhu, Y. Y.; Yang, Z. Y.; Chan, C. T.; Sheng, P. (2000). «Locally resonant sonic materials». Science 289 (5485): 1734-1736. Bibcode:2000Sci...289.1734L. PMID 10976063. doi:10.1126/science.289.5485.1734. 
    18. ↑ Fan, C. Z.; Gao, Y.; Huang, J. P. (2008). «Shaped graded materials with an apparent negative thermal conductivity». Appl. Phys. Lett. 92 (25). Bibcode:2008ApPhL..92y1907F. doi:10.1063/1.2951600. 
    19. ↑ Chen, T. Y.; Weng, C.-N.; Chen, J.-S. (2008). «Cloak for curvilinearly anisotropic media in conduction». Appl. Phys. Lett. 93 (11). Bibcode:2008ApPhL..93k4103C. doi:10.1063/1.2988181. 
    20. ↑ Yang, F. B.; Huang, J. P. (2024). Diffusionics: Diffusion Process Controlled by Diffusion Metamaterials. Singapore: Springer. 
    21. ↑ 21,0 21,1 Yang, F. B.; Zhang, Z. R.; Xu, L. J.; Liu, Z. F.; Jin, P.; Zhuang, P. F.; Lei, M.; Liu, J. R.; Jiang, J.-H.; Ouyang, X. P.; Marchesoni, F.; Huang, J. P. (2024). «Controlling mass and energy diffusion with metamaterials». Rev. Mod. Phys. 96 (1). Bibcode:2024RvMP...96a5002Y. arXiv:2309.04711. doi:10.1103/RevModPhys.96.015002. 
    22. ↑ Zhang, Z. R.; Xu, L. J.; Qu, T.; Lei, M.; Lin, Z.-K.; Ouyang, X. P.; Jiang, J.-H.; Huang, J. P. (2023). «Diffusion metamaterials». Nat. Rev. Phys. 5 (4): 218. Bibcode:2023NatRP...5..218Z. S2CID 257724829. doi:10.1038/s42254-023-00565-4. 
    23. ↑ "Invisibility Cloak" by professor Sir John Pendry (video), Niels Bohr Institute, January 2008, archivado desde el original el 12 de junio de 2018, consultado el 12 de julio de 2012 .
    24. ↑ £4.9 million to develop metamaterials for 'invisibility cloaks' and 'perfect lenses', Imperial College London, 12 de noviembre de 2009 .
    25. ↑ Palmer, Jason (30 de junio de 2013). «Cloaking pioneer nets physics prize». BBC News. 
    26. ↑ Bhattacharjee, Yudhijit (29 de mayo de 2014). «Nine Scientists Share Three Kavli Prizes». 
    27. ↑ «Mozi Award - SPIE». spie.org. Consultado el 1 de septiembre de 2020. «in recognition of his eminent contributions to the development of perfect lens». 
    28. ↑ «Thomson Reuters Predicts Nobel Laureates». www.newswire.ca (en inglés). Consultado el 4 de octubre de 2023. 
    29. ↑ Copley Medal 2025

    Enlaces externos

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