Френк, Карлос
Карлос Сильвестре Френк (исп. Carlos Silvestre Frenk; род. 27 октября 1951, Мехико, Мексика) — мексиканско-британский космолог. Известен исследованиями в области формирования галактик и использованием компьютерного моделирования для проверки теорий происхождения и эволюции Вселенной. Лауреат Золотой медали Королевского астрономического общества (2014) и медали Румфорда (2021). С 2001 года является профессором фундаментальной физики в Даремском университете[1]. Автор более 500 научных статей и соавтор 5 из 100 самых цитируемых статей в своей области[1].
Общие сведения
| Карлос Френк | |
|---|---|
| Carlos Silvestre Frenk | |
| Дата рождения | 27 октября 1951 (74 года) |
| Место рождения | |
| Гражданство | Великобритания, Германия, Мексика |
| Образование | |
| Род деятельности | астрофизик |
| Награды и премии | |
| Сайт | star-www.dur.ac.uk/~csf |
Биография
Карлос Френк родился в Мехико, Мексика, и был старшим из шести детей. Его отец — немецко-еврейский врач, эмигрировавший из Германии в возрасте 7 лет, спасаясь от преследований перед Второй мировой войной. Мать — мексиканско-испанская пианистка. В юности Френк играл в баскетбол на полупрофессиональном уровне[2]. Много времени посвящал математике[2].
Френк изучал инженерию в Национальном автономном университете Мексики, но затем перешёл на теоретическую физику и получил степень бакалавра в 1976 году. Он получил самые высокие оценки на курсе и был награждён медалью Габино Барреды[2]. Во время визита в Италию он посетил лекцию Мартина Риса, который в то время был профессором Кембриджского университета. При поддержке Риса Френк отказался от планов учиться в Калтехе и поступил в Кембридж[2].
В том же году он получил стипендию Британского совета и поступил в Кембриджский университет для изучения третьей части математического трайпоса (магистратура), которую завершил в 1977 году. Затем он остался в Кембридже для работы над докторской диссертацией под руководством профессора астрономии Бернарда Дж. Т. Джонса. Темой его исследования были свойства Млечного Пути[2]. Идея тёмной материи в то время была «крайне спекулятивной», но Френк пришёл к выводу, что галактика окружена тёмной материей[2]. В 1981 году он получил степень доктора философии по астрономии[3].
В Кембридже Френк решил сместить фокус своих исследований на космологию, так как считал, что в этой области остаётся много нерешённых проблем, в то время как физика элементарных частиц развивалась медленно. Несмотря на помощь профессоров, он не смог найти подходящий проект по фундаментальной физике для своей докторской работы. В Кембридже он познакомился со своим будущим соавтором Саймоном Уайтом. Уайт, который уже был постдоком, стал неформальным руководителем Френка в последующие годы[2].
Ранняя карьера
После Кембриджа Френк работал постдоком в Калифорнийском университете. С 1981 по 1983 год он жил в Беркли по приглашению астронома Марка Дэвиса, который недавно перешёл туда из Гарварда[2]. С 1983 по 1984 год он жил в Санта-Барбаре. Затем он вернулся в Великобританию, где с 1984 по 1985 год работал постдоком в Университете Сассекса.
«Банда четырёх»
В Беркли Дэвису требовался специалист с опытом в теоретической физике для интерпретации его исследований — во время работы в Гарварде он составил карту 2200 галактик. В это же время Уайт также переехал в Беркли[2]. Дэвис, Уайт и Френк начали совместную работу, которая привела к значительному прогрессу в астрофизике[2].
Трио планировало использовать компьютерное моделирование для изучения раннего состояния Вселенной[2]. В те годы вычислительная астрономия была новой дисциплиной[2]. Им потребовалась помощь, и они пригласили Джорджа Эфстатиу, который недавно получил степень доктора философии в Даремском университете[2]. Группа из четырёх человек работала над серией статей, уделяя особое внимание суперсимметричной теории, согласно которой частицы тёмной материи являются «холодными»[2]. Одним из их первых выводов стало то, что тёмная материя не может состоять из нейтрино[2]. В 1985 году они опубликовали в журнале The Astrophysical Journal статью «Эволюция крупномасштабной структуры во Вселенной, где доминирует холодная тёмная материя», в которой представили результаты первых симуляций холодной тёмной материи[4].
Благодаря значимости их исследований, несмотря на ограниченные вычислительные мощности, Дэвис, Уайт, Эфстатиу и Френк стали известны как «Банда четырёх»[2]. Их работа подтвердила гипотезу холодной тёмной материи для формирования галактик и других космических структур. Несмотря на критику, эта теория стала общепринятой в космологии.
Переезд в Дарем
В 1986 году Френк был назначен преподавателем в Даремский университет, куда его пригласил профессор астрофизики Ричард Эллис[2]. По прибытии он обнаружил, что физический факультет Дарема был небольшим, без теоретической базы и астрономии[2]. При поддержке Эллиса он стремился повысить профиль факультета в астрономических исследованиях, но столкнулся с трудностями в получении необходимых вычислительных мощностей[2]. После неудачных попыток одолжить компьютеры у коммерческих лабораторий, он приобрёл модель из серии MicroVAX за 40 000 фунтов стерлингов[2]. В 1991 году Френк получил звание ридера, а в 1993 году стал профессором[2]. В этот период он отклонил предложения о работе из США и Мексики[5].
В конце 1980-х и начале 1990-х годов теории Френка и Уайта не были общепринятыми. Они подвергались критике со стороны учёных, предлагавших альтернативные объяснения тёмной материи[2]. Наиболее известной альтернативой была Модифицированная ньютоновская динамика, предложенная израильским физиком Мордехаем Милгромом в 1981 году. Однако данные, полученные с помощью Cosmic Background Explorer (COBE) в 1993 году, поддержали теорию Френка и Уайта[2].
Исследования в Дареме получили импульс в 1994 году благодаря правительственной инициативе по высокопроизводительным вычислениям[2]. К тому времени Уайт работал в Институте Макса Планка. Уайт и Френк объединили усилия с другими специалистами по вычислительной астрономии для создания Консорциума Девы[2]. Это объединение предоставило команде Френка доступ к суперкомпьютерному центру Общества Макса Планка в Гархинге, который считался одним из лучших в мире[2].
Профиль Наварро — Френка — Уайта
К середине 1990-х годов парадигма холодной тёмной материи прочно утвердилась. Фокус космологического моделирования сместился с распределения гало холодной тёмной материи на их форму[4].
В 1996 году Френк, Уайт и астрофизик Хулио Наварро из Аризонского университета опубликовали отчёт, основанный на анализе гало из симуляций холодной тёмной материи[4]. Они представили Профиль Наварро — Френка — Уайта, который описывает пространственное распределение массы тёмной материи в гало. Эта формула широко используется до сих пор[4].
2001 — настоящее время
В 2001 году, благодаря пожертвованию британского бизнесмена Питера Огдена, Френк стал первым профессором фундаментальной физики Огдена в Даремском университете и продолжает занимать эту должность[2]. В том же году он стал директором Института вычислительной космологии (ICC). Он занимал этот пост до 2020 года, после чего его сменил профессор физики Шон Коул[6].
В 2005 году в составе Консорциума Девы Френк участвовал в создании симуляции «Миллениум», которая на тот момент была самой крупной и реалистичной N-частичной симуляцией[2][7]. Симуляция заняла 28 дней[2]. В интервью Френк сравнил космологическое моделирование с «космической кулинарией», так как оно требует выбора правильных «ингредиентов» и их «приготовления» на компьютере. Он шутил, что у него и его коллег в ICC есть «шкафы», полные неудачных вселенных.
В 2008 году Френк вошёл в десятку самых цитируемых астрономов мира[2]. В 2020 году он был признан лауреатом премии Clarivate Citation Award за исследования, которые оцениваются как «нобелевского уровня»[8]. Френк, Хулио Наварро и Саймон Уайт рассматривались как потенциальные кандидаты на Нобелевскую премию по физике 2020 года. Однако премия была присуждена команде под руководством астрофизика из Принстона Джима Пиблса за работы в области космических наук. В 2021 году трио Френк, Наварро и Уайт снова называлось сильным кандидатом на Нобелевскую премию.
Личная жизнь
Френк женат на докторе Сьюзан Френк, преподавателе испанской и латиноамериканской литературы и директоре колледжа Святого Айдана в Дареме. У них двое сыновей[5].
Френк интересуется архитектурой, что связано с его обучением в главном кампусе Национального автономного университета Мексики, который включён в список Всемирного наследия ЮНЕСКО[9]. При переезде в Великобританию он был разочарован состоянием академических зданий, назвав их «тёмными, клаустрофобными и запущенными». Он принимал активное участие в проектировании новых зданий Даремского университета[9].
Взаимодействие со СМИ
В 2018 году Френк дал интервью Кирсти Янг для программы Desert Island Discs.
Награды и признание
В 2004 году Френк был избран членом Лондонского королевского общества (FRS)[10]. В 2017 году он был назначен командором ордена Британской империи (CBE) за заслуги в области космологии и популяризации фундаментальной науки.
В 2014 году он был награждён Золотой медалью Королевского астрономического общества.
Другие награды:
- Премия Вольфсона за исследовательские достижения от Королевского общества (2006)
- Медаль Даниэля Шалонжа от Парижской обсерватории (2007)
- Лекция Джорджа Дарвина (2010)
- Медаль и премия Фреда Хойла от Института физики (2010)
- Премия Грубера по космологии (2011)
- Премия Макса Борна от Немецкого физического общества (2017)
- Медаль Дирака и премия Института физики (2020)
- Медаль Румфорда (2021)[11][12][13][14][15].