David Snoke

David W. Snoke es Profesor Distinguido ^{[ 1 ]} de Física en la Universidad de Pittsburgh y codirector del Instituto Cuántico de Pittsburgh . En 2006 fue elegido Miembro de la Sociedad Estadounidense de Física "por su trabajo pionero en la comprensión experimental y teórica de los procesos ópticos dinámicos en sistemas semiconductores". ^{[ 2 ]} En 2004 coescribió un artículo controvertido con el destacado defensor del diseño inteligente Michael Behe . En 2007, su grupo de investigación fue el primero en informar sobre la condensación de Bose-Einstein de polaritones en una trampa. ^{[ 3 ]} David Snoke y el físico teórico Jonathan Keeling publicaron recientemente un artículo anunciando una nueva era para los condensados ​​de polaritones, afirmando que los polaritones son posiblemente la "...mejor esperanza para aprovechar los extraños efectos de la condensación cuántica y la superfluidez en aplicaciones cotidianas". ^{[ 4 ]}

Snoke obtuvo su licenciatura en física en la Universidad de Cornell y su doctorado en física en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Trabajó para The Aerospace Corporation y fue científico visitante e investigador en el Instituto Max Planck . ^{[ 5 ]}

Su investigación experimental y teórica se ha centrado en procesos mecánicos cuánticos fundamentales en óptica de semiconductores, es decir, transiciones de fase de electrones y huecos. Dos líneas de investigación principales han sido la condensación de Bose-Einstein de excitones ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} y polaritones . ^{[ 11 ] [ 3 ]} También ha realizado esfuerzos menores en biología numérica y ha publicado sobre el tema de la interacción entre ciencia y teología.

En 2007, el grupo de investigación de Snoke en la Universidad de Pittsburgh utilizó tensión para atrapar polaritones en regiones confinadas, ^{[ 3 ]} de forma similar a como se confinan los átomos en trampas para experimentos de condensación de Bose-Einstein . La observación de la condensación de polaritones en una trampa fue significativa porque los polaritones estaban desplazados del punto de excitación del láser, por lo que el efecto no podía atribuirse a un simple efecto no lineal de la luz láser. Los hitos posteriores de Snoke y colaboradores incluyen mostrar una clara diferencia entre la condensación de polaritones y la emisión láser estándar, ^{[ 13 ]} mostrar la circulación cuantizada de un condensado de polaritones en un anillo, ^{[ 14 ]} y la primera demostración clara de la condensación de Bose-Einstein de polaritones en equilibrio ^{[ 12 ]} (véase la Figura 1), en colaboración con el grupo de Keith Nelson en el MIT. Antes de este resultado, los condensados ​​de polaritones siempre se observaban fuera de equilibrio. ^{[ 15 ] [ 16 ]} Para una discusión general sobre la condensación de Bose-Einstein de polaritones, consulte esta página .

Las preguntas básicas sobre cómo los sistemas fuera de equilibrio se aproximan al equilibrio ("equilibración" o "termalización") han involucrado cuestiones profundas de la física de larga data, a veces llamadas la " flecha del tiempo " termodinámica, con debates que se remontan a Boltzmann . En 1989, Snoke fue uno de los primeros en realizar simulaciones de la equilibración de un condensado de Bose-Einstein, utilizando la solución numérica de la ecuación cuántica de Boltzmann . ^{[ 17 ]} En 1994, Snoke mostró la concordancia de las mediciones experimentales resueltas en el tiempo de una distribución de partículas con la solución de la ecuación cuántica de Boltzmann. ^{[ 18 ]} En 2012, él y el teórico Steve Girvin publicaron un artículo fundamental ^{[ 19 ]} sobre la justificación de la segunda ley de la termodinámica basada en el análisis de la ecuación cuántica de Boltzmann, que ha impactado la filosofía de la segunda ley. ^{[ 20 ]} Otros trabajos de Snoke han incluido la dinámica de no equilibrio del plasma de electrones ^{[ 21 ]} y la transición de Mott del gas de excitones al plasma de electrones y huecos. ^{[ 22 ]}

En 2004, Snoke fue coautor de un artículo con Michael Behe , investigador principal del Centro para la Ciencia y la Cultura del Discovery Institute , en la revista científica Protein Science ^{[ 23 ]} , que recibió críticas generalizadas. La contribución de Snoke al artículo fue un apéndice que verificaba los resultados numéricos con cálculos analíticos que mostraban la ley de potencias pertinente, a saber, que para una característica novedosa que requiere múltiples mutaciones neutras, el tiempo de fijación tiene una dependencia sublineal del tamaño de la población.

Behe ha afirmado que los resultados del artículo respaldan su noción de complejidad irreducible , basada en el cálculo de la probabilidad de mutaciones necesarias para que la evolución tenga éxito. Sin embargo, la versión publicada no abordó el concepto directamente; según Behe, todas las referencias a la complejidad irreducible fueron eliminadas antes de la publicación del artículo a petición de los revisores. ^{[ 24 ]} Michael Lynch escribió una respuesta, ^{[ 25 ]} a la que Behe ​​y Snoke respondieron. ^{[ 26 ]} Protein Science discutió los artículos en un editorial. ^{[ 27 ]} Protein Science recibió cartas que "contenían muchos puntos de desacuerdo con el artículo de Behe ​​y Snoke", incluyendo los puntos que: ^{[ 27 ]}

• Durante la evolución, se produce una variación sustancial en la tasa de fijación de mutaciones, tanto entre linajes como entre sitios de una proteína. Este es un concepto fundamental de la genética de poblaciones moderna. [citas eliminadas]
• Se sabe que los cambios en un sitio provocan cambios en la tasa de mutación y aceptación en otros sitios de una proteína, generalmente llamados cambios "compensatorios" [citas eliminadas].
• La recombinación acelera fuertemente la tasa de unión de mutaciones independientes en múltiples sitios y de injerto de nuevos dominios con funciones adicionales y sitios de interacción a las proteínas para crear nuevos modos de acción o regulación [citas eliminadas].
• La selección actúa de forma continua, y los efectos acumulativos, en lugar de un único cambio altamente adaptativo, constituyen la base de la evolución según el modelo darwiniano. Por lo tanto, también debe asumirse que los estados intermedios son seleccionados.

Las premisas del artículo han sido duramente criticadas y las conclusiones que extrae de su modelo matemático han sido criticadas y refutadas:

• Un ensayo criticó el artículo por "simplificar demasiado el proceso, lo que resulta en conclusiones cuestionables", y afirmó que "[l]as suposiciones sesgan sus resultados hacia cifras más pesimistas", incluyendo una suposición que es "probablemente falsa en todas las circunstancias", otra que es "probablemente falsa como regla general" y la suposición de un nivel de sustituciones "demasiado alto" que destruiría la función de la proteína. Concluye: "[e]n irónicamente, a pesar de estas suposiciones erróneas, Behe ​​y Snoke demuestran que la probabilidad de que evolucionen características pequeñas de múltiples residuos es extremadamente alta, dados los tipos de organismos a los que se aplica el modelo de Behe ​​y Snoke". ^{[ 28 ]}
• Investigaciones más recientes sugieren que el modelo de Behe ​​y Snoke, e incluso la respuesta de Lynch, pueden haber sido "subestimaciones sustanciales" "de la tasa de obtención de una combinación adaptativa de mutaciones". ^{[ 29 ]}
• El análisis bioquímico de la cuestión ha respaldado una visión evolutiva ortodoxa y ha rechazado el enfoque de Behe ​​y Snoke como un "modelo irrazonable que supone 'saltos en el aire', como la evolución de actividades completamente nuevas a través de múltiples y simultáneos cambios de aminoácidos". ^{[ 30 ]}

El 7 de mayo de 2005, Behe ​​describió el artículo al presentar argumentos a favor de la complejidad irreducible en su testimonio en las audiencias sobre evolución de Kansas . ^{[ 31 ]} En el juicio de Kitzmiller contra el Distrito Escolar del Área de Dover, ese mismo año, fue el único artículo citado tanto por Behe ​​como por Scott Minnich como apoyo al diseño inteligente. En su fallo, el juez Jones señaló que «Una revisión del artículo indica que no menciona ni la complejidad irreducible ni el diseño inteligente. De hecho, el profesor Behe ​​admitió que el estudio que constituye la base del artículo no descartaba muchos mecanismos evolutivos conocidos y que la investigación podría, de hecho, respaldar vías evolutivas si se utilizara un tamaño de población biológicamente realista». ^{[ 32 ]}

En 2014, David Snoke, junto con sus coautores Jeffrey Cox y Donald Petcher, publicó un estudio numérico sobre la evolución de estructuras novedosas en la revista Complexity. ^{[ 33 ]} El modelo pretendía abordar el problema fundamental de la compensación entre el costo de permitir estructuras novedosas que aún no son funcionales y el beneficio de la nueva función que eventualmente tendrán.

Su libro, A Biblical Case for an Old Earth (Baker Books, 2006), fue descrito en una reseña del profesor de derecho David W. Opderbeck, en Perspectives on Science and Christian Faith de la American Scientific Affiliation , como "admirablemente exitoso" en "establecer que la visión de 'días-era' es una alternativa válida para los cristianos que sostienen la inerrancia bíblica", pero como "menos persuasivo" al "argumentar a favor de una comprensión concordante de los textos del Génesis y la ciencia moderna". ^{[ 34 ]} Snoke fue elegido miembro de la American Scientific Affiliation en 2006. ^{[ 5 ]} En 2014 publicó un artículo de revisión para el Discovery Institute , ^{[ 35 ]} argumentando que el paradigma predominante de la biología de sistemas moderna favorece una perspectiva de diseño inteligente, es decir, que los biólogos de sistemas suelen asumir un paradigma de "buen diseño".

• Física del estado sólido: conceptos esenciales , publicado por Addison-Wesley (2008). ISBN 978-0-8053-8664-6; 2.ª edición, 2020 ISBN 978-1-1071-9198-3
• Argumentos bíblicos a favor de una Tierra antigua , publicado por Baker Books (2006). ISBN 0-8010-6619-0
• Filosofía natural: física y pensamiento occidental , distribuido por Access Research Network (2003).
• Como editor junto con Allan Griffin y Sandro Stringari : Bose–Einstein Condensation , publicado por Cambridge University Press (1996). ISBN 978-0-521-58990-1ISBN​ 0-521-58990-8^{[ 36 ]}
• con SA Moskalenko : Condensación de Bose-Einstein de excitones y biexcitones: y óptica no lineal coherente con excitones , publicado por Cambridge University Press (1999). ISBN 978-0521580991ISBN​ 0521580994^{[ 37 ]}
• Como editor junto con Nick P. Proukakis y Peter B. Littlewood : Universal Themes of Bose-Einstein Condensation , publicado por Cambridge University Press (2017). ISBN 978-1107085695ISBN​ 1107085691

• Snoke Lab – Sitio web oficial
• "Seminario físico | David Snoke" . YouTube . NYUspms. 15 de septiembre de 2020.
• "Superfluidos de luz (David Snoke, Pittsburgh)" . YouTube . Centro FLEET. 23 de noviembre de 2021.