Frank J. Low

Frank James Low (23 de noviembre de 1933 - 11 de junio de 2009) fue un físico estadounidense especializado en estado sólido que se convirtió en un referente en el nuevo campo de la astronomía infrarroja , tras inventar el bolómetro de germanio dopado con galio en 1961. Este detector amplió el rango del espectro observable a longitudes de onda mucho mayores.

Nacido el 23 de noviembre de 1933 en Mobile, Alabama , Low creció en Houston , Texas . Realizó sus estudios de pregrado en física en la Universidad de Yale y obtuvo su doctorado en física por la Universidad de Rice en 1959. ^{[ 1 ]}

Comenzó a trabajar en Texas Instruments en 1961, donde uno de sus primeros proyectos fue el desarrollo de un termómetro de baja temperatura que utilizaba un semiconductor de germanio dopado con pequeñas cantidades de galio , el cual medía los cambios de temperatura en función de la variación de la resistencia eléctrica del dispositivo al absorber energía. Basándose en su experiencia académica, llegó a la conclusión de que la tecnología de este termómetro podría integrarse como base para un bolómetro que podría utilizarse para medir la energía radiante proveniente de las estrellas en forma de radiación infrarroja , ondas que ocupan una porción del espectro electromagnético cuya longitud de onda es mayor que la de la luz visible (400–700 nm), pero menor que la de la radiación de terahercios (100 μm – 1 mm) o las microondas . ^{[ 1 ]}   

Los astrónomos llevaban años intentando encontrar métodos para detectar la radiación infrarroja, y Low acudió al Observatorio Nacional de Radioastronomía en Green Bank, Virginia Occidental , en 1962 para probar su bolómetro, más sensible a la radiación infrarroja que los detectores utilizados anteriormente en el Telescopio de Green Bank , el radiotelescopio totalmente orientable más grande del mundo. Sin embargo, las ondas infrarrojas son absorbidas por moléculas como el vapor de agua en la atmósfera. ^{[ 1 ]}

Para evitar la absorción atmosférica de la radiación infrarroja, Low desarrolló dispositivos que podían colocarse a bordo de aeronaves, primero utilizando un Douglas A-3 Skywarrior de la Armada de los Estados Unidos que transportaba un telescopio de 2 pulgadas en 1965 y 1966, y posteriormente utilizando un Learjet operado por la NASA con un telescopio de 12 pulgadas a bordo. Low utilizó el Learjet para descubrir que tanto Júpiter como Saturno emitían más energía de la que recibían como radiación solar, demostrando que ambos planetas debían tener una fuente interna de energía. Low continuó utilizando el Learjet para la investigación, incluso después de que la NASA comenzara a utilizar el Observatorio Aerotransportado Kuiper en 1975 utilizando un antiguo avión de carga C-141 Starlifter , que sería reemplazado por el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA), un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán que utiliza un Boeing 747SP modificado . ^{[ 1 ]}

Trabajó en la Universidad Rice y en la Universidad de Arizona . También fue presidente de Infrared Laboratories, Inc., empresa que fundó en 1967 para fabricar detectores infrarrojos y criostatos para observatorios, así como microscopios infrarrojos.

Propuso y se unió al proyecto internacional para construir el Satélite de Astronomía Infrarroja (IRAS), un proyecto que incluyó esfuerzos conjuntos de Estados Unidos, Reino Unido y los Países Bajos , que realizó el primer estudio del cielo infrarrojo desde el espacio, evitando toda interferencia atmosférica con las observaciones, a partir de 1983. Low se desempeñó como tecnólogo jefe del proyecto. Después de que un accidente en el Laboratorio de Propulsión a Chorro destruyera los preamplificadores utilizados en los detectores infrarrojos, Low lideró un esfuerzo en los Laboratorios de Infrarrojos para desarrollar unidades de reemplazo mejoradas para resolver la crisis. IRAS logró descubrir más de 500 000 fuentes infrarrojas, incluidas muchas galaxias, y ha descubierto capas de escombros alrededor de estrellas que muestran las primeras etapas de la formación planetaria , con escombros similares a los que posteriormente se encontraron como el cinturón de Kuiper que rodea el Sistema Solar más allá de la órbita de Neptuno . Basándose en estos hallazgos, los investigadores han concluido que la mayor parte de la radiación galáctica se emite en forma de radiación infrarroja que se genera cuando la luz de las estrellas jóvenes es absorbida por el polvo interestelar y luego irradiada desde el polvo en forma de calor. ^{[ 1 ]} En 1984, IRAS descubrió que la galaxia Arp 220 , ubicada a 300 millones de años luz de la Tierra, es la galaxia infrarroja ultraluminosa más cercana , que emite 100 veces más energía que la Vía Láctea , principalmente en el espectro infrarrojo, aunque es débilmente visible con telescopios que utilizan luz visible. ^{[ 2 ]}

Low fue nombrado científico responsable de las instalaciones del Telescopio Espacial Infrarrojo de la NASA, posteriormente renombrado Telescopio Espacial Spitzer . El proyecto se había retrasado por sobrecostos, hasta que Low tuvo una idea en un retiro de 1993 para los científicos del proyecto: se podría utilizar la técnica de enfriamiento pasivo. En lugar de colocar todo el telescopio en un baño de helio líquido para enfriar la unidad a temperaturas cercanas al cero absoluto , la unidad podría exponerse al vacío del espacio para irradiar la mayor parte de su calor, mientras que los detectores serían los únicos componentes enfriados con helio líquido, un cambio de diseño que permitió que el proyecto Spitzer siguiera adelante hacia su lanzamiento en 2003. ^{[ 1 ] [ 3 ]} Timothy Hawarden ha sido reconocido por la NASA por el desarrollo de la técnica de enfriamiento pasivo, ^{[ 4 ]} que también se ha incluido en otras sondas espaciales, como el Telescopio Espacial James Webb , un sucesor parcial del Telescopio Espacial Hubble , que buscará los objetos más antiguos del universo.

Low falleció a los 75 años el 11 de junio de 2009 en Tucson, Arizona , tras una larga enfermedad. Le sobreviven su esposa, tres hijos y seis nietos. ^{[ 1 ]}

Premios

• Premio Rumford (1986)
• Premio Helen Warner (1968)
• Premio Joseph Weber (2003)
• Conferencia Jansky ante el Observatorio Nacional de Radioastronomía (2006)
• Medalla Bruce (2006)

Nombrado en su honor

• Kleinmann–Nebulosa Baja (con Douglas E. Kleinmann )
• Asteroide 12142 Franklow

• Laboratorios de infrarrojos archivados el 31/05/2013 en Wayback Machine
• Biografía de la Medalla Bruce
• George H. Rieke, "Frank J. Low", Memorias biográficas de la Academia Nacional de Ciencias (2014)
• Artículo de la Universidad de Arizona