Гаурав Кханна (физик)
Индийско-американский физик, изучающий черные дыры
Гаурав Кханна
Рожденный
Чандигарх, Индия
Национальностьамериканский
Род занятийФизик, изучающий черные дыры, новатор в области суперкомпьютеров, академик и исследователь
ЗаголовокПрофессор/Директор
НаградыЧлен Американского физического общества
Академическое образование
ОбразованиеБакалавр технических наук, электротехника,
доктор философии, физика
Альма-матерИндийский технологический институт, Канпур,
Университет штата Пенсильвания
ТезисДвойное слияние черных дыр: близкий предел  (2000)
научный руководительХорхе Пуллин
Академическая работа
УчрежденияУниверситет Род-Айленда
Массачусетский университет Дартмут
Веб-сайтhttps://ccr.uri.edu https://web.uri.edu/gradity

Гаурав Кханна — индийско-американский физик черных дыр, новатор суперкомпьютеров, академик и исследователь. Он профессор физики и основатель Research Computing и Center for Computational Research в Университете Род-Айленда . [1] [2]

Ханна является автором 100 публикаций. Его работа сосредоточена в областях гравитационной физики, вычислительной физики, черных дыр и квантовой гравитации. Он также внес вклад в область теории возмущений черных дыр, петлевой квантовой космологии, сингулярностей и науки о гравитационных волнах. Он является создателем OpenMacGrid, [3] PlayStation 3 Gravity Grid, [4] и разработчиком программного обеспечения с открытым исходным кодом для научных вычислений для Mac. [5] Его работа была неоднократно представлена ​​в газетах и ​​блогах, включая The New York Times , [6] HPCWire , [7] Physics Buzz , [8] The Verge , [9] Forbes , [10] [11] [12] Wired , [13] [14] Scientific American , [15] и другие. Он был назван членом Американского физического общества в 2021 году. [16]

Кханна был приглашенным редактором специального выпуска IEEE CiSE 2018 года, посвященного суперкомпьютерам. [17]

Образование

Кханна учился в Индийском технологическом институте в Канпуре и получил степень бакалавра технических наук по электротехнике в 1995 году. Затем он переехал в Соединенные Штаты и получил степень доктора философии по физике в Университете штата Пенсильвания в 2000 году. [1]

Карьера

Начиная с сентября 2000 года он занимал должность доцента математики в Университете Лонг-Айленда в Саутгемптоне. Затем в 2003 году он был назначен доцентом физики в Университете Массачусетса в Дартмуте. В 2009 году он был повышен до доцента, а в 2015 году — до полного профессора физики. В настоящее время он является профессором физики и директором по исследовательским вычислениям в Университете Род-Айленда . Он является основателем и директором по исследовательским вычислениям и Центра вычислительных исследований в университете. [1]

На его выбор карьеры большое влияние оказал его отец, [18] доктор Мохиндер П. Кханна, известный физик-теоретик в области элементарных частиц из Университета Пенджаба , Индия.

Исследовать

Работа Кханны сосредоточена в областях гравитационной физики, вычислительной физики, черных дыр и квантовой гравитации. Он также работал над теорией возмущений черных дыр, петлевой квантовой космологией, сингулярностями и наукой о гравитационных волнах.

Ханна хорошо известен своими исследованиями поздних радиационных «хвостов» в пространстве-времени черных дыр, также называемых «хвостами Прайса» по имени Ричарда Х. Прайса . Совместно с научными сотрудниками он первым открыл эквивалентную формулу хвостов Прайса в контексте (астрофизических, т.е. вращающихся) черных дыр Керра. [19] [20] Эта формула была позже положена на строгую математическую основу Аретакисом и другими. [21]

В другой работе Кханна представил суррогатную модель пониженного порядка под названием «EMRISur1dq1e4» для гравитационных волновых форм. Он обучил эту модель на основе данных о волновых формах, полученных с помощью теории возмущений точечных черных дыр (ppBHPT), и оценил ее применимость для двойных систем с большим отношением масс и сравнимым отношением масс, обнаружив, что она неоправданно эффективна. [22] [23] В своей статье, опубликованной в 2016 году, он решил неоднородное уравнение Тейкольского и сфокусировал линеаризованные гравитационные волны, испускаемые при погружении в почти экстремальную черную дыру Керра. [24]

Ханна также изучал двойные черные дыры и продемонстрировал, что слияние двух черных дыр генерирует гравитационные волны, которые предоставляют информацию о свойствах этих черных дыр и их двойной конфигурации. Он также описал форму кольцевого спада конечных циклов слияния как суперпозицию квазинормальных мод в контексте слившегося остатка черной дыры. [25]

Научные вычисления

В своем исследовании, посвященном научным вычислениям, Кханна представил стратегию масштабирования сложных гибридных систем, а также обсудил прототип инструмента, который был построен на основе доказателя теорем PVS. [26] Он также представил методы, которые генерируют информацию в контексте нелинейных динамических систем, и обсудил их применение с точки зрения автоматизации для полиномиальных систем с использованием алгоритмов из вычислительной алгебраической геометрии. Кроме того, он предложил применение подхода формальной качественной абстракции в терминах нелинейных систем. [27]

Ханна также изучал методы временной области и предложил их применение в вычислении гравитационных волновых форм и потоков от экстремальных массовых инспиралей. Он также объяснил вычисление низко-m мод с использованием подхода частотной области и вычисление высоко-m мод с использованием подхода временной области. [28]

В области научных вычислений он, пожалуй, наиболее известен своей инновационной работой над недорогими суперкомпьютерами, что делает их более доступными для университетов и стран с ограниченными ресурсами. [29] [30] [31]

Сингулярности в классических и квантовых черных дырах

Изучая сингулярности, Кханна выделил работу Якобсона и Сотириу в контексте вращающихся черных дыр, а затем описал, что если радиационные эффекты можно пренебречь для траекторий, это приводит к голым сингулярностям. Он также обсудил значение консервативной силы самодействия в контексте этих орбит. [32] Он также ввел класс петлевых квантований в терминах анизотропных моделей, включая внутреннюю часть черной дыры, и изучил процесс уточнения решетки в контексте динамических изменений объема. [33]

Ханна опубликовал статью, посвященную численному исследованию сингулярности Марольфа-Ори внутри быстро вращающихся черных дыр в терминах скалярного поля или вакуумных гравитационных возмущений. [34] Он также изучил, как сингулярность горизонта Коши внутри возмущенных черных дыр Керра развивает нестабильность, которая приводит к ее трансформации в сингулярность кривизны. [35] [36] [37]

Экстремальные черные дыры и математическая теория относительности

В 2019 году Кханна провел исследование, посвященное переходным скалярным волосам, и описал поведение этих почти экстремальных волос черной дыры вместе с их измерением на будущей нулевой бесконечности как переходное явление. [38] [39] Кроме того, он изучал устойчивость экстремальных черных дыр по отношению к линеаризованным гравитационным возмущениям и утверждал, что расхождение ψ4 является следствием выбора фиксированной тетрады. [40] [41]

Его последняя работа о гравитационных волосах в контексте экстремальных черных дыр привлекла значительное внимание в сообществе и популярных средствах массовой информации. [42] [43]

Награды и почести

  • 2021–настоящее время — член Американского физического общества (APS): за новаторскую работу в области вычислительной теории относительности, включая инновационные методы суперкомпьютеров, вычисления гравитационных возмущений черных дыр, гравитационные волновые формы от экстремальных отношений масс двойных систем, классическую физику черных дыр и квантовую гравитацию . [44]
  • 2021-2022 - Член правления OSHEAN.org [45]
  • 2011-2013 гг. — заслуженный ученый HPC Research Inc. [ требуется ссылка ]
  • 2008–настоящее время — член Института фундаментальных вопросов [46]
  • 1997-1998 - Премия за преподавание, Университет штата Пенсильвания [ необходима ссылка ]
  • 1995-2000 - стипендии Брэддока, Дункана, Робертса, Т. Даса, Университет штата Пенсильвания [ необходима ссылка ]

Библиография

  • Тивари, А. и Ханна, Г. (2002, март). Серия абстракций для гибридных автоматов. В Международном семинаре по гибридным системам: вычисления и управление (стр. 465–478). Springer, Берлин, Гейдельберг.
  • Tiwari, A., & Khanna, G. (2004, март). Нелинейные системы: аппроксимация множеств достижимости. В Международном семинаре по гибридным системам: вычисления и управление (стр. 600–614). Springer, Берлин, Гейдельберг.
  • Bojowald, M., Cartin, D., & Khanna, G. (2007). Квантовая космология петли уточнения решетки, анизотропные модели и устойчивость. Physical Review D, 76(6), 064018.
  • Бараус, Э., Кардосо, В. и Ханна, Г. (2010). Тестовые тела и голые сингулярности: является ли самосила космическим цензором?. Physical review letters, 105(26), 261102.
  • Бараус, Э., Кардосо, В. и Ханна, Г. (2011). Проверка гипотезы космической цензуры с точечными частицами: эффект реакции излучения и самосилы. Physical Review D, 84(10), 104006.

Более полный список доступен на странице Ханны в Google Scholar. [47]

Личный

Кханна жил в Дартмуте, штат Массачусетс, а также в Род-Айленде со своей женой Эйприл и двумя дочерьми Сарой и Рэйчел.

Ссылки

  1. ^ abc "URI Today от Департамента внешних связей и коммуникаций".
  2. ^ «URI Today от Департамента внешних связей и коммуникаций». 11 января 2023 г.
  3. ^ "OpenMacGrid для Mac OS X". 15 апреля 2020 г.
  4. ^ «Гравитационная сетка PlayStation 3».
  5. ^ "Вычислительные инструменты :: C/Fortran".
  6. ^ «Эта старая PlayStation может помочь науке». The New York Times .
  7. ^ «Альтернативные суперкомпьютеры или как использовать компьютер не по назначению». 15 июля 2016 г.
  8. ^ «Гаргантюа: Наука, стоящая за черной дырой Интерстеллара».
  9. ^ «Взлет и падение суперкомпьютеров PlayStation». 3 декабря 2019 г.
  10. ^ «Черные дыры и квантовые петли: больше, чем просто игра». Forbes .
  11. ^ «Моделирование черных дыр с помощью Sony Playstations: следующий вызов». Forbes .
  12. ^ «Черные дыры все-таки могут оказаться вратами». Forbes .
  13. ^ Гардинер, Брайан. «Астрофизик заменил суперкомпьютер восемью PlayStation 3». Wired .
  14. ^ «Не говорите Эйнштейну, но у черных дыр могут быть «волосы»».
  15. ^ «Возможны ли путешествия во времени?». Scientific American .
  16. ^ "Архив членов APS". www.aps.org . Получено 15 октября 2021 г. .
  17. ^ «Вычислительная техника в науке и технике». Март 2017 г.
  18. ^ «Гиперпространство с доктором Гауравом Кханной».
  19. ^ Зенгиноглу, Анил; Кханна, Гаурав; Бурко, Лиор М. (2014). «Промежуточное поведение хвостов Керра». Общая теория относительности и гравитация . 46 (3). arXiv : 1208.5839 . doi : 10.1007/s10714-014-1672-8. S2CID  254510095.
  20. ^ Burko, Lior M.; Khanna, Gaurav (2014). "Механизм связи мод для поздних хвостов Керра". Physical Review D. 89 ( 4): 044037. arXiv : 1312.5247 . doi : 10.1103/PhysRevD.89.044037. S2CID  119253044.
  21. ^ Ангелопулос, Яннис; Аретакис, Стефанос; Гаич, Деян (2021). «Поздние хвосты и связь мод линейных волн в пространстве-времени Керра». arXiv : 2102.11884 [gr-qc].
  22. ^ Рифат, Нур Э.М.; Филд, Скотт Э.; Кханна, Гаурав; Варма, Виджай (2020). «Суррогатная модель для сигналов гравитационных волн от сопоставимых и больших по отношению масс черных дыр». Physical Review D. 101 ( 8): 081502. arXiv : 1910.10473 . doi : 10.1103/PhysRevD.101.081502 . S2CID  204837954.
  23. ^ «Новая математика черной дыры закрывает космическую слепую зону». 13 мая 2021 г.
  24. ^ Берко, Лиор М.; Кханна, Гаурав (2016). «Гравитационные волны от погружения в почти экстремальную черную дыру Керра». Physical Review D. 94 ( 8): 084049. arXiv : 1608.02244 . doi : 10.1103/PhysRevD.94.084049 . S2CID  118532069.
  25. ^ Хьюз, Скотт А.; Апте, Анудж; Кханна, Гаурав; Лим, Хэлстон (2019). «Изучение двойных черных дыр по спектрам их обратного кольца». Physical Review Letters . 123 (16): 161101. arXiv : 1901.05900 . doi :10.1103/PhysRevLett.123.161101. hdl : 1721.1/136506.2 . PMID  31702329. S2CID  119437027.
  26. ^ Тивари, Ашиш; Кханна, Гаурав (2002). "Серия абстракций для гибридных автоматов". Гибридные системы: вычисления и управление . Конспект лекций по информатике. Том 2289. С.  465– 478. doi :10.1007/3-540-45873-5_36. ISBN 978-3-540-43321-7.
  27. ^ Тивари, Ашиш; Кханна, Гаурав (2004). «Нелинейные системы: аппроксимация множеств досягаемости». Гибридные системы: вычисления и управление . Конспект лекций по информатике. Том 2993. С.  600–614 . doi :10.1007/978-3-540-24743-2_40. ISBN 978-3-540-21259-1. S2CID  4374220.
  28. ^ Barton, Jonathan L.; Lazar, David J.; Kennefick, Daniel J.; Khanna, Gaurav; Burko, Lior M. (2008). "Вычислительная эффективность расчетов в частотной и временной области экстремальных массовых двойных систем: экваториальные орбиты". Physical Review D . 78 (6): 064042. arXiv : 0804.1075 . doi :10.1103/PhysRevD.78.064042. S2CID  119198510.
  29. ^ "Суперкомпьютер на базе PlayStation". BBC News . 4 сентября 2010 г.
  30. ^ "СУПЕРСИЛА".
  31. ^ «Суперкомпьютер на ладони».
  32. ^ Бараусс, Энрико; Кардосо, Витор; Кханна, Гаурав (2010). «Тестовые тела и голые сингулярности: является ли сила самообладания космическим цензором?». Physical Review Letters . 105 (26): 261102. arXiv : 1008.5159 . doi : 10.1103/PhysRevLett.105.261102. PMID  21231640. S2CID  38015433.
  33. ^ Bojowald, Martin; Cartin, Daniel; Khanna, Gaurav (2007). "Квантовая космология петли измельчения решетки, анизотропные модели и стабильность". Physical Review D. 76 ( 6): 064018. arXiv : 0704.1137 . doi :10.1103/PhysRevD.76.064018. S2CID  15404779.
  34. ^ Burko, Lior M.; Khanna, Gaurav (2019). «Сингулярность Марольфа-Ори внутри быстро вращающихся черных дыр». Physical Review D. 99 ( 8): 081501. arXiv : 1901.03413 . doi : 10.1103/PhysRevD.99.081501 . S2CID  119207858.
  35. ^ Burko, Lior M.; Khanna, Gaurav; Zenginoǧlu, Anıl (2016). "Сингулярность горизонта Коши внутри возмущенных черных дыр Керра". Physical Review D. 93 ( 4): 041501. arXiv : 1601.05120 . doi : 10.1103/PhysRevD.93.041501 . S2CID  14112487.
  36. ^ «Возможно, вы действительно сможете использовать черные дыры для путешествий по Вселенной».
  37. ^ «Черные дыры все-таки могут оказаться вратами». Forbes .
  38. ^ Burko, Lior M.; Khanna, Gaurav; Sabharwal, Subir (2019). «Переходные скалярные волосы для почти экстремальных черных дыр». Physical Review Research . 1 (3): 033106. arXiv : 1906.03116 . doi : 10.1103/PhysRevResearch.1.033106 . S2CID  174801218.
  39. ^ «Почти экстремальные черные дыры, которые пытаются восстановить волосы, снова становятся лысыми».
  40. ^ Burko, Lior M.; Khanna, Gaurav (2018). «Линеаризованная устойчивость экстремальных черных дыр». Physical Review D. 97 ( 6): 061502. arXiv : 1709.10155 . doi : 10.1103/PhysRevD.97.061502 . S2CID  119464311.
  41. ^ «Физики пересматривают существование экстремально черных дыр, которые когда-то считались невозможными». Forbes .
  42. ^ Burko, Lior M.; Khanna, Gaurav; Sabharwal, Subir (2021). «Скалярные и гравитационные волосы для экстремальных черных дыр Керра». Physical Review D. 103 ( 2). arXiv : 2005.07294 . doi : 10.1103/PhysRevD.103.L021502. S2CID  218665440.
  43. ^ «Вопреки Эйнштейну, у черных дыр могут быть «волосы». 11 февраля 2021 г.
  44. ^ "Стипендиаты APS".
  45. ^ "Команда OSHEAN". 17 августа 2024 г.
  46. ^ "Список участников FQXi".
  47. ^ "Страница Гаурава Кханны в Google Scholar".
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gaurav_Khanna_(physicist)&oldid=1268178308"