1. ชีวิตช่วงต้นและการศึกษา
ไวน์แลนด์เกิดที่เมืองวอวาทอซา รัฐวิสคอนซิน หรือบางแหล่งข้อมูลระบุว่าเกิดที่เมืองมิลวอกี รัฐวิสคอนซิน เขาย้ายไปอยู่ที่เมืองเดนเวอร์จนกระทั่งอายุสามขวบ จากนั้นครอบครัวของเขาก็ย้ายไปตั้งถิ่นฐานที่เมืองแซคราเมนโต รัฐแคลิฟอร์เนีย
1.1. วัยเด็กและเยาว์วัย
ไวน์แลนด์สำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนมัธยมเอนซินาในเมืองแซคราเมนโตในปี ค.ศ. 1961
1.2. การศึกษาระดับอุดมศึกษาและการศึกษาระดับปริญญาเอก
ระหว่างเดือนกันยายน ค.ศ. 1961 ถึงเดือนธันวาคม ค.ศ. 1963 ไวน์แลนด์ได้ศึกษาที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส เขาได้รับปริญญาตรีสาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ในปี ค.ศ. 1965 และศึกษาต่อในระดับปริญญาโทและปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด โดยสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกในปี ค.ศ. 1970 ภายใต้การดูแลของนอร์แมน ฟอสเตอร์ แรมซีย์ จูเนียร์ วิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขามีชื่อว่า "The Atomic Deuterium Maser" (เครื่องเมเซอร์ดิวเทอเรียมอะตอมิก)
2. อาชีพ
หลังจากสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก เดวิด เจ. ไวน์แลนด์ ได้เริ่มต้นเส้นทางอาชีพในวงการวิทยาศาสตร์ที่นำไปสู่การค้นพบและนวัตกรรมที่สำคัญในด้านฟิสิกส์ควอนตัมและมาตรวิทยา
2.1. อาชีพช่วงต้นและกลุ่มวิจัย
หลังจากสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก ไวน์แลนด์ได้ทำงานวิจัยหลังปริญญาเอกในกลุ่มของฮันส์ เดห์เมลต์ ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ซึ่งเขาได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับอิเล็กตรอนในไอออนแทรป รวมถึงการวัดคุณสมบัติทางแม่เหล็กของอิเล็กตรอนอย่างละเอียดโดยใช้ไอออนแทรป ในปี ค.ศ. 1975 เขาได้เข้าร่วมกับสำนักงานมาตรฐานแห่งชาติ (National Bureau of Standards) ซึ่งปัจจุบันคือสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) และได้ก่อตั้งกลุ่มวิจัยไอออนสตอเรจ (Ion Storage Group) ขึ้น โดยมีภารกิจหลักในการวิจัยไอออนโดยใช้ไอออนแทรป
2.2. สังกัดทางวิชาการและบทบาท
ไวน์แลนด์ได้ดำรงตำแหน่งคณาจารย์ในภาควิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ และในเดือนมกราคม ค.ศ. 2018 เขาย้ายไปร่วมงานกับภาควิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยออริกอน ในฐานะศาสตราจารย์วิจัยไนท์ (Knight Research Professor) โดยยังคงทำหน้าที่เป็นที่ปรึกษาให้กับกลุ่มไอออนสตอเรจที่ NIST เขายังเป็นสมาชิกของสมาคมวิชาการที่สำคัญหลายแห่ง ได้แก่ สมาคมฟิสิกส์อเมริกัน และสมาคมทัศนศาสตร์อเมริกัน และได้รับการคัดเลือกให้เป็นสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ. 1992
3. ผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ
ผลงานของเดวิด เจ. ไวน์แลนด์ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาฟิสิกส์ควอนตัมและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะในด้านการควบคุมและประมวลผลระบบควอนตัม
3.1. การดักจับไอออนและการทำความเย็นด้วยเลเซอร์
ไวน์แลนด์เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ประสบความสำเร็จในการทำให้ไอออนเย็นลงด้วยเลเซอร์ในปี ค.ศ. 1978 กลุ่มวิจัยของเขาที่ NIST ได้ใช้ไอออนที่ถูกดักจับในการทดลองฟิสิกส์พื้นฐานหลายอย่าง และได้สาธิตเทคนิคทางแสงเพื่อเตรียมสถานะพื้นฐาน, สถานะซ้อนทับ, และสถานะควอนตัมพัวพัน การทำงานนี้ได้นำไปสู่ความก้าวหน้าในสาขาวิชาสเปกโทรสโกปี, นาฬิกาอะตอม และสารสนเทศควอนตัม
3.2. ควอนตัมคอมพิวติ้งและมาตรวิทยา
ในปี ค.ศ. 1995 ไวน์แลนด์ได้สร้างควอนตัมลอจิกเกตอะตอมเดี่ยวตัวแรกขึ้น และในปี ค.ศ. 2004 เขาก็เป็นคนแรกที่สามารถทำการเทเลพอร์ตข้อมูลเชิงควอนตัมในอนุภาคขนาดใหญ่ได้ ไวน์แลนด์ยังได้พัฒนานาฬิกาอะตอมที่แม่นยำที่สุดโดยใช้ตรรกะควอนตัมบนไอออนอะลูมิเนียมเดี่ยวในปี ค.ศ. 2005 ซึ่งถือเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับมาตรฐานเวลาในอนาคตที่แม่นยำกว่านาฬิกาปัจจุบันหลายร้อยเท่า และการวิจัยของเขายังนำไปสู่ก้าวแรกในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ชนิดใหม่ที่มีความเร็วสูงมากโดยอาศัยหลักการของฟิสิกส์ควอนตัม
4. ชีวิตส่วนตัว
เดวิด เจ. ไวน์แลนด์ แต่งงานกับเซดนา ควิมบี-ไวน์แลนด์ (Sedna Quimby-Wineland) และทั้งคู่มีบุตรชายสองคน เซดนา เฮเลน ควิมบี เป็นบุตรสาวของจอร์จ ไอ. ควิมบี (George I. Quimby) (ค.ศ. 1913-2003) ซึ่งเป็นนักโบราณคดีและนักมานุษยวิทยาผู้ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านมานุษยวิทยาที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน และผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์แห่งรัฐวอชิงตัน โธมัส เบิร์ก เมมโมเรียล (Thomas Burke Memorial Washington State Museum) กับภรรยาของเขา เฮเลน ซีห์ม ควิมบี (Helen Ziehm Quimby)
5. รางวัลและเกียรติยศ
ไวน์แลนด์ได้รับรางวัลและเกียรติยศมากมายตลอดอาชีพการงานของเขา ซึ่งเป็นการยกย่องคุณูปการอันโดดเด่นในสาขาฟิสิกส์:
- ค.ศ. 1990: รางวัล Davisson-Germer สาขาฟิสิกส์อะตอมหรือพื้นผิว (Davisson-Germer Prize in Atomic or Surface Physics)
- ค.ศ. 1990: รางวัล William F. Meggers จากสมาคมทัศนศาสตร์อเมริกา (Optical Society of America)
- ค.ศ. 1996: รางวัล Einstein Prize for Laser Science จาก Society of Optical and Quantum Electronics
- ค.ศ. 1998: รางวัล Rabi Award จาก IEEE Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Society
- ค.ศ. 2001: รางวัล Arthur L. Schawlow Prize in Laser Science
- ค.ศ. 2003: รางวัล Samuel Stratton Award
- ค.ศ. 2004: เหรียญ Frederic Ives Medal
- ค.ศ. 2007: เหรียญเหรียญวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (National Medal of Science) ในสาขาวิศวกรรมศาสตร์
- ค.ศ. 2009: รางวัล Herbert Walther Award จากสมาคมทัศนศาสตร์ (OSA)
- ค.ศ. 2010: เหรียญเบนจามิน แฟรงคลิน สาขาฟิสิกส์ ร่วมกับควน อิกนาซีโอ ซีรัก และปีเตอร์ โซลเลอร์
- ค.ศ. 2012: รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ร่วมกับแซร์ฌ อารอช
- ค.ศ. 2014: รางวัล Golden Plate Award จาก American Academy of Achievement
- ค.ศ. 2017: ได้รับการเลือกให้เป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของสมาคมทัศนศาสตร์ (OSA)
- ค.ศ. 2019: รางวัล Micius Quantum Prize
- ค.ศ. 2020: เหรียญ IRI Medal ซึ่งก่อตั้งโดย Industrial Research Institute (IRI)
6. มรดกและอิทธิพล
ผลงานวิจัยของเดวิด เจ. ไวน์แลนด์ ได้ทิ้งมรดกอันสำคัญไว้ในสาขาฟิสิกส์และเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านฟิสิกส์ควอนตัมและมาตรวิทยา
6.1. ผลกระทบต่อฟิสิกส์ควอนตัม
วิธีการทดลองอันก้าวล้ำของไวน์แลนด์ ซึ่งทำให้สามารถวัดและควบคุมระบบควอนตัมแต่ละส่วนได้ ได้มีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาสาขาฟิสิกส์ควอนตัม การวิจัยของเขาเป็นรากฐานสำคัญที่นำไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับพฤติกรรมของอนุภาคควอนตัมเดี่ยว และเป็นก้าวแรกที่สำคัญในการตระหนักถึงเทคโนโลยีควอนตัมขั้นสูง เช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัม และนาฬิกาอะตอมที่มีความแม่นยำสูง
6.2. การมีส่วนร่วมกับสาธารณะและการได้รับการยอมรับเพิ่มเติม
นอกเหนือจากผลงานทางวิชาการ ไวน์แลนด์ยังมีส่วนร่วมในการสื่อสารวิทยาศาสตร์กับสาธารณชน โดยเป็นผู้กล่าวสุนทรพจน์หลักในงานสำคัญ เช่น การประชุม Congress of Future Science and Technology Leaders ในปี ค.ศ. 2015 ซึ่งเป็นการส่งเสริมความเข้าใจและความสนใจในวิทยาศาสตร์แก่คนรุ่นใหม่ การมีส่วนร่วมดังกล่าวตอกย้ำถึงการได้รับการยอมรับในวงกว้างของเขา ทั้งจากภายในและภายนอกวงการวิชาการ
q=National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland |position=right