Charles Hard Townes (Greenville, Carolina del Sur, 28 de julio de 1915 - Oakland, California, 27 de enero de 2015) fue un físico y profesor estadounidense, laureado con el premio Nobel de Física en 1964. Townes fue conocido por sus trabajos sobre la teoría y las aplicaciones del láser y del máser.
Townes estudió en la Furman University, Duke, y se doctoró en física por el California Institute of Technology en 1939. Trabajó en el equipo técnico de los Bell Telephone Laboratories durante la Segunda Guerra Mundial, desarrollando sistemas de radar que funcionaron adecuadamente en las húmedas condiciones del Pacífico. Fue nombrado profesor asociado de física de la Universidad de Columbia en 1948, profesor de física en 1950, y jefe del departamento de física de 1952 a 1955.
Después de servir como vicepresidente y director de investigación del Instituto de Análisis de Defensa en Washington desde 1959 a 1961, se convirtió en el presidente del Instituto de Tecnología de Massachusetts en 1961.
Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1964, "por su trabajo fundamental en el campo de los electrones cuánticos, el cual llevó a la construcción de osciladores y amplificadores basados en el principio máser-láser".
Fue nombrado Profesor de la Universidad de California, Berkeley en 1967. Su libro, How the Laser Happened: Adventures of a Scientist, fue publicado por Oxford University Press en 1999.
En sus últimos años, Townes fue un adalid de la óptica en la búsqueda de inteligencia extraterrestre, utilizando métodos que propuso por primera vez en 1961 como un complemento a las búsquedas para las transmisiones de radio de sistemas solares distantes. Su último trabajo utilizaba el láser para ayudar a combinar las imágenes de telescopios lejanos.
En 2005 recibió el Premio Templeton.
Cuando Townes no fue promovido a presidente del MIT en 1967, aceptó una oferta de Clark Kerr para unirse a la Universidad de California en Berkeley y comenzar un programa astrofísico. Townes pronto comenzó a buscar moléculas en el espacio. En ese momento, la mayoría de los astrónomos pensaban que las moléculas no podían existir en el espacio porque los rayos ultravioletas los destruirían. Las ciudades finalmente descubrieron el amoníaco y el agua en las nubes de polvo, que las protegían de los rayos dañinos, haciendo esencialmente una espectroscopía de microondas en el cielo. Esto creó el tema de la astronomía molecular / milimétrica, que continúa encontrando muchas moléculas complejas, algunas de ellas precursoras de la vida.
El centro de la Vía Láctea había desconcertado a los astrónomos durante mucho tiempo, y el polvo espeso oscurece la vista de la luz visible. Entre mediados y finales de la década de 1970, Townes, junto con Eric Wollman, John Lacy, Thomas Geballe y Fred Baas, estudiaron Sagitario A, la región H II en el centro galáctico, en longitudes de onda infrarrojas. Observaron que el gas de neón ionizado se arremolinaba alrededor del centro a velocidades tales que la masa en el centro debe ser aproximadamente igual a la de 3 millones de masas soles. Una masa tan grande en un espacio tan pequeño implicaba que el objeto central (la fuente de radio Sagitario A*) contiene un agujero negro supermasivo. Sagitario A* fue uno de los primeros agujeros negros detectados; su masa se ha determinado con más precisión como 4,3 millones de masas solares.
La última gran creación tecnológica de Townes fue el Interferómetro Espacial Infrarrojo con Walt Fitelson, Ed Wishnow y otros. El proyecto combinó tres detectores de infrarrojos móviles alineados por láseres que estudian la misma estrella. Si cada telescopio está a 10 metros del otro, crea una impresión de una lente de 30 metros. Las observaciones de Betelgeuse, un gigante rojo en el hombro de la constelación de Orión, encontraron que está aumentando y disminuyendo en tamaño a una tasa de 1% por año, 15% en 15 años. ISI produce una resolución angular y espacial extremadamente alta. La tecnología también está jugando un papel importante en la búsqueda de vida extraterrestre en colaboraciones con Dan Werthimer de SETI.
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