از شکافتن اتم تا متر کردن کهکشان

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: «علم، ماجراي تمامي بشريت است براي آموختن، براي زيستن در جهان و شايد براي دوست داشتن آن. براي آنکه جزيي از اين ماجرا باشيم بايد بفهميم، خود را درک کنيم، به اين احساس نزديک شويم که در آدمي ظرفيتي است بسيار بيشتر از آنچه تاکنون حس کرده است، ظرفيتي از امکانات انساني به وسعت نامتناهي… پيشنهاد من اين است که علم را در هر سطح، از پايين ترين تا بالاترين آن، به طريقي بشردوستانه بياموزيم، با نوعي فهم فلسفي، با فهمي اجتماعي و فهمي انساني از سرگذشت و گوهر کساني که اين بنا را ساخته اند، با پيروزي ها، تلاش ها و شکست هايي که داشته اند بياموزيم.»
شايد اين گفته آيزاک رابي، فيزيکدان برجسته و برنده جايزه نوبل فيزيک، بهترين پاسخ را براي سوال «فيزيکدان ها چه مي کنند؟» ارائه دهد. جهاني که ما هم اکنون در سياره اي کوچک در يکي از کهکشان هاي آن زندگي مي کنيم، پر از اسرار و ناشناخته ها است.
انسان از بدو کودکي در مواجهه با شگفتي هاي جهان پيرامون خود با پرسش هايي مواجه مي شود. پرسش هايي کودکانه نظير اينکه چرا ستاره ها پايين نمي افتند؟ رنگين کمان چگونه شکل مي گيرد؟ چرا رعد و برق مي شود؟ و هزاران پرسش ديگر. اما اغلب اشخاص، خيلي زود اين سوال هاي کودکانه را در لابه لاي ديگر مسائل زندگي از ياد مي برند.
شايد مهم ترين وجه تمايز فيزيکدان ها نسبت به بقيه آدم ها اين باشد که آنها اين کنجکاوي هاي کودکانه خود را در برابر عظمت آفرينش، تا آخر عمر همچنان حفظ مي کنند. همان طور که نيوتن در جمله مشهور خود مي گويد؛ «نمي دانم از نگاه ديگران چگونه هستم، اما از نگاه خودم صرفاً به پسرک کوچکي مي مانم که در ساحل دريا مشغول بازي کردن است. هر از چندگاه، قلوه سنگ جالب يا صدف زيبايي را از لابه لاي شن ها پيدا مي کنم و اين درحالي است که اقيانوسي ناشناخته از حقيقت در پيش رويم کشف نشده باقي مانده است.»
بنابراين در يک پاسخ کلي مي توان گفت که کار فيزيکدان ها، کاوش در اين اقيانوس لايتناهي است. آنها اتم ها را شکافته اند، سرزمين هاي اسرارآميز سياره هاي ديگر را جست و جو کرده اند، ابعاد کهکشان را اندازه گرفته اند، آواي آفرينش کيهان را ثبت کرده اند، امکان مسافرت در زمان را بررسي کرده اند، از جهان هاي ديگر سخن گفته اند و هزاران هزار کار شگفت انگيز ديگر. آنها هرچه در کاوش در جهان به پيش رفته اند، گستره کاوش نشده وسيع تري را پيش روي خود ديده اند، گويي که اين اقيانوس ناشناخته انتهايي ندارد. در اين مقاله تصميم داريم با بررسي زندگي، تلاش ها و دستاورد هاي چند تن از بزرگترين دانشمندان و فيزيکدانان با حوزه مختلف پژوهش در فيزيک و دشواري هاي آن آشنا شويم.
نامدارترين فيزيکدان مسلمان، محمد عبدالسلام (1996 - 1926)

محمد عبدالسلام در سال 1304 شمسي در شهر ساهيوال در نزديکي لاهور (که در آن زمان متعلق به هند بود و بعدها جزء پاکستان شد) به دنيا آمد. دوره دبيرستان را در همانجا به پايان برد. محمد 14 سال بيشتر نداشت که در آزمون ورودي دانشگاه پنجاب لاهور شرکت کرد و بالاترين نمره اي را که تاکنون کسي در اين آزمون کسب کرده بود، به دست آورد. پس از اخذ کارشناسي ارشد از اين دانشگاه، موفق به دريافت بورس تحصيلي شد و بدين ترتيب عازم دانشگاه کمبريج انگلستان شد. در کمبريج، عالي ترين نمرات را در رياضيات و فيزيک کسب کرد.
پس از گرفتن دکترا به پاکستان بازگشت و در فاصله سال هاي 1330 تا 1334 شمسي، رياست بخش رياضيات دانشگاه پنجاب را برعهده داشت. پس از آن براي تدريس در امپريال کالج لندن به انگلستان دعوت شد و براي همين مجدداً به انگلستان بازگشت و در آنجا استاد فيزيک نظري شد. عبدالسلام با همکاري فيزيکدان ديگري به نام استيون واينبرگ توانست فرمول بندي واحدي را براي تبيين رفتار دو نيروي بنيادين جهان يعني نيروي الکترومغناطيسي و هسته اي ضعيف ارائه کند. به واسطه ارائه همين نظريه که نظريه الکتروضعيف نام گرفت، جايزه نوبل 1979 فيزيک مشترکاً به عبدالسلام، واينبرگ و فيزيکدان ديگري به نام شلدون گلاشو اهدا شد. نظريه الکتروضعيف، گامي در جهت رسيدن به نظريه اي واحد در فيزيک بود که سعي دارد رفتار تمامي نيروهاي جهان را در قالب رياضي واحدي تبيين کند. محمد عبدالسلام تنها فيزيکدان مسلماني است که تاکنون جايزه نوبل فيزيک را دريافت کرده است. کاوش در اسرار جهان، تنها دلمشغولي عبدالسلام نبود، چراکه او يک دغدغه خاطر ديگر هم داشت و آن، ريشه يابي عقب ماندگي علمي کشورهاي جهان سوم و تلاش براي جبران اين عقب ماندگي بود. با همين آرمان بود که عبدالسلام پس از مدت ها بحث و تکاپو در محافل بين المللي و گفت وگو با سياستگذاران علمي در کشورهاي شمال و جنوب، بالاخره موفق شد در سال 1343 شمسي، مرکز بين المللي فيزيک نظري (ICTP) را در تريست ايتاليا تاسيس کند.
اين مرکز در زير چتر حمايتي يونسکو ولي عمدتاً با پشتيباني مالي ايتاليا به وجود آمد. سال هاست که دانش پژوهان و خصوصاً فيزيکدانان و رياضي دانان کشورهاي در حال توسعه به سهولت به اين مرکز سفر مي کنند و با پيشروترين چهره هاي علمي جهان در شاخه هاي مختلف علمي به بحث و تبادل نظر مي پردازند.
عبدالسلام تا پايان عمر، شخصاً مديريت اين مرکز را برعهده داشت. بايد گفت که حتي اگر عبدالسلام، برنده جايزه نوبل هم نبود، صرفاً به خاطر تاسيس ICTP و سي سال رهبري معنوي اين مرکز، باز هم به چهره اي ماندگار تبديل مي شد.
مرکز بين المللي فيزيک نظري در توسعه علم در بخشي از جهان که شايد به علت اوضاع و احوال اجتماعي و سياسي، همواره نسبت به توسعه علوم پايه بي توجه بوده، تاثير انکارناپذيري داشته است. عبدالسلام در سال 1362 شمسي، فرهنگستان علوم جهان سوم را بنياد نهاد. هدف اين نهاد، شناسايي و ارج نهادن به دانش پيشگان کشورهاي در حال توسعه و کمک به تقليل مشکلات کاري آنها است. اعضاي اين فرهنگستان از ميان دانش پيشگان برجسته کشورهاي در حال توسعه در رشته هاي علوم پايه، پزشکي، کشاورزي و مهندسي انتخاب مي شوند.
عبدالسلام در سال 1367 شمسي نيز شبکه سازمان هاي علمي کشورهاي جهان سوم را تاسيس کرد. اعضاي اين شبکه، وزارتخانه هاي علوم، سازمان ها و شوراهاي علمي، فرهنگستان ها و موسسات تحقيقاتي بزرگ کشورهاي جهان سوم اند. هدف از اين اقدام، گردهم آوردن سياستگذاران عرصه دانش و فناوري در کشورهاي جهان سوم بود، به اين اميد که با تعامل افکار بتوانند راه حل هايي مناسب براي توسعه بومي دانش و فناوري بيابند. از کشور ما نيز وزارت علوم، تحقيقات و فناوري و نيز سازمان انرژي اتمي ايران عضو اين شبکه هستند.
محمد عبدالسلام در سال 1375 شمسي پس از يک عمر تلاش در راه توسعه علم بشر و توسعه علمي جهان سوم، دار فاني را ترک کرد.
در جست وجوي اشباح، فردريک راينز (1998 - 1918) و کلايد کوان (1974 - 1919)

هم اکنون که در حال خواندن اين مطلب هستيد، در هر ثانيه، ميلياردها نوترينو در حال عبور از بدن شما هستند. اغلب اين ذرات شبح گون که به ما مي رسند، در واکنش هاي گرماهسته اي که در قلب خورشيد انجام مي شود، توليد شده اند.
اين نوترينوها از خورشيد به تمامي جهت هاي پهنه کيهان گسيل مي شوند و هيچ چيز جلودار آنها نيست. نوترينوهايي که در مسير حرکت خود به سياره ما مي رسند، از يک طرف وارد کره زمين شده و به راحتي از طرف ديگر آن بيرون مي روند، گويي که هيچ چيز در مسير حرکت آنها نبوده است. محاسبه ها نشان مي دهند که حتي يک سپر فرضي سربي به ضخامت يک سال نوري هم نمي تواند بيش از نيمي از اين نوترينوهاي خورشيدي را متوقف کند. وجود نوترينو براي نخستين بار در سال 1930 توسط ولفگانگ پائولي پيش بيني شده بود.
داستان از اين قرار بود که نتايج آزمايش هاي صورت گرفته بر روي واپاشي بتا، با قوانين مشهور پايستگي انرژي و تکانه جور درنمي آمد. پائولي بر اين باور بود که نقض ظاهري اين دو قانون بدان علت است که در واپاشي بتا، ذره اي شبح مانند نيز توليد مي شود که بدون آنکه با هيچ يک از دستگاه هاي آشکارساز ما برهم کنشي داشته باشد، مقداري از انرژي و تکانه واکنش را با خود مي برد.
رفتار شبح مانند اين ذرات، به دام انداختن آنها را براي فيزيکدان ها غيرممکن کرده بود تا نهايتاً 25 سال بعد، دو فيزيکدان به نام هاي فردريک راينز (Frederick Reines) و کلايد کوان (Clyde Cowan) موفق شدند با کمک گروه تحقيقاتي تحت سرپرستي خود، تعدادي از اين ذرات گريزپا را صيد کنند. دستاورد راينز و کوان، گام مهمي در شناخت فيزيک نوترينوها محسوب مي شد.
اين دستاورد، راه را براي توسعه سيستم هاي آشکارساز نوترينو باز کرد. با توسعه چنين سيستم هايي مشخص شد که نوترينوها علاوه بر قلب خورشيد و ستارگان، در انفجارهاي عظيم ابرنواختري نيز به ميزان بسيار فراوان ايجاد مي شوند. در واقع بيش از 99 درصد انرژي خارق العاده اين انفجارهاي کيهاني توسط نوترينوها حمل مي شود. امروزه مي دانيم که نوترينو، يکي از فراوان ترين ذرات جهان است به طوري که به ازاي هر پروتون، چيزي در حدود يک ميليارد نوترينو در جهان وجود دارد.
با توجه به اهميت بسيار زياد دستاورد راينز و کوان، جايزه نوبل 1995 فيزيک مشترکاً به آنها اهدا شد. (البته کوان در آن زمان زنده نبود ولي نام او در فهرست دريافت کنندگان اين جايزه بزرگ علمي قرار گرفت.) از زمان آشکارسازي اولين نوترينوها تا به امروز، دستگاه هاي آشکارساز نوترينو، روزبه روز پيچيده تر و کامل تر شده اند، تا جايي که امروزه رصدخانه هاي عظيم نوترينو را حتي در زير يخ هاي قطبي و يا اعماق درياها نيز نصب مي کنند. در سايه تلاش هاي اين فيزيکدانان، شگفتي هاي بيشتري از ويژگي هاي اسرارآميز نوترينوها بر بشر آشکار شده است. اکنون مي دانيم که 3 نوع نوترينو در جهان وجود دارد و اينکه نوترينوها برخلاف تصور اوليه، فاقد جرم نيستند بلکه جرم اندکي دارند. اما تمامي اين ويژگي ها، ارتباط تنگاتنگي با بنيادي ترين نظريات موجود در مورد ذرات بنيادي و کيهان شناسي دارند.
از انبساط بادکنک ها تا انبساط جهان، ادوين هابل (1953 - 1889)

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 302]