چراهای زندگی چارلز پله پله از آبی آسمان تا لیزر …

چراهای زندگی چارلز پله پله تا آبی آسمان ...

در سال۱۲۹۳شمسی در گرینویل کالیفرنیای آمریکا پسر بچه ای به اسم چارلز تاونز متولد شد . چارلز از همان کودکی برای هر پدیده ای در آستینش سوالی داشت! در ذهن چارلز باهوش، سوالهای عجیب غریبی در زد و خورد بودند!اما علاوه بر اینکه کنجکاو بود،به فوتبال و شنا هم علاقه داشت. مشوق چارلز برای این کنجکاوی ها، پدرش بود که به چارلز تلنگر میزد که مغزش را آکبند نگه ندارد و تا می تواند برای مطالعه از آن استفاده کند، البته پدر چارلز خودش وکیل بود. چارلز در دوران مدرسه وقتی برای بار اول که در کلاس فیزیک حاضر شد، مغزش مثل ای کیوسان پر از سوال شده بود!!!چارلز هیجان زیادی برای دانستن جواب علامت سوالهای ذهنش داشت و مدام با خودش درگیر بود، حتی موقعی که آب می نوشید با خودش فکر می کرد که چرا آب زلال است؟ یا وقتی در تاریکی شب قدم میزد، دنبال شب میگشت که شب کجا می رود؟ این جوانک سر به هوا حتی فکرش تا آبی آسمان هم رفته! که چرا رنگ آسمان، آبی است؟؟؟

ذهن جستجوگر چارلزچارلز زرنگ با تشویق استادانش و شور و شوقی که خودش برای یادگیری پدیده های طبیعی داشت، مصمم شد که در رشته فیزیک به تحصیل بپردازد. از آنجایی که مخ چارلز خیلی عالی کار می کرد، برای همین در سن ۱۹ سالگی توانست که از دانشگاه دوک فارغ التحصیل شود. بعد از آن هم در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا دکترا گرفت. چارلز نابغه بعد از تمام شدن دکترایش، در سال های ۱۳۱۷ تا ۱۳۲۵ در آزمایشگاه بل در نیوجرسی آمریکا با تحقیقاتش سر و کله میزد! البته در این گیر و دارها چارلز به فکرش افتاد که بهتره ازدواج کند و در سال۱۳۱۹ تصمیمش را عملی کرد که حاصل آن چهار دختر مثل دسته گل به اسم های لیندا، الن، چارلی و هولی بود که در برکلی کالیفرنیا زندگی می کنند. در همان دوران بود که بالاخره ابتکارات چارلز در زمینه مخابرات و رادار به چشم آمد و از دست رنج زحماتش در جنگ جهانی دوم استفاده شد! بعد از مدتی که در آزمایشگاهبل فعالیت داشت، چارلز تصمیم گرفت که به دانشگاه کلمبیا برود و در سالهای بین ۱۳۲۸تا ۱۳۳۰ به عنوان مدیر آزمایشگاه تابش کلمبیا مشغول به کار در مورد مولکول ها و مایکروویو شد.

چارلز و ایده لیزر

در یکی از همین روزها که چارلز برای تفریح به پارکی در واشنگتن رفته بود، درکنار طبیعت زیبا و شکوفه ی گل ها، جرقه ای در ذهنش زده شد برای ساخت لیزر! ممکن است این سوال به ذهنت خطور کند که واقعا لیزر چی هست و چطور کار می کند؟لیزر یک دستگاهی است که می تواند نور را به صورت پرتوهایی موازی و بسیار باریک که طول موج معینی دارند را از خودش ساطع کند. این ایده فکری بعدها منجر به پیشنهاد دستگاهی توسط چارلز شد که می توانست امواج الکترومغناطیسی را در ناحیه ی ریز موج ها در طیف الکترومغناطیسی، تولید و تقویت کند. دستگاهی که به طور خلاصه میزر گفته می شود (لیزر).

چارلز و دستگاه لیزر

نکته جالب اینکه، چارلز تنها آدمی نبوده که این ایده به ذهنش رسیده بلکه کسانی دیگر هم به نتایجی رسیده بودند ولی اسم میزر را چارلز و شاگردانش انتخاب کرده بودند.چهار سال بعد از این ایده، چارلز با برادر همسرش (آرتور لئونارد شالو) که یار غار همدیگر بودند، یک نسخه ی اصلاح شده از این اختراع را برای تقویت پرتور نور بجای انرژی امواج مایکرو ساختند که آزمایشگاههای بل اسم آن را “لیزر” ثبت کردند.تاونز و آرتور باهمدیگر خیلی علاقه داشتند که از لیزر در تحقیقات طیف سنجی استفاده کنند و در تلاش برای ساختن لیزر پیوسته (یکی از انواع لیزرها)بودند. تفاوت میزر و لیزر در این است که میزر وقتی رخ می دهد که مولکولهای یک ابر مولکولی در حالت برانگیخته باشند و تمایل دارند که به حالت پایه برگردند. برای همین هم همان مقدار انرژی را که گرفته اند به صورت فوتون پس می دهند. اما در لیزر، اتم گازی در حال برانگیخته شدن است.

بعدها در سال ۱۳۳۸ یک فیزیکدان و مهندس به اسم تئودر میمن اولین کسی بود که توانست لیزرواقعی را به نمایش درآورد. تئودر با استفاده از یک تکه کوچک یاقوت که توسط لامپ چشمک زن، نورانی می شد، توانست که پالس هایی از پرتو لیزر را تولید کند. همچنین اولین لیزر گازی هم توسط علی جوان، فیزیکدان ایرانی در همان سال ۱۳۳۸ ساخته شد. البته اولین بار طرح اولیه لیزر (میزر) توسط انیشتیندر سال ۱۲۹۴ طی مقاله ای مطرح شده بود. درست یکسال بعد از تولد چارلز، طرح نظری لیزر به ذهن انیشتین رسیده بود که چندین سال بعد هم چارلز آن را به مرحله ظهور رساند.

دستگاه لیزر

کار لیزر به این صورت است که با تابش یک فوتون به یک ذره (اتم،مولکول،یون) برانگیخته، یک فوتون دیگر آزاد می شود که این دوتا فوتون با هم همفرکانس هستند، در صورت ادامه این روند باریکه ای از فوتونها بوجود می آید. شاید این سوال در ذهن بوجود آید که چه فرقی بین لیزر با بقیه نورها است؟ به طور ساده می توان گفت که نور یک موج الکترومغناطیس است که هر موج هم دارای رنگ و روشنایی است و در یک زاویه مشخصی نوسان می کند که به آن قطبش گفته می شود. این ویژگی ها در مورد لیزر هم صدق می کند اما پرتوهای لیزر از هر منبع نوری دیگر موازی تر هستند و تقریبا تمام بخش های پرتو نوری در یک جهت معینی است و بدین ترتیب، پرتو خیلی کم منحرف یا خم می شود. به همین علت در ضخامت های خیلی کم هم می تواند متمرکز شود و در آن محل، انرژی به حدی زیاد می شود که می توان با آن حتی اشیا را برش داد.از کاربردهای لیزر در پزشکی می توان به چاقوی لیزری اشاره کرد، در صنعت هم جوشکاری و برشکاری لیزری را نام برد.در موارد دیگر هم به ردیاب لیزری و تفنگ لیزری اشاره کرد.

کارنامه درخشان چارلز

چارلز توانستدر سال ۱۳۴۲ برنده ی جایزه نوبل فیزیک به صورت مشترک شود. این جایزه بخاطر کوشش و تلاش های زیادی که داشت و باعث پیشرفت علم لیزر شد به او تعلق گرفت. چارلز علاوه بر این جایزه، جوایز ارزنده دیگری هم داشت مثل جایزه تمپلتون و روم فورد. همچنین دارای مدال های افتخاری از دانشگاههای مختلف و موسسات بود. چارلز همچنین مقام استادی در موسسه تکنولوژی ماساچوست را بر عهده داشت ولی بعدها در سال ۱۳۴۵ به دانشگاه برکلی کالیفرنیا رفت و در آنجا به تحقیقاتش ادامه داد. چارلز جستجوگر با توجه به فعال بودنش،توانست که در پروژه اولین فرود انسان به کره ماه هم حضور داشته باشد. چارلز تمایل شدیدی به یادگیری درمورد ستاره شناسی و سیاهچاله هم داشت که تحقیقاتی هم در این باره انجام داد. همچنینچارلز در استفاده از لیزر و میزرها در علم ستاره شناسی پیشقدم بود.چارلز توانست که با کمک همکارانش برای اولین بار جرم سیاهچاله عظیم مرکز کهکشان راه شیری را اندازه گیری کند.شاید جالب باشد که بدانید، چارلز تفکرش درباره جهان هستی این بود که همه چیز به صورت کاملا منظم و با دلیل خاصی در کنار همهستند. چارلز معتقد بود که جهان ما بیهوده خلق نشده است! حتی هر چیزی که ما در ذهنمان فکر می کنیم که بی نظم است، در واقعیت علمی دارای نظم مندی است.

سفرمخترع لیزر به ایران

در سال ۱۳۴۹ چارلز به همراه همسرش فرانسس راهی ایران شدند تا بتوانند در سمپوزیوم( نشستی که در مورد یک موضوع خاصی بحث می کنند) لیزر که نخستین کنفرانس بین المللی لیزر در جهان بود، حضور داشته باشند.
این سمپوزیوم در دانشگاه اصفهان برگزار شد. در این کنفرانس فیزیکدانان جهان از جمله دکتر علی جوان، آرتور لئونارد شالو و دهها فیزیکدان دیگر شرکت داشتند. تواضع چارلز در این کنفرانس همه را متاثر کرد و فیزیکدانان حاضر در آنجا شیفته ی رفتار و اخلاق فروتنانه چارلز شدند.

 

مخترع لیزر در دوران پیری

در سال ۱۳۷۷چارلز زندگینامه خودش را با عنوان”چگونه لیزر ایجاد شد”منتشر کرد . در سال ۱۳۹۳ در برکلی کالیفرنیا آفتاب عمر چارلز غروب کرد و در سن ۹۹ سالگی چشم از جهان فروبست. تا قبل از مرگ، چارلز برای پنج دهه عضو دپارتمان و آزمایشگاه دانشگاه کالیفرنیا در برکلی بود. چارلز با اختراع لیزر توانست که در علم پزشکی، مخابرات و همچنین تفریحات تحولی عظیم بوجود آورد.

مطالب مرتبط

۱ دیدگاه

  1. اردیبهشت ۱۳, ۱۳۹۶

    […] اورانیوم هم شبیه اشعه ایکس مرموز بود!! بکرل به طور کاملا اتفاقی، یک قطعه کوچک از […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *