۲۰/آبان/۱۴۰۵
|
۰۲:۱۱
از اشعه مجهول تا فیبر نوری و دوربین دیجیتال

۱۰۸ سال نوبل فیزیک

چارلز کائو از دانشگاه چینی هنگ‌کنگ و ویلارد بویل و جورج اسمیت از آزمایشگاه بل در ایالات متحده موفق شدند جایزه نوبل فیزیک 2009 را از آن خود کنند. چارلز کائو، نیمی از جایزه امسال را برای کشف تاریخی خود در چگونگی استفاده از فیبرهای نوری برای انتقال پرتوهای نور دریافت کرده است. ویلارد بویل و جورج اسمیت نیز هریک یک‌چهارم جایزه را برای اختراع مدارهای نیمه‌رسانای تصویربرداری یا همان «سی‌سی‌دی»‌ها دریافت کرده‌اند. هریک از برندگان یک لوح نفیس دست‌ساز و یک مدال طلای نوبل که چهره آلفرد نوبل روی آن حک شده دریافت خواهند کرد و مبلغ جایزه که 10 میلیون کرون سوئد (بیش‌از یک میلیون دلار آمریکا) است، به نسبت‌های یادشده بین آنها تقسیم خواهد شد. فیبر نوری در سال 1966 میلادی/ 1345شمسی، چارلز کائو با کشف خود تحولی عظیم در فیبرهای نوری به‌وجود آورد. او موفق شد با محاسبات دقیق، نشان دهد که چگونه می‌توان پرتوهای نور را با استفاده از فیبرهای نوری شیشه‌ای‌ تا مسافت‌های طولانی انتقال داد. او نشان داد که می‌توان با استفاده از رشته‌های نازک شیشه خالص، سیگنال‌های نور را تا فواصل چند صد کیلومتری منتقل کرد و این در مقایسه با ابعاد 20 متری فیبرهای نوری در دسترس در دهه 1960 / 1340 غیرقابل تصور بود. اما این اشتیاق کائو بود که به دیگر پژوهشگران انگیزه داد تا دیگر توانایی‌های بالقوه این ابزار جدید را آشکار کنند؛ به‌طوری که تنها 4 سال بعد، در سال 1970/1349 نخستین فیبر نوری فراخالص تولید شد. فیبرهای نوری امروز در نقش شبکه انتقال اطلاعات، جامعه ارتباطی را تغدیه می‌کنند و اصلی‌ترین بخش ارتباطات پهن‌باند دنیای امروز مانند اینترنت هستند. نور درون رشته‌های نازک از شیشه حرکت می‌کند و تقریبا همه اطلاعات صوتی- تصویری و داده‌ها را در همه جهت‌ها منتقل می‌کند. به کمک این فناوری می‌توان نوشته‌ها، موسیقی، تصویر و ویدئو را در کسری از ثانیه به سراسر جهان منتقل کرد. اگر می‌توانستیم همه فیبرهای نوری زمین را در امتداد یکدیگر قرار دهیم، یک میلیارد کیلومتر درازا می‌یافت که می‌توان با آن تقریبا فاصله زمین تا سیاره زحل را پوشاند. با این همه فیبر نوری می‌توان 25هزار بار زمین را دور زد! حواسمان باشد که این همه، غیر از هزاران کیلومتر فیبرهای نوری است که هر روز تولید می‌شود. دوربین‌های دیجیتال اما دستاورد دیگری که سهمی عظیم در دنیای ارتباطی امروز برعهده دارد، فناوری تولید تصاویر دیجیتال است که نیمی از جایزه نوبل امسال را به خود اختصاص داده است. در سال 1969/1347، ویلارد بویل و جورج اسمیت نخستین فناوری موفق تصویربرداری را با استفاده از حسگرهای دیجیتالی اختراع کردند. این ابزار «سی‌سی‌دی» نام گرفت. «سی‌سی‌دی»‌ها با استفاده از اثر فتوالکتریک کار می‌کنند؛ پدیده‌ای که آلبرت اینشتین توانست آن را به درستی توضیح دهد و جایزه نوبل 1921 / 1300 را از آن خود کند. به کمک این پدیده، پرتوهای نور می‌توانند الکترون‌های مدار آخر برخی عناصر را از آنها جدا کنند و با انرژی دادن به آنها، جریان الکتریکی تولید کنند. اما دردسر طراحی و ساخت حسگر تصویری این بود که در مدت زمانی اندک، سیگنال‌های الکتریکی را از تعداد زیادی نقاط تصویری (پیکسل) گردآوری کرده و می‌‌خواند. «سی‌سی‌دی‌»ها امروزه چشم الکترونیکی اغلب دوربین‌های دیجیتالی هستند. این ابزار توانست با ثبت الکترونیکی تصاویر به‌جای استفاده از فیلم و نگاتیو، انقلابی در عکاسی به‌وجود آورد و با استفاده از قالب‌های دیجیتالی، فرآیند پردازش و توزیع آنها را متحول کند. استفاده گسترده از فناوری «سی‌سی‌دی» در تصویربرداری‌های پزشکی بويژه درعکسبرداری از درون بدن انسان، شرایط بهتری را برای تشخیص و درمان بیماری‌ها فراهم آورده است. عکاسی دیجیتال همچنین به ابزاری بی‌بدیل در بسیاری از عرصه‌های تحقیقاتی تبدیل شده است. «سی‌سی‌دی»، فرصت‌های جدیدی را برای آشکارکردن آنچه تاکنون از نظرها پنهان مانده بود، فراهم کرده و به ما کمک کرده تا تصاویری با شفافیت ایده‌آل را از دوردست‌ترین نقاط عالم گرفته تا ژرف‌ترین نقاط اقیانوس تهیه کنیم. برندگان نوبل فیزیک امسال چارلز کوئن کائو: شهروند ایالات متحده و انگلستان است. او در سال 1933 / 1312 در شانگهای چین متولد شد. در سال 1965 / 1344 توانست دکترای خود را در مهندسی برق از امپریال کالج لندن دریافت کند. وی مدیریت بخش رشته مهندسی برق را در آزمایشگاه‌های استاندارد مخابرات انگلستان برعهده داشت و در سال 1996/1375 بازنشسته شد. ویلارد بویل: ‌ در سال 1924 / 1303 در امهرست کانادا متولد شد. دکترای فیزیک خود را در سال 1950 / 1329 از دانشگاه مک‌گیل کانادا دریافت کرد. آخرین سمت او، مدیر اجرایی بخش علوم ارتباطات در آزمایشگاه‌های بل بود و در سال 1979 / 1358 بازنشسته شد. جورج اسمیت: در سال 1930 / 1319 در وایت‌پلینز نیویورک متولد شد و دکترای فیزیک خود را در سال 1959 / 1338 از دانشگاه شیکاگو دریافت کرد. او در سال 1986 / 1375 بازنشسته شد. همه برندگان نوبل فیزیک جایزه نوبل فیزیک از سال ۱۹۰۱ از سوی آکادمی سلطنتی علوم سوئد به برجسته‌ترین دانشمندان علم فیزیک داده می‌شود. این جایزه بزرگ علمی در مدت ۱۰۸ سال به ۱۸۵ فیزیکدان برجسته دنیا اهدا شده است. اسامی برندگان جایزه نوبل فیزیک در این ۱۰۸ سال به این ترتیب است: ۱۹۰۱ - ویلهلم رونتگن از آلمان برای کشف شگفت‌انگیز پرتوهای «ایکس» ۱۹۰۲ - هندریک لورنتز و پیتر زیمن از هلند به خاطر کشف تاثیر مغناطیس در پدیده‌های رادیواکتیو ۱۹۰۳ - هنری بکرل از فرانسه و پیر و ماری کوری از فرانسه/ لهستان به خاطر کشف مهمی که درباره پدیده‌های رادیواکتیو و ماده رادیوم انجام دادند. ۱۹۰۴ - لرد ریلی از انگلیس به خاطر کشف گاز آرگون. ۱۹۰۵ - فیلیپ لینارد از آلمان به خاطر تحقیقاتی که درباره پرتوهای کاتودی انجام داد. ۱۹۰۶ - جوزف تامسون از انگلیس ۱۹۰۷ - آلبرت میچلسون از آمریکا برای دستگاه‌های نوری و طیف سنج‌های دقیق ۱۹۰۸ - گابریل لیپمن از فرانسه برای کشف متد بازتولید رنگ‌ها به طور فوتوگرافی بر پایه پدیده تداخل نور ۱۹۰۹ - گولیلمو مارکونی از ایتالیا و فردیناند براون از آلمان برای توسعه تلگراف بی‌سیم ۱۹۱۰ - یوهانس دیدریک وان در والس از هلند برای کشف حالت تعادل میان گازها و مایعات (نیروی وان در والس) ۱۹۱۱ - ویلهلم وین از آلمان برای کشف قوانین پرتوهای گرمایی ۱۹۱۲ - گوستاو دالن از سوئد ۱۹۱۳ - هیک کامرلینگ اونس از هلند برای تحقیقاتی که در عرصه خواص ماده در دمای پایین و تولید هلیم مایع انجام داد. ۱۹۱۴ - ماکس فون لائو از آلمان برای کشف تفرق پرتوهای ایکس توسط کریستال‌ها ۱۹۱۵ - ویلیام براگ و لارنس براگ از انگلیس برای تجزیه ساختار بلوری به کمک دستگاه‌های پرتو ایکس ۱۹۱۶ - جایزه‌ای اعطا نشد. وجه جایزه به سرمایه بنیاد نوبل اضافه شد. ۱۹۱۷ - چارلز گلاور بارکلا از انگلیس برای کشف خصوصیات پرتوهای ایکس عناصر ۱۹۱۸ - ماکس پلانک از آلمان برای تلاش‌هایی که در عرصه گسترش فیزیک انجام داد و به خاطر کشف انرژی کوانتومی (ثابت پلانک) ۱۹۱۹ - یوهانس استارک از آلمان ۱۹۲۰ - چارلز ادوارد گولیام از سوییس ۱۹۲۱ - آلبرت اینشتین آلمان/ سوییس، فیزیکدان برجسته تاریخ برای خدماتی که به فیزیک نظری کرد بویژه برای کشف قانون اثر فوتوالکتریک ۱۹۲۲ - نیلز بوهر از دانمارک برای تحقیقات در عرصه ساختار اتم‌ها و پرتوهایی که از آنها ساطع می‌شود. ۱۹۲۳ - رابرت میلیکان از آمریکا ۱۹۲۴ - ‌مان زیگبان از سوئد برای کشف طیف‌سنجی با پرتوهای ایکس ۱۹۲۵ - جیمز فرانک و گوستاو هرتز از آلمان برای کشف قوانینی که برخورد یک الکترون روی یک اتم را تعیین می‌کنند. ۱۹۲۶ - ژان باپتیست پرین از فرانسه ۱۹۲۷ - آرتور کمپتون از آمریکا و سی. تی. آر ویلسون ۱۹۲۸ - اون ریچاردسون از انگلیس برای کشف پدیده ترمیونیک ۱۹۲۹ - لویی دو بروی از فرانسه ۱۹۳۰ - ونکاتا رامان از هند برای کشف اثر گسترش نور ۱۹۳۱ - در این سال جایزه‌ای اعطا نشد. ۱۹۳۲ - ورنر هایزنبرگ از آلمان برای ایجاد مکانیک کوآنتومی ۱۹۳۳ - اروین شرودینگر از اتریش و پل دیراک از انگلستان ۱۹۳۴ - در این سال جایزه‌ای اعطا نشد. ۱۹۳۵ - جیمز چادویک از انگلیس برای کشف نوترون ۱۹۳۶ - ویکتور هس از اتریش برای کشف پرتوهای کیهانی و کارل اندرسون ازآمریکا برای کشف پوزیترون ۱۹۳۷ - کلینتون دیویسون از آمریکا و جورج تامسون از انگلیس برای کشف تجربی تفرق الکترون‌ها از کریستال‌ها ۱۹۳۸ - انریکو فرمی از ایتالیا برای کشف وجود عناصر جدید رادیواکتیو و برای ارتباط واکنش‌های هسته‌ای حاصل از نوترون‌های هسته ۱۹۳۹ - ارنست لارنس از آمریکا از ۱۹۴۰ تا ۱۹۴۲ به دلیل جنگ دوم جهانی جایزه‌ای اعطا نشد. ۱۹۴۳ - اوتو استرن از آمریکا/ آلمان برای توسعه متد پرتوهای مولکولی ۱۹۴۴- ایزیدور ایزاک ربی از آمریکا برای متد رزونانس ثبت خواص مغناطیسی هسته‌های اتم‌ها ۱۹۴۵ - ولفگانگ پائولی از اتریش برای کشف اصل پائولی ۱۹۴۶ - پرسی بریجمن از آمریکا برای اختراع دستگاه تولید فشارهای بالا و برای کشف در عرصه فیزیک در فشار بالا ۱۹۴۷ - ادوارد اپلتون از انگلیس ۱۹۴۸ - پاتریک بلکت از انگلیس برای کشف در عرصه فیزیک هسته‌ای و پرتوهای کیهانی ۱۹۴۹ - هیدکی یوکاوا از ژاپن به خاطر مطالعات نظری درباره نیروهای هسته‌ای ۱۹۵۰ - سسیل پاول از انگلیس برای توسعه متد عکسبرداری از فرآیندهای هسته‌ای ۱۹۵۱ - جان کاک کرافت از انگلیس و ارنست والتون از ایرلند ۱۹۵۲ - فیلیکس بلاچ از آمریکا/ سوییس و ادورار پورسل از آمریکا برای توسعه متدهای جدید در اندازه‌گیری دقیق مغناطیس هسته‌ای ۱۹۵۳ - فریتس زرنیک از هلند برای توسعه متد کنتراست فازی بویژه برای اختراع میکروسکوپ بر پایه کنتراست فازی ۱۹۵۴ - مکس بورن از انگلیس/ آلمان غربی برای تحقیقات بنیادین در مکانیک کوانتومی و والتر بوث از آلمان غربی برای توسعه متد انطباق ۱۹۵۵ - ویلیس لامپ از آمریکا برای کشف ساختار پایینی طیف هیدروژن و پلیکارپ کوش از آمریکا برای تعیین دقیق تکانه مغناطیسی الکترون ۱۹۵۶ - ویلیام شاکلی، جان باردین و والتر براتین از آمریکا برای تحقیقات در عرصه نیمه هادی‌ها و کشف اثر ترا نزیستورها ۱۹5۷ - چن نیگ یانگ و شونگ دائو لی از چین ۱۹۵۸ - پاول چرنکوف، ایل جا فرانک و ایگور تم از اتحاد جماهیر شوروی سابق برای کشف اثر چرنکوف ۱۹۵۹ - امیلیو سژره از ایتالیا/ آمریکا و اون چمبرلین از آمریکا برای کشف آنتی پروتون‌ها 1960- دونالد گلاسر از آمریکا برای اختراع اتاق حباب ۱۹۶۱ - رابرت هافستادتر از آمریکا و رودولف موسبائر از آلمان غربی برای جذب رزونانس پرتوهای گاما ۱۹۶۲ - لو لانداو از اتحاد جماهیر شوروی سابق ۱۹۶۳ - اوژن ویگنر از آمریکا/ مجارستان و ماریا جئوپرت مایر از آلمان و هانس جنسن از آلمان غربی برای کشف ساختار هسته‌ای ۱۹۶۴ - چارلز تاونز از آمریکا، نیکولای باسوف و الکساندر پروخوروف از اتحاد جماهیر شوروی سابق برای کار مهمی که در عرصه الکترونیک کوانتومی و توسعه نوسانگرها و تقویت‌کننده‌های بر پایه اصل میزر - لیزر انجام دادند. ۱۹۶۵ - سین- ایترو توموناگا از ژاپن، ژولین شوینگر و ریچارد فاینمن از آمریکا برای کاری که در عرصه الکترودینامیک کوانتومی و نتایج عمیق آن در فیزیک ذرات ابتدایی برجای گذاشت. ۱۹۶۶ - آلفرد کاستلر از فرانسه ۱۹۶۷ - هانس بث از آمریکا برای توسعه تئوری واکنش‌های هسته‌ای و تولید انرژی در ستارگان ۱۹۶۸ - لوئیس آلوارز از آمریکا ۱۹۶۹ - موری گلمان از آمریکا ۱۹۷۰ - هانس آلف ون از سوئد برای کشف در عرصه مغناطیس هیدرودینامیک و کاربردهای آن در فیزیک پلاسما و لوئیز نیل از فرانسه برای کشف‌های مرتبط با آنتی‌فرومغناطیس که منجر به توسعه فیزیک حالت جامد شد. ۱۹۷۱ - دنیس گابور از انگلیس ۱۹۷۲ - جان باردین، لئون کوپر و رابرت شریفر از آمریکا برای توسعه تئوری ابر‌رسانایی ۱۹۷۳ - لئو اساکی از ژاپن و ایوار جاویر از آمریکا و برایان جوزفسون از انگلیس ۱۹۷۴ - مارتین رایل و آنتونی هویش از انگلیس برای تحقیق در عرصه فیزیک نجوم رادیویی ۱۹۷۵ - آگه بوهر و بن ماتلسن از دانمارک و جیمز رین واتر از آمریکا ۱۹۷۶ - بورتون ریشتر و ساموئل تینگ از آمریکا برای کشف ذرات ابتدایی سنگین ۱۹۷۷ - فیلیپ اندرسون از آمریکا، سر نویل مت از انگلیس و جان ون ولک از آمریکا برای تحقیقات نظری درباره ساختار الکترونیکی سیستم‌های مغناطیسی ناهنجار ۱۹۷۸ - پیوتر کاپیستا از اتحاد جماهیر شوروی سابق و آرنو پنزیاز و رابرت ویلسون از آمریکا برای کشف پرتوهای کیهانی عمق میکروامواج ۱۹۷۹ - شلدون گلاشو از آمریکا، محمد عبدالسلام از پاکستان و استون وینبرگ از آمریکا ۱۹۸۰ - جیمز کرونین و وال فیچ از آمریکا ۱۹۸۱ - نیکلاس بلومبرگن و آرتور شالو از آمریکا برای توسعه طیف سنجی لیزری و کای زیگبان از سوئد ۱۹۸۲ - کنث ویلسون از آمریکا ۱۹۸۳ - سوبرامانیان چاندراسخار از آمریکا/ هند برای مطالعات نظری درباره فرآیندهای فیزیکی که درباره منشأ ساختار تکامل ستارگان توضیح می‌دهد و ویلیام فولر از آمریکا ۱۹۸۴ - کارلو روبیا از ایتالیا و سیمون وان در میر از هلند ۱۹۸۵ - کلاس فن کلیتزینگ از آلمان غربی برای کشف اثر هال کوانتومی ۱۹۸۶ - ارنست روسکا از آلمان غربی برای کار ‌روی الکترونیک نوری و طراحی اولین میکروسکوپ الکترونیکی و گرد بینیگ و هنریش روهرر از آلمان غربی برای طراحی میکروسکوپ اسکنی با اثر تونل ۱۹۸۷ - جورج بدنورز از آلمان غربی و الکس مولر از سوییس برای کشف ابررسانای سرامیکی ۱۹۸۸ - لئون لدرمن، ملوین شوارتز و جک اشتاینبرگر از آمریکا ۱۹۸۹ - نورمن رمزی از آمریکا برای اختراع متد میدان‌های نوسانگرهای مجزا و استفاده از آن در میزر هیدروژنی (میزر: تقویت ماکروویو توسط پخش پرتو تحریک شده) و هانس دملت از آمریکا و ولفگانگ پال از آلمان غربی ۱۹۹۰ - جروم فردمن و هنری کندال از آمریکا و ریچارد تیلر از کانادا ۱۹۹۱ - پی‌یر ژیل دو ژن از فرانسه ۱۹۹۲ - ژرژ شارپا از فرانسه ۱۹۹۳ - راسل هالز و جوزف تیلر ۱۹۹۴ - برترام برکهاوس از کانادا و کلیفورد شال ۱۹۹۵ - مارتین پرل از آمریکا و فردریک راینز از آمریکا ۱۹۹۶ - دیوید لی، داگلاس شروف و رابرت ریچاردسون از آمریکا ۱۹۹۷ - استیون چو از آمریکا، کلاد تانودی از فرانسه و ویلیام فیلیپس از آمریکا ۱۹۹۸ - رابرت لافلین از آمریکا، هورست استومر از آلمان و دانیل تسو از آمریکا ۱۹۹۹ - ژراردوس هوف و مارتیوس ولتمن از هلند برای ساختار کوانتومی فعل و انفعالات الکترونی ضعیف در فیزیک ۲۰۰۰ - ژورز آلفروف از روسیه و هربرت کرومر از آلمان برای توسعه ساختارهای مستقیم نیمه رساناهای استفاده‌شده در الکترونیک سرعت بالا و برای کار درباره فناوری اطلاعات و ارتباطات و جک کیلبی از آمریکا برای اختراع مدارات مجتمع و توسعه فناوری ارتباطات و اطلاعات ۲۰۰۱- اریک کورنل از آمریکا، ولفگانگ کترل از آلمان و کارل ویمن از آمریکا ۲۰۰۲- ریموند دیویس از آمریکا و ماساتوشی کوشیبا از ژاپن برای شناسایی نوترون‌های کیهانی و ریکاردو جاکونی از ایتالیا/ آمریکا برای کشف منابع کیهانی پرتوهای ایکس ۲۰۰۳ - الکسی آبریسکوسوف از آمریکا/ روسیه، ویتالی گینزبورگ از روسیه و آنتونی لگت از آمریکا/ انگلیس ۲۰۰۴ - دیود گراس، هیو پولیتزر، فرناک ویلچک از آمریکا ۲۰۰۵ - روی گلائوبر از آمریکا و جان هال از آمریکا و تئودور هانس از آلمان ۲۰۰۶ - جان متر و جورج اسموت از آمریکا ۲۰۰۷ - آلبرت فرت از فرانسه و پیتر گرانبرگ از آلمان به پاس تحقیقاتی که منجر به کشف مقاومت مغناطیسی قوی شد. ۲۰۰۸ - یویچیرو نامبو از موسسه انریکو فرمی دانشگاه شیکاگوی آمریکا به خاطر کشف مکانیزم شکست خود به خودی تقارن در فیزیک اتمی و ماکوتو کوبیاشی از سازمان برخورد دهنده انرژی در تی سو کوبا در ژاپن و توشی هیده ماسکوا از موسسه فیزیک نظری در دانشگاه کیوتو ژاپن برای کشف منشأ شکست تقارن که توانست موجودیت حداقل 3دسته از کوارک‌ها را در طبیعت به اثبات برساند. ۲۰۰۹ - چارلز کائو به خاطر دستاورد بزرگش در استفاده از فیبرها برای ارسال نور به منظور ایجاد ارتباطات نوری و ویلارد بویل و جورج اسمیت از لابراتوار بل در ایالات متحده آمریکا به دلیل ابداع مدار نیمه رسانای تصویری یا حسگرهایCCD .
ارسال نظر
captcha
پربیننده