مختبر كافندش

مختبر كافندش (بالإنجليزية: Cavendish Laboratory)‏ هو قسم الفيزياء في جامعة كامبريدج البريطانية، وجزء من مدرسة الجامعة للعلوم الفيزيائية. تم إفتتاحه كمختبر للتدريس في عام 1874.

أُطلق عليه هذا الأسم تخليداً لذكرى الكيميائي والفيزيائي البريطاني هنري كافنديش نظراً لاسهاماته العلمية المميزة وأيضا بسبب تولّي ويليام كافنديش، دوق ديفونشاير السابع، منصب رئيس الجامعة والذي قام بالتبرع بالأموال لبناء هذا المختبر أسس البروفيسور جيمس كلارك ماكسويل، الذي طور النظرية الكهرومغناطيسية، المختبر وأصبح بذلك أول أستاذ كافنديش للفيزياء.

وقد فاز 29 من الباحثين العاملين بمختبر كافنديش بجوائز نوبل، منذ إنشائه حتى عام 2011.

عام العجائب في معمل كافندش

إن العام الذي يحدث من خلاله العديد من الأشياء المذهلة أحيانا ما يسمى بعام المعجزات. ويمكن القول إن ذلك ينطبق تماما على عام ١٩٣٢ في معمل كافندش الذي يوجد في كامبريدج. ففي ظل قيادة العالم النيوزيلندي النشيط أرنست رذرفورد، الذي تولى إدارة هذا المعمل بعد العالم جوزيف جون طومسون عام ١٩١٩، اجتمعت مجموعة قديرة من الفيزيائيين والفنيين النابغين - كان أكثرهم من الشباب - في أعقاب الحرب العالمية الأولى، ليكرسو كل أوقاتهم من أجل دراسة العلوم الحديثة، وخاصة الفيزياء النووية، التي حلت مكان الفيزياء الذرية، كأحد فروع دراسة الأشياء الدقيقة للغاية. وفي عام ١٩٣٢، تم التوصل إلى ثلاثة اكتشافات كبرى في معمل كافندش، حيث حصل كل من ساهم في هذه الاكتشافات على جائزة نوبل. فقد استطاعت هذه الاكتشافات تغيير اتجاه علم الفيزياء جدير بالذكر أن اثنين من العلماء على الأقل أوضحا تأثرهما بالعالم أرنست رذرفورد.

في عام ١٩٢٠، أعرب العالم رذرفورد عن الفكرة التي مفادها أن الجسيمات غير الحاملة للشحنات الكهربائية تندمج مع البروتونات لتكون نواة الذرة. وفي عام ١٩٣٢ ، عثر مساعده ونائبه جيمس تشادويك على هذه النيوترونات بعد عشر سنوات من العمل المرهق. فعندما اصطدمت نواة عنصر البريليوم الفلزي الخفيف بجسيمات ألفا، انطلق إشعاع نفاذ قوي اعتبره باحثون آخرون أنه أشعة جاما (النشاط الإشعاعي ١٨٩٩). أجرى العالم تشادويك بعض الاختبارات واكتشف أن هذه الأشعة ما هي إلا النيوترونات التي طال أمد البحث عنها. وبما أننا نتناول البحث في العقد الذي تلا تلك الفترة، فقد لعبت النيوترونات دوراً مهما في التفاعلات التي تحدث داخل القنبلة الذرية (الانشطار النووي ١٩٣٨)، كما أن العالم تشادويك نفسه كان له دور رئيسي في مشروع مانهاتن، الذي تسبب في إنتاج أول الأسلحة الذرية.

في العام نفسه، أثمرت اقتراحات العالم رذرفورد؛ حيث إنه افترض من قبل أن الجسيمات السريعة بالفعل مثل البروتونات يمكن أن تنقسم إلى ذرات بكفاءة أعلى من جسيمات ألفا، بل وربما تكشف البروتونات العديد من الأسرار الأخرى. قام الإنجليزي ١٩٣٥ جون كوككروفت وزميله الأيرلندي أرنست والتون بابتكار آلة لإطلاق هذه الجسيمات. واستمر كلاهما في تقسيم نوى ذرات الكثير من العناصر المختلفة، مما أسفر عن تطاير جسيمات ألفا بالإضافة إلى جزيئات أخرى تؤكد محتويات النواة داخل الذرات المختلفة. لقد أطلق على هذه التجربة المحاولة الأولى لانشطار الذرة، بالرغم من ادعاء العالم رذرفورد بأنه أول من قام بفعل ذلك الأمر في عام ١٩١٩ وبالتأكيد كان هذا جزء من طفرة علمية كبيرة في الفيزياء، لاستبدال الآلات الموجودة في ذلك الوقت بالآلات التي تعتمد على الهندسة الكهربائية أكثر من اعتمادها على التشغيل اليدوي التقليدي.

يرجع الفضل في الإنجاز الثالث لمعمل كافندش في عام ١٩٣٢ إلى العالم باتريك بلاكيت، الذي كانت لديه أفكار متشددة في مجال السياسة فضلا عن مستقبله العلمي الكبير في السنوات. التالية لذلك العام. برع ذلك العالم في استخدام آلة "الغرفة السحابية" (ولسون وجايجر ١٩١٢)، التي أوضحت بشكل مرئي المسارات التي تتبعها جزيئات المادة عند تفتتها، مثل هذه الجزيئات التي ظهرت في محاولة العالم رذرفورد لإثبات مدى صحة علم الكيمياء القديمة في عام ١٩١٩ . بعد ذلك، تبنى بلاكيت هذه الأساليب لتصوير مسارات الأشعة الكونية — تلك الجسيمات النشطة القادمة من الفضاء (هس ١٩١٢). فقبل اختراع تلك الآلات وغيرها، كانت الأشعة الكونية تمثل أكثر الجسيمات النشطة المتاحة للدراسة. فبعض هذه الأشعة كانت به طاقة كافية لتكوين جسيمات جديدة من العدم، مثلما حدث مع أزواج الإليكترون والبوزترون التي تنبأ بإنتاجها العالم بول ديراك (١٩٢٨). لقد أظهرت بعض صور العالم بلاكيت اللحظة التي تحدث فيها عملية التكوين، حيث تنحرف مسارات الجسيمين في اتجاهين متضادين.

أسماء باحثي كافنديش الحائزين على جائزة نوبل

اقرأ أيضاً

مجلوبة من «https://3arf.org/w/index.php?title=مختبر_كافندش&oldid=46587»