علی جوان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
علی جوان
علی جوان در سال ۱۳۴۷
زادروز ۵ دی ۱۳۰۵
تهران، ایران
پیشه فیزیک (لیزر گازی)
گفتاورد در انجام هر کاری ببینید قلبتان چه می‌گوید.
جایزه‌ها مدال بنیاد «فه‌نی و جان هرتز»
مدال فردریک ایوز
جایزهٔ جهانی آلبرت اینیشتین


علی جوان (۵ دی ۱۳۰۵، تهران) فیزیکدان و مخترع ایرانی است.

وی نخستین لیزر گازی دنیا که ترکیبی از دو گاز هلیوم و نئون است و به همین نام نیز معروف است را اختراع کرد. این لیزر[۱] از نوع لیزرهای بی خطر به حساب می‌آیدY رنگ آن سرخ است و در آزمایشگاه‌های دانشگاه‌ها برای بررسی پدیده‌هایی مانند تداخل امواج و آزمایش دو شکاف یانگ[۲] کاربرد دارد.

پیشینه[ویرایش]

علی جوان از سن ۵ سالگی شیفته ریاضیات و بازی با اعداد بود.[۳] وی تحصیلات دانشگاهی خود را در دانشگاه تهران انجام داد. سپس در سال ۱۹۴۸ (میلادی) به ایالات متحده آمریکا رفت و تحصیلات خود را در مقطع دکترای فیزیک در دانشگاه کلمبیا ادامه داد. جوان به هنر و به ویژه به موسیقی هم عشق می‌ورزید و در کلاس‌های هنری دانشگاه کلمبیا شرکت می‌کرد. خودش گفته است موسیقی باخ جلوه‌ای از عالم ریاضی است.[۴]

جوان در سال ۱۹۵۸ که عضو گروه تحقیقاتی آزمایشگاه بل بود، اصول لیزر گازی را پایه گذاشت. دو سال بعد، دقیقاً در ساعت ۴ و بیست دقیقه بعداز ظهر دوازدهم دسامبر سال ۱۹۶۰ درحالیکه برف سنگینی شروع به باریدن کرده بود، موفق شد لیزر گازی هلیومنئون را ابداع کند. نام دو تن از همکاران وی «ویلیام به‌نت»[۵] و «دونالد هه‌ریوت»[۶] بود.

جوان فردای آنروز لیزر گازی را بوسیله فرستادن پیغامی تلفنی امتحان کرد و برای نخستین بار در تاریخ، یک مکالمه تلفنی به وسیله یک لیزر نوری انجام شد. تاریخ دقیق آن رویداد، ۱۳ دسامبر سال ۱۹۶۰ بود.

وی در سال ۱۹۶۴ با درجه دانشیاری به عضویت هیات علمی موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در آمد. او در حال حاضر استاد بازنشسته موسسه فناوری ماساچوست در ایالات متحده آمریکا می‌باشد. گرایش وی در فیزیک اتمی–مولکولی و اپتیک است.

لیزر گازی[ویرایش]

لیزرهای گازی نوع ویژه‌ای از لیزر است که در آن گازی درون یک لوله شفاف، مانند لامپ مهتابی، می‌رود. عبور جریان از این لوله باعث رفت‌وآمد فوتون می‌شود. یعنی جریان الکتریکی، برای تولید نور، در یک گاز تخلیه می‌شود. نخستین نوع این لیزرها هلیم–نئون بود که در لیزرهای خانگی و مدارس کاربرد دارد. لیزر گازی جوان نخستین لیزری بود که بصورت مداوم کار می‌کرد و باعث شد که در جهان جلب توجه کرده، پایه‌ای برای تحقیقات بیشتر در این زمینه باشد.

نوع دیگر لیزر، لیزر دی اکسید کربن (CO2)است که می‌تواند نور لیزری بسیار پرقدرت تولید کند و در رادارها بکار برده می‌شود. همچنین، در صنایع جوشکاری و نیز برای ساخت دقیق مواردی که برای بیماران قلبی استفاده می‌شود، قابل استفاده است. در محفظه این لیزر هلیوم و مقداری نیتروژن هم هست. کاز نیتروژن، انرژی الکترودها را ذخیره می‌کند. پس از برخورد مولکول‌های نیتروژن به مولکول CO2 این انرژی انتقال می‌یابد و مولکول‌های CO2 برانگیخته می‌شوند. گاز هلیوم به انتقال ِ انرژی کمک می‌کند و سبب می‌شود تا مولکول‌های دی اکسید کربن زودتر به ترازهای انرژی عادی یا حالت عادی خود برگردند.

لیزر گازی یک نقطه عطف در تاریخ فناوری‌های نوین دنیا به حساب می‌آید. جوان قبل از اختراع لیزر گازی، تئوری لیزر سه سطحی را پایه‌گذاری کرد و اهمیت همگرایی فازی را در این وسیله میکروویو نشان داد. این عمل، ایده لیزر بدون پراکندگی را معرفی کرد و او بعداً این ایده را در استفاده از اثر رامان تحریک شده گسترش داد که نهایتاً منجر به بسط نوظهور رژیم نوری شد.

پژوهش‌های جوان باعث ایجاد بزرگترین تحقیق لیزری در دهه‌های شصت و هفتاد میلادی شد و پس از آن بسیاری از بنیان‌های اولیه در استفاده از لیزر به وقوع پیوست. این بنیان‌ها شامل ابداعات زیادی در زمینه اسپکتروسکوپی لیزری، نخستین استفاده از لیزر برای آزمایش دقیق نسبیت، و ایزوتروپی در فضا؛ ابداع تکنولوژی اندازه‌گیری فرکانسی دقیق در طیف نوری و نخستین ساخت ساعت‌های اتومیک لیزری شد.

علی جوان، جارلز تاونز و آرتور لئونارد شالو[ویرایش]

هنگامی که علی جوان کار روی لیزر گازی را آغاز کرد، دو محقق دیگر چارلز هارد تاونز (استادش) و آرتور لئونارد شالو راهی دیگر را برای دستیابی به لیزر پی گرفتند. نظریه آنها مبنی بر این اساس بود که نور لیزرها را می‌توان توسط مکش با یک منبع نور زیاد استخراج کرد؛ نظریه‌ای که اکنون به عنوان «پمپ کردن لیزرهای نوری» شناخته می‌شود. جوان اما به جای استفاده از یک منبع نور قوی، از جریان‌های برقی که انرژی الکتریکی را تبدیل به نور لیزری می‌کند، استفاده کرد.

نام علی جوان در کنار بزرگان فیزیک جهان همانند تئودور میمن، نیکولای باسوف، گوردون گولد، آرتور لئونارد شالو، رابرت دیک، سی کومار ان پاتل (لیزرشناس هندی)، احمد زویل (دانشمند مصری که جایزه شیمی نوبل را در سال ۱۹۹۹ برد)، دنیس گابور، (برنده نوبل فیزیک در سال ۱۹۷۱)، نیکلاس بلومبرگن، چارلز هارد تاونز و الکساندر میخایلوویچ پروخورف در تاریخ علم ثبت شده است.

نخستین سمپوزیوم لیزر[ویرایش]

اصفهان، نخستین سمپوزیوم لیزر جهان
سپتامبر ۱۹۷۱، اجتماع ۷۰ نفری فیزیکدانان جهان

در سال ۱۹۷۱ بسیاری از فیزیکدانان جهان، از جمله علی جوان، چارلز هارد تاونز (برنده جایزه نوبل فیزیک)، الکساندر میخایلوویچ پروخورف، (برنده جایزه نوبل فیزیک)، سرجیو پریرا پورتو،[۷] نیکولاس برومن برگن، بوریس استوچف،[۸] پییریاکویی نوت،[۹] رایموند کیدر،[۱۰] آرتور لئونارد شالو... و ده‌ها فیزیکدان دیگر به ایران (اصفهان) آمدند و در نخستین سمپوزیوم لیزر (سمپوزیوم در فیزیک بنیادی و کاربردی لیزر، اصفهان)، شرکت نمودند. در مورد این سمپوزیوم علاوه بر[۱۱] گزارش Atomic Coherent States in Quantum Optics و کتاب[۱۲] Highly Excited States of the Helium یک کتاب کوچک ۱۳۳ صفحه‌ای از «آبراهام هرتزبرگ» با عنوان Developments in High Power Laser Research و یک جزوه ۱۸ صفحه‌ای[۱۳] که «ویلیام ژوزف کوندل»[۱۴] منتشر نموده، کتاب قطوری هم در ۹۶۰ صفحه منتشر شده است.[۱۵]

در این مجمع علمی از تلاش‌های تئودور میمن کاشف لیزر جامد یاد شد. در نخستین سیمپوزیوم لیزر در مورد تحقیقات نظری مبنی بر امکان نشر لیزری در ناحیه پرتو ایکس تبادل نظر شد و جوان درباره رزونانس‌های اتمی و مولکولی در بیناب نمایی لیزری صحبت کرد و از جمله یادآور شد که امروزه می‌توان پهنای وسیعی از بسامدهای امواج الکترو مغناطیس درگسترهٔ کهموج‌ها[۱۶] (ماکروویو) تا فرو سرخ دور و فروسرخ نزدیک را ترکیب و مقایسه کرد و با کمک روش‌های شناخته شده، گستره این بیناب را به ناحیه مرئی کشید.

علی جوان در این گردهمایی گفت که اکنون امیدوارانه به دنبال آن هستیم که در دههٔ کاربرد بیناب نمایی و دستیابی به دقت در اندازه‌گیری با مرتبه‌های بسیار بالا، از این شیوه‌ها بهره‌برداری کنیم. برای این کار باید به عناصر ساده باز گردیم و بیناب آنها را دوباره بررسی کنیم. اتم هیدروژن و هلیوم خنثی و یونیده باید دوباره مورد بررسی قرار گیرند. این کار مطمئناً به تعیین دگربارهٔ ثابت پایای ریدبرگ[۱۷] و دیگر ثابت‌ها و فرایندهای بنیادین، با دقتی بیشتر منجر می‌شود و به زودی مقدار نهایی سرعت نور را به دست خواهیم آورد. این امر به همراه توانایی ما در اندازه‌گیری دقیق بسامد در ناحیه مرئی و فروسرخ منجر به دستیابی به ساعت‌های اتمی بسیار پیشرفته خواهد شد. این موفقیت می‌تواند آزمون‌های بهتری در ارتباط با قوانین بنیادین طبیعت و حتی پیش بینی‌هایی از نسبیت عام را به دست دهد.[۱۸]

این سیمپوزیوم ۲۹ آگوست – ۵ سپتامبر ۱۹۷۱ با حمایت دانشگاه آریامهر تهران و با همکاری دانشگاه اصفهان و موسسهٔ فناوری ماساچوست (MIT) در دانشگاه اصفهان برگزار شد.

افتخارات[ویرایش]

  • علی جوان عضو آکادمی ملی علوم و آکادمی هنر و علم آمریکا و عضو افتخاری موسسه تریسته[۱۹] Trieste برای ترویج علوم است.
  • جوان شاگرد پروفسور جارلز تاونز است که در سال ۱۹۶۴ به همراه الکساندر میخایلوویچ پروخورف و نیکولای گنادیویچ باسوف جایزه نوبل فیزیک] را دریافت کردند.
  • جوان در سال ۱۹۶۰ موفق به اختراع لیزر گازی شد و در سال ۱۹۶۴ برای تحقیقات در زمینه لیزرهای گازی، مدال استوارت بالنتاین[۲۰] را از انستیتو فرانکلین دریافت نمود.
  • در سال ۱۹۶۶ برنده مدال بنیاد «فه‌نی و جان هرتز»[۲۱] شد و به عنوان Guggeheim Fellow شناخته شد.
  • این فیزیکدان ایرانی در سال ۱۹۷۵ مهم‌ترین نشان انجمن نورشناسی آمریکا یعنی مدال فردریک ایوز[۲۲] را از انجمن اپتیکال دریافت کرد. در جمله‌ای که در کنار این نشان حک شده‌است از آقای جوان به خاطر «پدید آوردن یک دستگاه نورشناختی (لیزر گازی) با کاربردهای بی‌سابقه در پژوهش‌های علمی» قدردانی فراوان شده‌است.
  • در سال ۱۹۷۹ به عنوان Humbolt Foundation Fellow شناخته شد.
  • جوان در سال ۱۹۹۳ جایزهٔ علمی جهانی آلبرت اینشتین را دریافت نمود.
  • مجدداً در سال ۱۹۹۵ به عنوان Humbolt Foundation Fellow شناخته شد.
  • او همچنین در سال ۲۰۰۷ رتبه دوازدهمین انسان نخبه را در جهان از سوی نشریه تلگراف کسب کرد.[۲۳]

[۲۴]

منابع[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. لیزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation می‌باشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است. نخستین لیزر جهان توسط تئودور مایمن اختراع گرذید و از یاقوت در ان استفاده شده بود در سال ۱۹۶۲ پرو فسور علی جوان نخستین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود وبعدها نوع سوم و چهارم لیزرها که لیزرهای مایع ونیمه رسانا بودند اختراع شدند.
  2. Double-slit experiment توماس یانگ در سال ۱۸۰۳ به آزمایشی دست زد که نتیجه آن تایید فرضیه موجی هویگنس درباره ماهیت نور بود. آزمایش یانگ مربوط به نوری است که از دو شکاف باریک می‌گذرد و نوارهای تاریک و روشن را به وجود می‌آورد. قبول این مطلب که چگونه جمع دو نور تاریکی را به وجود می‌آورد، به سادگی ممکن نبود، ولیکن نتیجه آزمایش یانگ، صحت فرضیه موجی بودن نور و پدیده تداخل امواج نور را تایید کرد.
  3. گفتگو با Betty Blair با عنوان: Scientist Who Made a Difference
  4. Scientists Who Made A Difference - Ali Javan: The Gas Laser and Beyond by Ali Javan with Betty Blair
  5. William Bennett
  6. Donald Herriott
  7. Sergio Pereira da Silva Porto
  8. Boris P. Stoicheff
  9. Pierre Jacquinot
  10. Raymond E. Kidder
  11. Atomic Coherent States in Quantum Optics
    Arecchi, F. T. ; Courtens, E. ; Gilmore, R. ; Thomas, H.
    Fundamental and Applied Laser Physics, Proceedings of the Esfahan Symposium held August 29 to September 5, 1971.
    New York, NY, 1973, p.835
  12. Highly Excited States of the Helium Atom
    Lamb, W. E. , Jr. ; Mader, D. L. ; Wing, W. H.
    Fundamental and Applied Laser Physics, Proceedings of the Esfahan Symposium held August 29 to September 5, 1971.
    New York, NY, 1973, p.523
  13. Esfahan Symposium on Fundamental and Applied Laser Physics, Held in Esfahan, Iran on 29 August-5 September 1971
  14. William J. Condell
  15. مشخصات کتابی که در مورد سمپوزیوم لیزر در دانشگاه اصفهان در سال ۱۹۷۱ برگزار شد این است:
    TITLE: Fundamental and applied laser physics; proceedings of the Esfahan Symposium, August 29 to September 5, 1971. Edited by Michael S. Feld, Ali Javan [and] Norman A. Kurnit.
    TYPE: Book
    PUBLISHED: New York, Wiley [1973]
    DESCRIPTION: xiii, 952 p. illus. 23 cm. A WileyInterscience publication. Includes bibliographical references.
    ISBN: 047125701X
    RELATED: Feld, Michael S. , 1940 ed. Javan, Ali, 1926 ed. Kurnit, Norman A. , 1939 ed
    .SUBJECTS: Quantum electronicsCongresses. LasersCongresses. Spectrum analysisCongresses.
    LOC CLASSIFICATION: QC680 .F86
    DEWY DECIMAL #: 535.5/8


    This copy located at the Library of Congress. 535.5/8

  16. کهموج به امواج با طول بین ۱۰۰ میکرون تا یک متر گفته می‌شود. این گروه طولانی‌ترین دسته از امواج کاهنربائی هستند که در سنجش از دور کاربرد دارند.
  17. ثابت ریدبرگ Rydberg constant، یکی از ثابت‌های مهم در فیزیک هسته‌ای است که از فرمول زیر به دست می‌آید:
    R_\infty = \frac{m_e e^4}{(4 \pi \epsilon_0)^2 \hbar^3 4 \pi c} = \frac{m_e e^4}{8 \epsilon_0^2 h^3 c} = 1.0973731568525(73) \cdot 10^7 \,\mathrm{m}^{-1}
  18. proceedings of the Esfahan Symposium, August 29 to September 5, 1971
    ed. : Feld, Michael S. ,
    ed. : Javan, Ali,
    ed. : Kurnit, Norman A. ,
  19. موسسه پژوهشی فیزیک نظری عبدالسلام در تریسته در ایتالیا
  20. Stewart Ballentine
  21. Fany & John Hertz Foundation
  22. Fredrick Ives
  23. «Top 100 living geniuses». The Telegraph، 28 October 2007.