Σαν σήμερα ... 1961, η ΝΑΣΑ εκτόξευσε στο διάστημα τον πρώτο ζωντανό οργανισμό που κατάφερε να επιστρέψει σώος στη Γη.

Ο χιμπατζής Ham λίγο πριν την πτήση του.

Σαν σήμερα, στις 31 Ιανουαρίου 1961, η ΝΑΣΑ εκτόξευσε στο διάστημα τον πρώτο ζωντανό οργανισμό που κατάφερε να επιστρέψει σώος και αβλαβής πίσω στη Γη. Ήταν ένας χιμπατζής, ο Ηam, ένας πρωτεύον οργανισμός που είχε πολλές γενετικές ομοιότητες με τους ανθρώπους.  

Ας πάμε όμως λίγο πίσω στο χρόνο.

Περίπου 3 χρόνια νωρίτερα, στις 3 Νοεμβρίου 1957, οι Σοβιετικοί είχαν εκτοξεύσει στο διάστημα με το δορυφόρο Σπούτνικ 2 την πασίγνωστη πλέον σκυλίτσα Λάικα (ρωσ.  Лайка - "αυτή που γαβγίζει"). Την είχαν μαζέψει από τους δρόμους της Μόσχας ώστε να είναι ανθεκτική σε πιθανές χαμηλές θερμοκρασίες, όμως τελικά πέθανε από θερμοπληξία λίγο μετά την εκτόξευση, επειδή παρουσιάστηκε μία βλάβη στο σύστημα θερμομόνωσης και εξαερισμού του σκάφους, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία στον χώρο που βρισκόταν η Λάικα να ξεπεράσει τους 40 ⁰C.

Ο Ham στη διάρκεια της εκπαίδευσής του.
(Φωτό: ΝΑΣΑ)

Το 1958 η ΝΑΣΑ αποφάσισε να εκπαιδεύσει και να στείλει στο διάστημα ως πειραματόζωο έναν χιμπατζή, καθώς μπορεί να θεωρηθεί πολύ κοντινός «συγγενής» του ανθρώπου. Στόχος ήταν όχι μόνο να πάει με ασφάλεια στο διάστημα, αλλά να επιστρέψει ζωντανός, ώστε να πετύχουν εκεί που είχαν αποτύχει οι Σοβιετικοί.

Στα πλαίσια αυτού του προγράμματος η ΝΑΣΑ  ξεκίνησε στη στρατιωτική βάση Holloman Air Force Base την εκπαίδευση 40 χιμπατζήδων, μεταξύ των οποίων ήταν και ο Ηam που τελικά επελέγη. Ο Ham είχε γεννηθεί τον Ιούλιο του 1956 στο Καμερούν και στη συνέχεια βρέθηκε στο ζωολογικό κήπο Rare Bird Farm του Μαϊάμι απ' όπου τον πήρε η ΝΑΣΑ στις 9 Ιουλίου1959. 

Ο Ham πήγε στο διάστημα σε μια παρόμοια κάψουλα.
7 τέτοιες κάψουλες υπάρχουν στο
Smithsonian National Air and Space Museum.

Και όταν μιλάμε για εκπαίδευση εννοούμε την κανονική εκπαίδευση που περνούσαν και οι υπόλοιποι αστροναύτες της NAΣA και τις ίδιες ιατρικές εξετάσεις. 
Οι χιμπατζήδες είχαν ενταχθεί σε πρόγραμμα προετοιμασίας που διήρκεσε περίπου τρία χρόνια. Είχαν μάθει να ανταποκρίνονται με απλές ασκήσεις σε ήχους και φώτα. Οι επιστήμονες έθεσαν τους χιμπατζήδες σε δοκιμασίες με μηχανήματα για να καταγράψουν τις αντοχές τους σε διάφορα επίπεδα βαρύτητας, θερμοκρασίας και ταχύτητας. Από τους 40 χιμπατζήδες επελέγησαν 18 και στη συνέχεια 6. Μέσα από το πρόγραμμα εκπαίδευσης με επιβραβεύσεις (μπανάνες) ή τιμωρία (ρεύμα χαμηλής τάσης στα πέλματα των ποδιών), ο Ham κατάφερε να αντιδρά σωστά στις συνθήκες που είχε να αντιμετωπίσει και έτσι βρέθηκε να είναι ο πρωταγωνιστής στο πρόγραμμα "Mercury" ("Ερμής") της ΝΑΣΑ. 

Η εκτόξευση του Mercury-Redstone 2
με τον Ham στη διαστημική κάψουλα.

Στη διάρκεια της εκπαίδευσής του ήταν ο αριθμός "65" ή ο "Chop Chop Chang" για όσους τον χειρίζονταν. Το όνομα ΗΑΜ του δόθηκε μετά την επιτυχημένη επιστροφή από την αποστολή του και αποτελεί ακρωνύμιο του ιατρικού κέντρου Holloman Aerospace Medical Center που βρισκόταν μέσα στη στρατιωτική βάση, στο Νέο Μεξικό. Η τελική φάση της εκπαίδευσής του έγινε υπό την άμεση επίβλεψη του νευροεπιστήμονα Joseph V. Brady. Ένα μέρος της εκπαίδευσής του έγινε και στο ιστορικό κτίριο Hangar S του Κανάβεραλ.

Υπήρχε και αντικαταστάτης του Ηam, μια θηλυκή χιμπατζής, η Μίνι. 

Αυτοκόλλητο για τον Ham ή αλλιώς Chop Chop Chang.

Εκείνο το πρωινό στις 31 Ιανουαρίου 1961, αφού ο Ηam έφαγε γάλα με δημητριακά, μισό αυγό και τις βιταμίνες του, τοποθετήθηκε σε μία κάψουλα (νούμερο 5) υπό πίεση,  στερεωμένος με ιμάντα. Η κάψουλα ήταν κατασκευασμένη από αλουμίνιο και υαλοβάμβακα, με δύο παράθυρα από πλεξιγκλάς. Οι διαστάσεις της ήταν 101,6 x 50,8 x 40,64 εκατοστά και είχε κατασκευαστεί από την McDonnell Aircraft Corp. Η κάψουλα είχε τοποθετηθεί μέσα στο θάλαμο του διαστημικού σκάφους. 
Το διαστημικό σκάφος εκτοξεύθηκε από το ακρωτήριο Κανάβεραλ (πλατφόρμα εκτόξευσης LC-5) σε ύψος 253 χιλιομέτρων πάνω από τη Γη, αρκετά περισσότερο από τα 185 χιλιόμετρα που ήταν το αρχικό σχέδιο, επειδή ο πύραυλος εκτόξευσης απέκτησε μεγαλύτερη επιτάχυνση από την προβλεπόμενη. 
Η εκτόξευση έγινε με πύραυλο του τύπου Mercury-Redstone 2 (MR2) στις 16:55 UTC (ώρα Ελλάδος 18:55).

Η περίφημη "χειραψία" καλωσορίσματος.
Μετά την πτήση, ο κυβερνήτης του πλοίου
περισυλλογής USS Donner υποδέχεται τον Ham.

Μέσα από μία κάμερα που είχε τοποθετηθεί στην κάψουλα, οι άνθρωποι της ΝΑΣΑ παρακολουθούσαν τις αντιδράσεις του Ηam στο ταξίδι του στο διάστημα, που κράτησε περίπου έξι λεπτά, με ταχύτητα που άγγιξε τα 9.426 χιλιόμετρα την ώρα. Κατά τη διάρκεια της πτήσης δημιουργήθηκε μερική αποσυμπίεση στην κάψουλα, αλλά η στολή προστάτεψε τον Ηam.   

16 λεπτά και 39 δευτερόλεπτα μετά την εκτόξευσή του (17:12 UTC) κατάφερε να επιστρέψει ζωντανός, περνώντας πλέον στην ιστορία. Δεν είχε υποστεί κανένα τραυματισμό ή άλλο πρόβλημα υγείας, πέρα από ένα μελάνιασμα της μύτης του.

Προσθαλασσώθηκε στα ανοιχτά του Κανάβεραλ  στον Ατλαντικό Ωκεανό και οι διασώστες τον επιβράβευσαν με ένα μήλο και μισό πορτοκάλι όταν έφτασαν στο πλοίο διάσωσης.

Το τεύχος του περιοδικού LIFE αφιερωμένο  

στην πτήση του Ham (έκδοση10 Φεβρουαρίου 1961).

Ο Ηam αφού έφερε εις πέρας την αποστολή του, μεταφέρθηκε στο Εθνικό Ζωολογικό Πάρκο της Ουάσιγκτον DC όπου έζησε για 17 χρόνια. Άφησε την τελευταία του πνοή σε ηλικία 26 χρονών στο ζωολογικό πάρκο της Βόρειας Καρολίνας στις 19 Ιανουαρίου του 1983. Ο τάφος του βρίσκεται στο Μουσείο Ιστορίας του Διαστήματος στο Alamogordo  του Νέου Μεξικού. 

Ο τάφος του Ham στο Μουσείο Ιστορίας του Διαστήματος.

Παρά το γεγονός ότι οι Αμερικανοί είχαν περάσει ένα βήμα μπροστά από τους Σοβιετικούς στην κατάκτηση του διαστήματος, οι Σοβιετικοί δεν το θεώρησαν επιτυχία, καθώς υποστήριξαν ότι η πτήση δεν μπήκε σε τροχιά. Όμως, όπως και να έχει επισπεύσανε τις διαδικασίες αποστολής ανθρώπου στο διάστημα καθώς καταλάβαιναν ότι το αντίπαλο στρατόπεδο ήταν πολύ κοντά σε αυτό το εγχείρημα. 

Έτσι, 72 ημέρες μετά τον Ηam, στις 12 Απριλίου 1961 ο Γιούρι Γκαγκάριν γινόταν ο πρώτος άνθρωπος σε επιτυχημένη  αποστολή στο διάστημα. 

Ένα μήνα αργότερα,  στις 5 Μαΐου 1961 ακολούθησαν οι Αμερικανοί με τον Άλαν Σέπαρντ, να γίνεται ο πρώτος Αμερικανός στο διάστημα.

Το σήμα (logo) των αποστολών Mercury.

Περισσότερο υλικό μπορείτε να βρείτε στις παρακάτω αναρτήσεις.

• Βίντεο με θέμα "Η ιστορία του HΑΜ: Ο πρώτος χιμπατζής στο διάστημα".

• Το κεφάλαιο "Ham Paves the Way" ("Ο Χαμ δείχνει τον δρόμο¨) από την έκδοση της ΝΑΣΑ "This New Ocean: A History of Project Mercury" ("Αυτός ο Νέος Ωκεανός: Η Ιστορία του Προγράμματος Mercury"), μας εξηγεί γιατί επελέγησαν χιμπατζήδες για διαστημικές πτήσεις.

• Έκδοση της ΝΑΣΑ με τίτλο: "A Brief History of Animals in Space" ("Σύντομη Ιστορία των Ζώων στο Διάστημα").

Πηγή: Today in Science History

Σαν σήμερα ... 1926, γεννήθηκε ο Πακιστανός νομπελίστας φυσικός Abdus Salam.

Mohammad Abdus Salam

Σαν σήμερα, στις 29 Ιανουαρίου 1926, γεννήθηκε στην Jhang, μια μικρή πόλη στο  Punjab (Παντζάμπ) του σημερινού Πακιστάν ο θεωρητικός φυσικός Mohammad Abdus Salam (Μοχάμεντ Αμπτούς Σελάμ), ο  πρώτος Πακιστανός που πήρε βραβείο Νόμπελ.  

Ο Salam από πολύ νεαρή ηλικία διακρίθηκε για το λαμπερό πνεύμα του και τα επιτεύγματά του. Σε ηλικία μόλις 14 ετών, παίρνοντας την υψηλότερη βαθμολογία που έχει καταγραφεί ποτέ στις εξετάσεις εγγραφής στο Πανεπιστήμιο της Λαχόρης, είδε ολόκληρη την πόλη να τον καλωσορίζει. Γράφτηκε στο Κυβερνητικό Πανεπιστημιακό Κολέγιο της Λαχόρης για να σπουδάσει τη γλώσσα Urdu και Αγγλική λογοτεχνία και βέβαια διακρίθηκε. Σύντομα όμως ξεκίνησε να σπουδάζει Μαθηματικά και το 1944 πήρε το πτυχίο του.  

Ακολουθώντας την επιθυμία του πατέρα του προσπάθησε να διοριστεί στην υπηρεσία τρένων της Ινδίας (Indian Railways), αλλά απορρίφθηκε στα τεστ όρασης. Έτσι, συνέχισε  στο πανεπιστήμιο της Λαχόρης τις σπουδές του στα Μαθηματικά, παίρνοντας μάστερ το 1946. 

Ο Abdus Salam σε νεαρή ηλικία. 
(ICTP Photo Library)

Τον ίδιο χρόνο, κερδίζοντας μια υποτροφία, γράφτηκε στο Κολέγιο St. John στο  Cambridge. Το 1949 πήρε πτυχίο ΒΑ στα Μαθηματικά και τη Φυσική κερδίζοντας τιμητικές διακρίσεις. Το 1950 έλαβε το βραβείο Smith από το πανεπιστήμιο του Cambridge για την πιο ξεχωριστή προδιδακτορική εργασία στη Φυσική.  

Παρότι ο Fred Hoyle τον συμβούλεψε να παραμείνει ένα χρόνο ακόμη για να εργαστεί στο Εργαστήριο Cavendish του Cambridge, ο Salam επέστρεψε στην Jhang. Όμως το Punjab τού ανανέωσε την υποτροφία κι έτσι επέστρεψε στο Cambridge. Το 1951 δημοσιεύθηκε το διδακτορικό του στη Θεωρητική Φυσική, με αντικείμενο της θέσης του την Κβαντική Ηλεκτροδυναμική. Στη διάρκεια του διδακτορικού του πρόλαβε να επιλύσει ένα πρόβλημα που είχαν αντιμετωπίσει ο Dirac και ο Feynman. Έτσι, τράβηξε το ενδιαφέρον του Bethe, του Oppenheimer και του Dirac.

Ο Abdus Salam φοιτητής στο Cambridge
σε ηλικία 21 ετών (ICTP Photo Library).

Το 1952 επέστρεψε στη Λαχόρη και έμεινε μέχρι το 1954. Έγινε καθηγητής Μαθηματικών στο Κυβερνητικό Πανεπιστημιακό Κολέγιο της Λαχόρης και στη συνέχεια στο γειτονικό  Πανεπιστήμιο του Παντζάμπ. Είχε έρθει πίσω με την πρόθεση να ιδρύσει ένα σχολείο έρευνας, αλλά σύντομα έγινε σαφές ότι αυτό ήταν αδύνατο. Έτσι, δίδαξε Κβαντική Μηχανική σε πρόγραμμα έξω από αυτό του πανεπιστημίου.

Το 1954 ο Salam επέστρεψε στο Κολέγιο St. John ως καθηγητής Μαθηματικών.

Το 1957 δέχτηκε θέση στο Imperial College του Λονδίνου και πλέον είχε τη δυνατότητα να στήσει με τον Paul Matthews το τμήμα Θεωρητικής Φυσικής του Κολεγίου. Σύντομα έγινε ένα από τα πιο διακεκριμένα ερευνητικά κέντρα και περιέλαβε στους κόλπους του μεγάλα ονόματα στο χώρο της Φυσικής όπως ο Steven Weinberg, ο Tom Kibble, ο Riazuddin  (μαθητής του από τη Λαχόρη) κλπ.

Ο Abdus Salam (από το Famous Scientists)

Το 1959, σε ηλικία μόλις 33 ετών, ο Salam έγινε ένα από τα νεαρότερα μέλη της Royal Society του Λονδίνου. Σε όλο αυτό το διάστημα βοηθούσε Πακιστανούς φοιτητές να συνεχίσουν τις σπουδές τους στο Cambridge και στο Imperial College.

Την ίδια χρονιά πήγε με υποτροφία στο Πανεπιστήμιο του Princeton, όπου είχε την ευκαιρία να παρουσιάσει στον Oppenheimer την ερευνητική του εργασία σχετικά με τα  νετρίνα.  

Ο Abdus Salam (καθ., 4ος από αριστ.) με τους συνεργάτες του 
στο Imperial College (φωτό του Imperial College).

Το 1960 επέστρεψε στο Πακιστάν και ανέλαβε την οργάνωση της έρευνας στην Ατομική και Πυρηνική Φυσική για τη χώρα του.

Το 1964 ανέλαβε τη διεύθυνση του Διεθνούς Κέντρου Θεωρητικής Φυσικής (ICTP) στην Τεργέστη της Ιταλίας, διατηρώντας συγχρόνως τη θέση του στο Imperial College. Το Κέντρο αυτό έχει δώσει τη δυνατότητα σε χιλιάδες νέους φυσικούς από αναπτυσσόμενες χώρες να συμμετάσχουν σε σύντομες, εντατικές περιόδους έρευνας και διεθνούς επικοινωνίας. 

Ο Abdus Salam εγκαινιάζει το Διεθνές Κέντρο Θεωρητικής 
Φυσικής (ICTP) στην Τεργέστη (ICTP Photo Library).

Οι εργασίες του Salam υπήρξαν αποφασιστικές στην ανάπτυξη της σύγχρονης Θεωρητικής Φυσικής. Η συνεισφορά του στην επιστημονική έρευνα υπήρξε πολυεπίπεδη.

Το 1979 μοιράστηκε εξίσου το βραβείο Νόμπελ Φυσικής με τους Steven Weinberg και Sheldon Glashow, "για την συμβολή τους στη θεωρία της ενοποιημένης ασθενούς και ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των στοιχειωδών σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένης, μεταξύ άλλων, της πρόβλεψης του ασθενούς ουδέτερου ρεύματος".
Τον Ιανουάριο του 1983, στο CERN είχαμε την πρώτη παρατήρηση των φορέων της ασθενούς αλληλεπίδρασης W⁺ και W^-, με μάζες γύρω στα 81 GeV. 10 μήνες αργότερα ανιχνεύτηκαν και τα ουδέτερα σωματίδια Ζ⁰ με μάζα περίπου 93 GeV.

Γραμματόσημο που τύπωσε το Πακιστάν 
το 1998 για να τιμήσει τον Abdus Salam.

Η εργασία των Salam,  Weinberg και Glashow στην ενοποίηση της ασθενούς πυρηνικής με την ηλεκτρομαγνητική δύναμη, είναι ένα επίτευγμα ανάλογο αυτού των Maxwell και  Αϊνστάιν  στον κλασικό ηλεκτρομαγνητισμό.

Αξίζει να αναφέρουμε ότι ο Salam θεωρούσε τον εαυτό του ταπεινό μαθητή του Αϊνστάιν, βαθύτατα επηρεασμένος, όχι μόνο από την επιστημονική σκέψη, αλλά και από το παράδειγμα ζωής του δασκάλου του.

Ο Abdus Salam, του οποίου το όνομα σημαίνει "Υπηρέτης του Θεού", υπήρξε πιστός μουσουλμάνος και ανήκε σε μια νεότερη μουσουλμανική θρησκευτική ομάδα, τους  Αχμαντίγια.

Ο τάφος του Salam στη Rabwah του Παντζάμπ. 
(φωτό Imran Gabol)

Ο Abdus Salam πέθανε στην Οξφόρδη, στις 21 Νοεμβρίου 1996, σε ηλικία 70 ετών από προϊούσα υπερπυρηνική παράλυση. Τάφηκε στην πατρίδα του, στο νεκροταφείο  Bahishti Maqbara στη Rabwah του Παντζάμπ που αποτελεί το κέντρο δράσης των μουσουλμάνων Αχμαντίγια.

• Βιογραφία του Abdus Salam από τον ιστότοπο DAWN  (φωτογραφικό υλικό αρχείου).

• Βίντεο για την ζωή του Abdus Salam (1:05:27, αγγλικά).

• Βίντεο με συνέντευξη του Abdus Salam για την δουλειά του (26:42, αγγλικά).

Πηγή: Today in Science History

Μαθήματα ΦΥΣΙΚΗΣ Α' και Β' τάξεων του ΛΥΚΕΙΟΥ, σε pptx.

Συνεχίζω παρουσιάζοντας 2 ακόμη αναρτήσεις pptx, ακολουθώντας τη σειρά διδασκαλίας που προβλέπεται από το αναλυτικό πρόγραμμα. 
Οι αναρτήσεις αφορούν μαθήματα Φυσικής της Α' Λυκείου και της Β' Λυκείου Γενικής Παιδείας και εμφανίζονται "ξανακοιταγμένες".

Σε κάθε ανάρτηση υπάρχει παρουσίαση της θεωρίας μέσα από ένα συνδυασμό κειμένου, εικόνων και υπερσυνδέσεων. Όποια λέξη ή φράση εμφανίζεται υπογραμμισμένη σε μια διαφάνεια, σημαίνει πως έχει υπερσύνδεση. 
Παρακάτω δίνω ορισμένες οδηγίες για την καλύτερη λειτουργία και χρήση των διαφανειών μιας παρουσίασης pptx. Αυτό θα γίνεται σε κάθε παρόμοια ανάρτηση.

Όταν το pptx είναι σε κατάσταση προβολής, βάζοντας το δείκτη του ποντικιού στην υπογραμμισμένη λέξη ή φράση, εμφανίζεται το "χεράκι", οπότε κάνοντας αριστερό κλικ εκεί, οδηγείστε συνήθως σε μια προσομοίωση ή βίντεο που έχει σχέση κι εξυπηρετεί την καλύτερη κατανόηση του συγκεκριμένου μαθήματος. Γι' αυτή τη διαδικασία χρειάζεται να υπάρχει σύνδεση με το διαδίκτυο.

Μετά την ανάπτυξη της θεωρίας, δίνονται διαδικτυακές διευθύνσεις-παραπομπές, όπου μπορείτε να βρείτε επιπλέον χρήσιμο εκπαιδευτικό υλικό προερχόμενο από συναδέλφους και εκπαιδευτικά ιδρύματα.

Στη συνέχεια μπορείτε να βρείτε ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής (που έχω δημιουργήσει)  με το πρόγραμμα Hot Potatoes, αλλά και άλλο υλικό.

Στις τελευταίες διαφάνειες κάθε ανάρτησης θα υπάρχουν ερωτήσεις (διαφόρων τύπων) και ασκήσεις σχετικές με το θέμα της ανάρτησης. Οι ερωτήσεις και οι ασκήσεις θα προέρχονται από το σχολικό βιβλίο, αλλά και εκτός αυτού, από διάφορες πηγές.  

Οι αναρτήσεις pptx μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα από κάθε συνάδελφο, αρκεί να έχει κατεβάσει στον υπολογιστή του κάποιο πρόγραμμα που υποστηρίζει το powerpoint (Office ή κάτι άλλο). 

Για την παρουσίαση κάθε διαφάνειας έχω επιλέξει κάποιο χρονισμό. Γι' αυτό ο (η) χρήστης του υλικού καλό θα ήταν να έχει μελετήσει με προσοχή τον τρόπο που το κείμενο και οι εικόνες αλληλοδιαδέχονται, πριν το χρησιμοποιήσει. 
Υπάρχει περίπτωση κάποια σύμβολα να μην προβάλλονται σωστά στην οθόνη του δικού σας υπολογιστή. Ο πιο πιθανός λόγος γι' αυτό είναι η διαφορετική έκδοση του Office (pptx). Χρησιμοποιώ το MS Office 2016. 

Οι αναρτήσεις δεν είναι κωδικοποιημένες, για να μπορεί ο (η) συνάδελφος να επιφέρει αλλαγές που κρίνει ότι βελτιώνουν την εκπαιδευτική προσέγγιση του θέματος. Η αναφορά από τον (την) χρήστη, του ονόματός μου ως δημιουργού της παρουσίασης, θα με τιμούσε ιδιαίτερα! 

Εννοείται, ότι η χρήση κάθε ανάρτησης pptx δεν αφορά την εμπορική εκμετάλλευσή της. 

Μέχρι το τέλος της σχολικής χρονιάς (καλά να είμαστε!), θ' ακολουθήσω μια παρόμοια διαδικασία για την ανάρτηση των υπολοίπων κεφαλαίων Φυσικής, όλων των τάξεων του Λυκείου. 

Α' Λυκείου:  Τριβή  (54 διαφάνειες)   ΕΔΩ.

Β' Λυκείου Γενικής Παιδείας:  Ηλεκτρική Ενέργεια - Ηλεκτρική Ισχύς (42 διαφάνειες)   ΕΔΩ.

Καλή συνέχεια στις προσπάθειές σας.

Σαν σήμερα ... 2015, πέθανε ο Αμερικανός νομπελίστας φυσικός Charles Townes.

Charles Hard Townes

Σαν σήμερα, στις 27 Ιανουαρίου 2015, πέθανε ο Αμερικανός πειραματικός φυσικός Charles Hard Townes (Τσάρλς Χαρντ Τάουνς), ένας από τους εφευρέτες του λέιζερ. 

Ο Τάουνς γεννήθηκε στη Greenville (Γκρίνβιλ) της Νότιας Καρολίνα, στις 28 Ιουλίου 1915. Πατέρας του ήταν ο δικηγόρος Henry Keith Townes και μητέρα του η Ellen (Hard) Townes που ήταν απόφοιτος κολεγίου.

Ο Τάουνς μεγάλωσε σ' ένα αγρόκτημα 20 στρεμμάτων, σε μια οικογένεια αφοσιωμένων Βαπτιστών. Ο πατέρας του Τσαρλς ήταν ερασιτέχνης βιολόγος κι αυτό έδωσε την ευκαιρία στα παιδιά του να γνωρίσουν από νωρίς τον φυσικό κόσμο. Παράλληλα, τα παιδιά αποκτούσαν εμπειρίες δουλεύοντας στο αγρόκτημα.  

Ο Τάουνς το 1935 κατά την αποφοίτησή του
από το Πανεπιστήμιο Furman.

Ο Τσαρλς εκπαιδεύτηκε στα δημόσια σχολεία της Greenville. Και οι δύο γονείς ενθάρρυναν τα παιδιά τους να εργάζονται σκληρά στο σχολείο. Το σπίτι τους ήταν γεμάτο με βιβλία και εγκυκλοπαίδειες που θα μπορούσαν να βοηθήσουν τα παιδιά να βρουν τις πληροφορίες που χρειάζονταν.

Από μικρή ηλικία, ο Τσαρλς έχοντας αγάπη για τη φύση, αποφάσισε να δουλέψει για την επιστήμη. Το 1931 ολοκλήρωσε τις γυμνασιακές σπουδές του και τα επόμενα 4 χρόνια τα πέρασε στο Πανεπιστήμιο Furman της Greenville, που ανήκε στην κοινότητα των Βαπτιστών. Συμμετείχε στην ομάδα κολύμβησης του Furman, έγραφε για την εφημερίδα του πανεπιστημίου και ήταν επιμελητής του μουσείου φυσικής ιστορίας του Furman.  Αποφοίτησε το 1935 με τα πτυχία Bachelor of Science (BS) στη Φυσική και Bachelor of Arts (BA) στις σύγχρονες γλώσσες.

Ο Τάουνς στο εργαστήριό του στο
Πανεπιστήμιο Κολούμπια.

Στη συνέχεια παρακολούθησε το Πανεπιστήμιο Duke στο Durham της Βόρειας Καρολίνα, απ' όπου πήρε μεταπτυχιακό στη Φυσική το 1936.

Ακολούθησαν σπουδές στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια (Caltech) παίρνοντας από εκεί το διδακτορικό του το 1939. Ο τίτλος της διατριβής του ήταν "Concentration of the heavy isotope of carbon and measurement of its nuclear spin" ("Συγκέντρωση του βαρέος ισοτόπου του άνθρακα και μέτρηση της πυρηνικής του στροφορμής").

Στις 4 Μαΐου 1941 ο Τσαρλς Τάουνς παντρεύτηκε την Frances Brown με την οποία είχαν συναντηθεί στη διάρκεια εκδρομής για σκι. Το ζευγάρι απέκτησε 4 κόρες, την Linda, την Ellen, την Carla και την Holly.

Ο Τσαρλς Τάουνς με την οικογένειά του.

Ο Τάουνς, από το 1933 ως το 1947, εργάστηκε ως μέλος του τεχνικού προσωπικού των Bell Telephone Laboratories. Στη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου η εργασία του προσανατολίστηκε στο σχεδιασμό συστημάτων ραντάρ για βομβαρδιστικά και μάλιστα έγινε κάτοχος μιας σειράς διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας σ' αυτή την τεχνολογία. Αυτή η ενασχόληση έστρεψε την προσοχή του Τάουνς στην εφαρμογή της τεχνικής των μικροκυμάτων από τα ραντάρ στην φασματοσκοπία, για την οποία προέβλεπε ότι μπορεί να αποτελέσει νέο εργαλείο στη μελέτη της δομής των ατόμων και των μορίων και ως πιθανή νέα βάση για την μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Ο Τάουνς το 1955 στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια με το
πρώτο μέιζερ που είχε κατασκευαστεί.

Το 1948 δέχτηκε θέση αναπληρωτή καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Columbia (Κολούμπια). Εκεί, συνέχισε την έρευνα στη φυσική των μικροκυμάτων, μελετώντας τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ μικροκυμάτων και μορίων και χρησιμοποιώντας φάσματα μικροκυμάτων για τη μελέτη της δομής μορίων, ατόμων και πυρήνων. 

Το 1950 πήρε θέση τακτικού καθηγητή στο Κολούμπια. Από το 1950 μέχρι το 1952 ήταν  Εκτελεστικός Διευθυντής στο Εργαστήριο Ακτινοβολίας και από το 1952 ως το 1955 ήταν πρόεδρος του Τμήματος Φυσικής, στο Κολούμπια. 

Λέιζερς εκπέμπουν μονοχρωματικές ακτινοβολίες.

Το 1951 ο Τάουνς συνέλαβε την ιδέα του maser (μέιζερ). Την άνοιξη του 1952, ενώ βρισκόταν στην Ουάσιγκτον D.C. για συναντήσεις, καθισμένος στο παγκάκι ενός πάρκου  στην πλατεία Lafayette, του ήρθε η ιδέα για τον τρόπο κατασκευής του μέιζερ. Αμέσως σημείωσε τις σκέψεις του στο πίσω μέρος ενός ταχυδρομικού φακέλου. Αυτές οι σημειώσεις θα ήταν η βάση για την δημιουργία μιας πολύ σπουδαίας εφεύρεσης του 20ου αιώνα.
Λίγους μήνες αργότερα ο ίδιος και οι συνεργάτες του άρχισαν να δουλεύουν σε μια συσκευή που χρησιμοποιούσε την αέρια αμμωνία ως ενεργό υλικό. 
Στις αρχές του 1954 κατάφεραν για πρώτη φορά να πετύχουν την παραγωγή ενισχυμένων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από διεγερμένη εκπομπή.

Ο Τάουνς και οι φοιτητές του δημιούργησαν την λέξη "maser" ως ακρωνύμιο της έκφρασης "microwave amplification by stimulated emission of radiation" ("ενίσχυση μικροκυμάτων  με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας"). 

Ο Τσαρλς Τάουνς παραλαμβάνει το Νόμπελ Φυσικής το 1964.

Η δημιουργία του maser εξέπληξε ευχάριστα τον διαπρεπή φυσικό Niels Bohr, αλλά και τον Isidor Rabi, προϊστάμενο του Τάουνς στο Κολούμπια. Αξίζει να επισημάνουμε, ότι ο Rabi είχε αποτρέψει τον Τάουνς να συνεχίσει την έρευνά του στο μέιζερ, γιατί δεν πίστευε ότι μπορούσε να γίνει πραγματικότητα. Όμως ο Τάουνς επέμεινε και τον έπεισε ότι ήταν δυνατόν να κατασκευαστεί. 
Η δημιουργία του μέιζερ βρήκε άμεση χρήση στην αστρονομία, όπου χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας της επιφάνειας της Αφροδίτης.

Το 1958, ο Τάουνς συνεργαζόμενος με τον γαμπρό του Arthur Schawlow, που εκείνη την εποχή εργαζόταν στην Bell Laboratories στην έρευνα για την υπεραγωγιμότητα, έδειξαν θεωρητικά ότι ένα μέιζερ μπορούσε να λειτουργήσει στην περιοχή του ορατού και του υπέρυθρου και πρότειναν τον τρόπο με τον οποίο θα μπορούσαν να το πετύχουν. Δηλαδή, αυτό που στην ουσία πρότειναν ήταν ένα μέιζερ που θα λειτουργούσε σε μικρότερα μήκη κύματος, μια συσκευή που αργότερα ονομάστηκε laser (λέιζερ), ως ακρωνύμιο της φράσης "light amplification by stimulated emission of radiation" ("ενίσχυση φωτός με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας").
Στις 15 Δεκεμβρίου 1958, ο Τάουνς και ο Schawlow δημοσίευσαν στο Physical Review την εργασία τους με τίτλο "Infrared and Optical Masers" ("Υπέρυθρα και Οπτικά Μέιζερς") όπου περιέγραφαν την διαδικασία λειτουργίας ενός λέιζερ. Παράλληλα φρόντισαν να πάρουν δίπλωμα ευρεσιτεχνίας γι' αυτό. 
Το 1960, ο Ted Maiman βασίστηκε σ' αυτή την εργασία κι έφτιαξε το πρώτο λέιζερ που λειτούργησε.

Ο Τσαρλς Τάουνς παραδίδει στον Frederick Sanger το βραβείο
Golden Plate της American Academy of Achievement.
(Λονδίνο 2000)

Από το 1959 ως το 1961 ο Τάουνς απουσίασε από το πανεπιστήμιο Κολούμπια για να υπηρετήσει ως Αντιπρόεδρος και Διευθυντής Έρευνας του Ινστιτούτου Αναλύσεων Άμυνας στην πρωτεύουσα Ουάσιγκτον των ΗΠΑ. Το Ινστιτούτο ήταν μια μη κερδοσκοπική οργάνωση που συμβούλευε την κυβέρνηση των ΗΠΑ και λειτουργούσε με την συμμετοχή έντεκα πανεπιστημίων.

Το 1961 ο Τάουνς ανέλαβε καθήκοντα Κοσμήτορα και Καθηγητή Φυσικής στο ΜΙΤ. 

Το 1964 ο Τσάρλς Τάουνς μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής με τους Nicolay Basov και Aleksandr Prokhorov "για την θεμελιώδη εργασία (τους) στο πεδίο της κβαντικής ηλεκτρονικής, που οδήγησε στην κατασκευή ταλαντωτών και ενισχυτών με βάση την αρχή των μέιζερ-λέιζερ". Ο Τάουνς πήρε το μισό βραβείο, ενώ οι δύο άλλοι επιστήμονες μοιράστηκαν το άλλο μισό.

Το 1966 παραιτήθηκε από τη θέση του κοσμήτορα για να επιστρέψει στην πρώτη γραμμή της έρευνας, ιδιαίτερα στους τομείς της κβαντικής ηλεκτρονικής και της αστρονομίας. 

Το 1967 ανέλαβε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Berkeley (Μπέρκλεϊ), όπου ασχολήθηκε με την διδασκαλία, την έρευνα και άλλες δραστηριότητες. Παρέμεινε εκεί μέχρι το τέλος της καριέρας του.

Ο Τάουνς με την σύζυγό του Frances κάθονται δίπλα στο άγαλμα
που φτιάχτηκε γι' αυτόν στη γενέτειρά του Greenville (2006). 
Σ' ένα τέτοιο παγκάκι καθόταν το 1952 στην Ουάσιγκτον, 
όταν είχε την ιδέα για την κατασκευή του μέιζερ.
(Η φωτό από την εφημερίδα The New York Times)

Το 1976 ο Τάουνς και η ερευνητική του ομάδα στο Μπέρκλεϊ δημοσίευσαν στην Astrophysical Journal μια σημαντική εργασία με τις υπέρυθρες παρατηρήσεις τους στο κέντρο του Γαλαξία μας. Υπολόγισαν ότι στο κέντρο του γαλαξία υπήρχε μια εκπληκτικά μεγάλη μάζα, όσο 4 εκατομμύρια ήλιοι μας.

Μέχρι το 1980 διαπίστωσαν ότι υπήρχε ένα αντικείμενο με τεράστια μάζα και χωρίς όγκο στο κέντρο του γαλαξία μας, υποδηλώνοντας ότι ήταν μια μαύρη τρύπα. Αργότερα οι εργασίες της ομάδας και άλλων αστρονόμων επιβεβαίωσαν την ύπαρξη τεράστιας μαύρης τρύπας, της οποίας η εκτιμώμενη μάζα σε 4,1 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, δεν ήταν πολύ διαφορετική από την αρχική εκτίμηση του Τάουνς.

Ο Τσαρλς Τάουνς έχοντας στο χέρι του το βραβείο Templeton.
Μαζί του η σύζυγός του και ο Δούκας του Εδιμβούργου Φίλιππος.
(Λονδίνο, 4 Μαΐου 2005)

Οι παρατηρήσεις με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χαμπλ έχουν δείξει ότι όλοι οι σπειροειδείς γαλαξίες έχουν υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο τους. Ίσως οι σπειροειδείς γαλαξίες να αναπτύσσονται μόνο γύρω από τέτοιες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.

Ο Τάουνς αποχώρησε επίσημα από το Μπέρκλεϊ το 1986 σε ηλικία 71 ετών, αλλά στην πραγματικότητα συνέχισε να εργάζεται εκεί μέχρι ένα χρόνο πριν από το θάνατό του.

Ο Τσάρλς Τάουνς, εκτός από το βραβείο Νόμπελ, δέχτηκε δεκάδες βραβεία από πανεπιστημιακά και επιστημονικά ιδρύματα, κυβερνήσεις και οργανώσεις. Συνεργάστηκε με πολλές επιστημονικές επιτροπές και υπήρξε σύμβουλος προέδρων των ΗΠΑ.
Το 2005 ο Τάουνς έλαβε το βραβείο Templeton για την συμβολή του στην κατανόηση των θρησκειών. Το βραβείο συνοδευόταν από 1,5 εκατομμύρια δολάρια τα οποία μοίρασε μισά στο πανεπιστήμιο Furman και τα υπόλοιπα σε εκκλησιαστικά φιλανθρωπικά ιδρύματα.
Ο Τάουνς, καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του ήταν πιστός χριστιανός και η θρησκεία ήταν πολύ σημαντική γι' αυτόν. Χαρακτηριστικά είχε γράψει: "Πάντα πίστευα ότι η επιστήμη και η θρησκεία δεν είναι άσχετες και πρέπει ν' αλληλεπιδρούν ειλικρινά και ανοιχτά".

Το 2008, σε ηλικία 93 ετών, ο Τάουνς καθαρίζει
έναν από τους μεγάλους καθρέφτες του
Infrared Spatial Interferometer στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ.

Ο Τσαρλς Τάουνς πέθανε στο Oacland (Όκλαντ) της Καλιφόρνια σε ηλικία 100 ετών.
"Ήταν ένας από τους σημαντικότερους πειραματικούς φυσικούς του περασμένου αιώνα" είπε ο Reinhard Genzel, καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ, μιλώντας για τον Τάουνς. Και συνέχισε λέγοντας "Η δύναμή του ήταν η περιέργεια του και η ακλόνητη αισιοδοξία του, βασισμένη στην βαθιά χριστιανική του πνευματικότητα".

• 2 συνεντεύξεις του Τσαρλς Τάουνς στο Oral-History της Engineering and Technology History Wiki  ΕΔΩ (1991)  κι  ΕΔΩ (1992).

• Ο ιστότοπος που έχει αφιερωθεί στη μνήμη του Τσαρλς Τάουνς από το Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ.

• Βίντεο από το University of California Television (UCTV) στο πλαίσιο των εκπομπών  Conversations with History: Charles H. Townes (αγγλικά, 54:39).

• Το βίντεο "Dr. Charles Townes Individual Lifetime Achievement Awards" για τη ζωή και τα επιτεύγματα του Τσαρλς Τάουνς (αγγλικά, 8:47).

• Βίντεο από την Bell Telephone Laboratories με τίτλο "Principles of the Optical Maser" ("Αρχές του Οπτικού ή Ορατού Μέιζερ") (αγγλικά, 29:08).

• Βίντεο με τον γιορτασμό των 99ων γενεθλίων του Τσαρλς Τάουνς στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ (αγγλικά, 1:20).

Πηγή: Today in Science History, Nobel Prize Foundation,  WIKIPEDIA, Academy of Achievement