Σαν σήμερα... 1934, γεννήθηκε ο νομπελίστας Φυσικός Carlo Rubbia.

Carlo Rubbia

Σαν σήμερα, στις 31 Μαρτίου 1934, γεννήθηκε ο Ιταλός φυσικός Carlo Rubbia (Κάρλο Ρούμπια) στην Gorizia, μια κωμόπολη στους πρόποδες των Ιταλικών Άλπεων.

Ο πατέρας του, Silvio Rubbia, ήταν ηλεκτρολόγος μηχανικός στην τοπική τηλεφωνική εταιρεία και η μητέρα του Beatrice με αυστροουγγρική καταγωγή, δασκάλα σε δημοτικό σχολείο. Στο τέλος του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, η περιοχή της Gorizia κατελήφθη από τη Γιουγκοσλαβία και η οικογένειά του μετακόμισε στην αρχή στη Βενετία και μετά στο Ούντινε.

Από μικρή ηλικία ο Κάρλο έδειχνε ιδιαίτερη αγάπη για την επιστήμη, τις ηλεκτρικές και μηχανικές κατασκευές, δίχως να έχει ξεκαθαρίσει αν τον τραβούσε περισσότερο η επιστήμη ή η τεχνολογία. 
Αφού τελείωσε το Γυμνάσιο, έκανε αίτηση εισαγωγής στο τμήμα Φυσικής στη Scuola Normale της Πίζας, όπου όμως απέτυχε στις εισαγωγικές εξετάσεις. Έτσι, άφησε προσωρινά τις σπουδές στη Φυσική και γράφτηκε στο Πολυτεχνείο του Μιλάνου να σπουδάσει μηχανικός. Όμως, μετά από μερικούς μήνες πληροφορήθηκε ότι είχε την ευκαιρία να γραφτεί στη Scuola Normale να σπουδάσει Φυσική, επειδή ένας από τους επιτυχόντες στη σχολή δεν είχε τελικά γραφτεί. Έτσι, μετακόμισε στην Πίζα όπου ολοκλήρωσε τις πανεπιστημιακές του σπουδές το 1957. 
Το 1958 πήρε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο της Πίζας με εργασία πάνω σε πειράματα στις κοσμικές ακτίνες, με την καθοδήγηση του Marcello Conversi. Εκεί είχε την ευκαιρία να έρθει σ' επαφή για πρώτη φορά με τους ανιχνευτές σωματιδίων παλμικού αερίου.   

Στις 4 Ιουλίου 1989, ο Κάρλο Ρούμπια (όρθιος με τη γραβάτα)
με το προσωπικό του Εργαστηρίου του στο CERN
γιορτάζουν την έναρξη λειτουργίας του LEP.

Αμέσως μετά, μέσα στο 1958, πήγε στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια στις ΗΠΑ, όπου παρέμεινε περίπου 1,5 χρόνο. Εκεί, εργαζόμενος με τον W. Baker στο Nevis Syncro-cyclotron  (συγχροκύκλοτρο) έκαναν πειράματα πάνω στην πυρηνική διάσπαση και ανίχνευση μιονίων. Αυτή ήταν μια πρώτη σειρά πειραμάτων πάνω στην μελέτη της ασθενούς αλληλεπίδρασης.  

Γύρω στο 1960 επέστρεψε στην Ευρώπη όπου ήδη είχε αρχίσει τη λειτουργία του ένας νέος επιταχυντής στο CERN. Μάλιστα, το Συγχροκύκλοτρον του CERN ήταν πιο ισχυρό από αυτό του Nevis. Ο Ρούμπια και οι συνεργάτες του πειραματίστηκαν σε αυτό, μελετώντας και πάλι την ασθενή αλληλεπίδραση. Σ' εκείνη την περίοδο έγινε η ανακάλυψη της β ακτινοβολίας που παράγεται από θετικά πιόνια (π⁺ = π⁰ + e + ν)  και η πρώτη παρατήρηση της σύλληψης μιονίων από ελεύθερο υδρογόνο (μ^- + p = n + ν).

Ο Κάρλο Ρούμπια με την Φυσικό Bonnie Fleming και τον (τότε)
διευθυντή του Fermilab Pier Oddone τον Οκτώβριο του 2005,
στη διάλεξη που έδωσε για τους επιταχυντές υγρού Αργού. 

Στις αρχές του '60 συνεργάστηκε με τον John Adams που έθεσε σε λειτουργία στο CERN το PS (Proton Syncrotron). Όταν το καλοκαίρι του 1964 οι Val Fitch και James Cronin ανακοίνωσαν την παραβίαση της CP (charge parity) συμμετρίας (CP violation), ήταν ένα γεγονός που τάραξε τον Ρούμπια και τον έστρεψε ολοκληρωτικά στην πειραματική μελέτη του φαινομένου. Όμως αυτή η μελέτη δεν έφερε αποτελέσματα στην ερμηνεία του φαινομένου.
Λίγα χρόνια μετά συνεργάστηκε με τον David Cline και τον Alfred Mann σ' ένα πείραμα που ξεκίνησαν για το νετρίνο, στο καινούριο Εργαστήριο Fermilab. 
Το 1970 ο Ρούμπια διορίσθηκε Καθηγητής της Φυσικής στην έδρα Higgins στο Πανεπιστήμιο Harvard, όπου για 18 χρόνια δίδασκε ένα εξάμηνο τον χρόνο, ενώ το άλλο εξάμηνο συνέχιζε την έρευνα στο CERN. 

Ο Κάρλο Ρούμπια το 1993.

(Από CERN)

Στα μέσα της δεκαετίας του 1970 ήταν ξεκάθαρο ότι η πιο σημαντική πρόκληση στη σωματιδιακή φυσική ήταν η ανίχνευση των μποζονίων W και Z που είχαν προβλεφθεί από την ηλεκτρασθενή θεωρία των Glashow, Salam και Weinberg.

Στις αρχές του 1983, στο CERN μία διεθνής ομάδα 100 και πλέον Φυσικών με επικεφαλής τον Ρούμπια ανίχνευσε για πρώτη φορά τα ενδιάμεσα μποζόνια, τα σωμάτια W και Z, που είχαν ήδη αναδειχθεί σε ακρογωνιαίο λίθο των σύγχρονων θεωριών της Φυσικής Στοιχειωδών Σωματίων. Αυτά είναι οι φορείς της ασθενούς (πυρηνικής) δυνάμης που προκαλεί τη φυσική ραδιενεργό διάσπαση των πυρήνων των ραδιενεργών ισοτόπων. Αυτά τα σωμάτια έχουν μάζα εκατονταπλάσια περίπου αυτής του πρωτονίου.

Για την επίτευξη των αρκετά υψηλών ενεργειών που θα ήταν απαραίτητες για την παραγωγή αυτών των σωματίων, ο Ρούμπια ήδη από το 1976 είχε προτείνει, μαζί με τον David Cline και τον Peter Mc Intyre, ένα ριζικά διαφορετικό σχεδιασμό επιταχυντή, τον Super Proton Synchrotron (SPS) για σύγκρουση πρωτονίων-αντιπρωτονίων.

Η δημιουργία ενός τέτοιου επιταχυντή απαιτούσε μια σειρά ιδιαίτερων τεχνικών και σ' αυτό βοήθησαν πολλοί επιστήμονες από το CERN και ειδικά οι Guido Petrucci, Jacques Gareyte και Simon van der Meer.  

Η εικόνα λήφθηκε στις 30 Απριλίου 1983 κατά τη διάρκεια 
του πειράματος UA1 στο CERN και δείχνει την διάσπαση
ενός σωματιδίου Ζ σ' ένα ηλεκτρόνιο κι ένα ποζιτρόνιο 
που απομακρύνονται μεταξύ τους με μεγάλη ταχύτητα.
(από ιστοσελίδα alalum)

Αυτός ο επιταχυντής στο CERN κυριάρχησε στο πεδίο της Φυσικής υψηλών ενεργειών από την πρώτη λειτουργία του το 1981 μέχρι το 2002, οπότε τον ρόλο του ανέλαβε το Tevatron (Τέβατρον) στο  Fermilab. Τα ερευνητικά του αποτελέσματα ανέδειξαν μία εντελώς νέα φαινομενολογία των συγκρούσεων υψηλής ενέργειας, με τα γκλουόνια και τα μποζόνια W και Z να κυριαρχούν.

Το 1984 ο Κάρλο Ρούμπια μοιράστηκε με τον Simon van der Meer (Σιμόν βαν ντερ Μιρ) το Nobel Φυσικής "για την αποφασιστική συμβολή τους στο μεγάλο έργο, το οποίο οδήγησε στην ανακάλυψη των σωματιδίων πεδίου W και Z, που είναι οι φορείς της ασθενούς αλληλεπίδρασης".

Ο Ρούμπια ήταν ένας από τους πρωτεργάτες της συνεργασίας με το Εργαστήριο του Gran Sasso για την ανίχνευση κάποιου ίχνους ακτινοβολίας των πρωτονίων. Οι θεωρίες ενοποιημένου πεδίου προβλέπουν ότι τα πρωτόνια δεν μένουν αναλλοίωτα, αλλά σταδιακά εκπέμπουν ακτινοβολία που μετατρέπεται σε ενέργεια και έχουν ένα μέσο χρόνο ζωής 10³² χρόνια. 

Στις 1 Ιουνίου 1983, ο Κάρλο Ρούμπια και ο (τότε) γενικός
διευθυντής του CERN Herwig Schopper,
ανακοινώνουν την ανακάλυψη του μποζονίου Ζ.
(από ιστοσελίδα alalum)

Στις 17 Δεκεμβρίου 1987, το Συμβούλιο του CERN αποφάσισε ν' αναθέσει την Γενική Διεύθυνση του Οργανισμού στον Κάρλο Ρούμπια, καθήκον που εκτέλεσε από την 1η Ιανουαρίου 1989 και για πέντε χρόνια. Τον Ιανουάριο του 1994 τον αντικατέστησε ο  Christopher Llewellyn Smith.

Ο Ρούμπια ήταν πρόεδρος της Επιτροπής που παρουσίασε την πρόταση για την κατασκευή του LHC (Large Hadron Collider - Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων) στο Συμβούλιο του CERN το 1987 και ήταν ο κινητήριος μοχλός πίσω από το έργο κατά τη διάρκεια της θητείας του ως Γενικός Διευθυντής. 

Το 1984, ο Κάρλο Ρούμπια εξελέγη στη Royal Society ως ξένο μέλος.

Κάρλο Ρούμπια και Σιμόν βαν ντερ Μιρ εορτάζουν στο CERN το 
 Βραβείο Νόμπελ 1984, επευφημούμενοι από το προσωπικό του Οργανισμού.
(Από CERN)

Λίγο μετά την βράβευσή του με το Νόμπελ Φυσικής, ο Ρούμπια ενδιαφέρθηκε για την κατασκευή στην Ιταλία μιας πηγής ακτινοβολίας από σύγχροτρον τρίτης γενιάς, μιας από τις πρώτες παρόμοιες κατασκευές στον κόσμο (μαζί με του Μπέρκλεϊ και της Γκρενόμπλ). Τοποθετήθηκε πρόεδρος της ομάδας εργασίας που ανέλαβε την μελέτη αυτής της κατασκευής που τελικά οδήγησε στην δημιουργία του Elettra, που ξεκίνησε να λειτουργεί το 1993. Ο Ρούμπια υπήρξε πρόεδρος του Elettra - Sincrotrone Trieste SCpA από το 1986 ως το 1994. Τότε ανέλαβε μεγάλο ρίσκο όταν πήρε ένα τεράστιο τραπεζικό δάνειο περίπου 25 εκατομμυρίων βρετανικών λιρών για την αποπεράτωση της κατασκευής, επειδή υπήρχαν μεγάλες καθυστερήσεις στην κρατική χρηματοδότηση. Το στοίχημά του απέδωσε γιατί το Elettra άνοιξε νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα και τα μετρητά ήρθαν τελικά για να εξοφλήσει το δάνειο. 

Ως γενικός διευθυντής του CERN, ο Ρούμπια παρουσιάζει 
το πρόγραμμα του επιταχυντή LHC σε ειδική συνεδρίαση 
του Συμβουλίου του CERN (19 Δεκεμβρίου 1991).
(Από CERN)

Ο Ρούμπια έπαιξε σημαντικό ρόλο, όχι μόνο στην κατασκευή του Elettra, αλλά και στην επιστημονική του καταξίωση σε διεθνές επίπεδο. Σήμερα η εταιρεία Elettra - Sincrotrone Trieste διευθύνει δύο δραστηριότητες, την Synchrotron Light Source Elettra (Φωτεινή Πηγή Σύγχροτρον Έλετρα) και το Free Electron Laser FERMI (Ελεύθερο Λέιζερ Ηλεκτρονίων ΦΕΡΜΙ). Ο Giorgio Margaritondo, Φυσικός στην EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) στην Ελβετία και συντονιστής του πειραματικού τμήματος στο Elettra, είχε πει ότι η συμμετοχή του Ρούμπια στο έργο ήταν "μια απόλυτη επιτυχία – τεχνική, επιστημονική και οικονομική – κάτω από εξαιρετικά δύσκολες συνθήκες".

Tο 1993, ο Κάρλο Ρούμπια προσέφερε σημαντικό έργο στο στήσιμο και την λειτουργία του INTAS (International Association). Ο Οργανισμός INTAS είναι μια Διεθνής Ένωση φτιαγμένη από την Ευρωπαϊκή Ένωση στις 29 Ιουνίου 1993 με στόχο την προαγωγή της συνεργασίας ανάμεσα σε επιστήμονες της Δυτικής Ευρώπης και χωρών της πρώην Σοβιετικής Ένωσης. Τα επιστημονικά πεδία ενδιαφέροντος της Οργάνωσης σχετίζονται με την Φυσική, Αστρονομία, Μαθηματικά, Χημεία, Περιβάλλον, Ενέργεια, Διάστημα, Οικονομικά κλπ. Έρευνα για στρατιωτική δραστηριότητα και δράσεις πολιτικού ή εμπορικού χαρακτήρα είναι έξω από τους σκοπούς του INTAS. 

Ο Vladimir Keilis-Borok, διευθυντής παλαιότερα του Διεθνούς Ινστιτούτου Γεωφυσικής στη Μόσχα, είχε δηλώσει εντυπωσιασμένος από τη συμμετοχή του Ρούμπια στο έργο INTAS: "Ο Ρούμπια αξιοποίησε την λάμψη, το κύρος και την ανθρωπιά του γι' αυτή την πρωτοβουλία, εφαρμόζοντας τα ίδια υψηλά πρότυπα που τηρούσε στην επιστήμη μέχρι τώρα. Όταν είδε ότι η πρωτοβουλία λειτουργούσε αποτελεσματικά, ο Ρούμπια παραιτήθηκε ευγενικά για να συνεχίσει με άλλα ενδιαφέροντα θέματα".

Ο Κάρλο Ρούμπια το 1984 στο CERN.
(Από Keystone Press / Alamy Stock Photo)

Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1990, o Ρούμπια πρότεινε την ιδέα ενός ενεργειακού ενισχυτή (ADS) - ενός καινοτόμου και ασφαλούς τρόπου παραγωγής σχεδόν απεριόριστης πυρηνικής ενέργειας που εκμεταλλεύεται τις σημερινές τεχνολογίες των επιταχυντών με φυσικό θόριο και απεμπλουτισμένο ουράνιο. Οι ενεργειακοί πόροι που ενδεχομένως προέρχονται από αυτή την τεχνολογία, η οποία μελετάται δραστήρια σε όλο τον κόσμο, θα είναι πρακτικά απεριόριστοι.

Κατά τη διάρκεια της θητείας του ως Πρόεδρος του ENEA (Ιταλικός Εθνικός Οργανισμός Νέων Τεχνολογιών, Ενέργειας και Περιβάλλοντος) από το 1999 έως το 2005, ανέπτυξε μια νέα μέθοδο για τη συγκέντρωση της ηλιακής ενέργειας σε υψηλές θερμοκρασίες για την παραγωγή ενέργειας, γνωστή ως "Archimedes Project" ("Έργο Αρχιμήδης"), το οποίο αναπτύσσεται επί του παρόντος από τη βιομηχανία για εμπορική χρήση.

Στις 7 Απριλίου 2009, το CERN γιόρτασε τα 75α γενέθλια
του Κάρλο Ρούμπια (4ος από δεξιά) μ' ένα συμπόσιο προς τιμή του.

Από το 2005 έως το 2009 ήταν ο κύριος επιστημονικός σύμβουλος του CIEMAT (Ισπανικό Κέντρο Ερευνών για την Ενέργεια, το Περιβάλλον και την Τεχνολογία). 

Από το 2007 ήταν μέλος της υψηλού επιπέδου Συμβουλευτικής Ομάδας για την Ενέργεια και την Κλιματική Αλλαγή που δημιουργήθηκε από τον τότε Πρόεδρο της Ευρωπαϊκής Ένωσης Ζοζέ Μανουέλ Μπαρόζο. 

Το 2009 διορίστηκε Ειδικός Σύμβουλος Ενέργειας στο Γενικό Γραμματέα της ECLAC (Οικονομική Επιτροπή των Ηνωμένων Εθνών για τη Λατινική Αμερική και την Καραϊβική). 

Από τον Ιούνιο του 2010 έως τον Μάιο του 2015 ήταν Επιστημονικός Διευθυντής του IASS e.V. (Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών Βιωσιμότητας) στο Πότσνταμ.

Ο Κάρλο Ρούμπια ήταν παντρεμένος με την Marisa Romè (πέθανε το 2013), καθηγήτρια Φυσικής στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. Το ζευγάρι απέκτησε δύο παιδιά, την Laura που είναι Διευθύντρια Κλινικής Παθολογίας και Καθηγήτρια Παθολογίας στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Γενεύης και τον André (1966) που ασχολείται με την Φυσική Υψηλών Ενεργειών και είναι Καθηγητής Πειραματικής Φυσικής στο ETH της Ζυρίχης.

Ο Κάρλο Ρούμπια με το σκίτσο που του έφτιαξε
ο Volker Steger στο πλαίσιο του προγράμματος
"Sketches of Science".

Ο Κάρλο Ρούμπια είναι μέλος πολλών Ακαδημιών και κατέχει 33 τιμητικά πτυχία. Είναι συγγραφέας περισσότερων από 500 επιστημονικές εργασίες. Έχει λάβει πολλές διακρίσεις, μεταξύ των οποίων, το Ιταλικό "Cavaliere di Gran Croce" το 1985, το Γαλλικό "Officier de la Légion d'Honneur" το 1989 και το Πολωνικό Τάγμα Αξίας, το 1993. Από τις 30 Αυγούστου 2013 είναι ισόβιο μέλος της Γερουσίας στην Ιταλία.

Ο αστεροειδής 8398 Rubbia έχει ονομαστεί προς τιμήν του Κάρλο Ρούμπια.

• Η ιστοσελίδα του Κάρλο Ρούμπια.

• Βίντεο από τα εγκαίνια του LEP στο CERN (Γενεύη, 13 Νοεμβρίου 1989).

• Ομιλία του Κάρλο Ρούμπια το 2014 για το μέλλον της ενέργειας ("Quale futuro per l'energia?") σ' εκδήλωση του International Centre for Theoretical Physics (ICTP) (ιταλικά, 1:12:52).

• Το κείμενο της ομιλίας του Κάρλο Ρούμπια για το βραβείο Νόμπελ Φυσικής 1984 (8 Δεκεμβρίου 1984).

6 κάτοχοι Νόμπελ συνομιλούν στην Εβδομάδα Διαλόγου Νόμπελ 2013 
με θέμα "Ερευνώντας το Μέλλον της Ενέργειας" (9 Δεκεμβρίου 2013).
(Από αρ.) Steven Chu, David Gross, Alan Heeger, Hartmut Michel,
Mario Molina και Κάρλο Ρούμπια.

• Αναλυτική βιβλιογραφία εργασιών για το κύκλοτρο από το 1933 μέχρι το 1955. Έκδοση από το Oak Ridge National Laboratory, Tennessee.

• Βίντεο του Κάρλο Ρούμπια για το Μέλλον της Σωματιδιακής Φυσικής (αγγλικά, 2:33).

• Άρθρο του Κάρλο Ρούμπια και του David Cline στο περιοδικό Physics Today (33, 8, 44/1980) με τίτλο "Antiproton–proton colliders and Intermediate Bosons" ("Επιταχυντές αντιπρωτονίων-πρωτονίων και ενδιάμεσα μποζόνια").

• Συνέντευξη του Κάρλο Ρούμπια στο περιοδικό cerncourier το 2014.

• Βίντεο με συνέντευξη του Κάρλο Ρούμπια στον Adam Smith, στο πλαίσιο της 58ης Συνάντησης των Βραβευμένων με Νόμπελ στο Lindau της Γερμανίας το 2008 (αγγλικά, 39:12).

• Συνέντευξη του Κάρλο Ρούμπια στο περιοδικό Quanta.

Πηγή: Today in Science History,  nobelprize.org,  physicsworld,   cerncourier, iass,  aip

Σαν σήμερα... 2006, ένα σπουδαίο χαμένο χειρόγραφο του Ρόμπερτ Χουκ επιστρέφει στη Βασιλική Εταιρεία.

Το χαμένο χειρόγραφο των 520 σελίδων του Ρόμπερτ Χουκ, όπως βρέθηκε.
(Από Royal Society)

Σαν σήμερα, στις 28 Μαρτίου 2006, η Βασιλική Εταιρεία (Royal Society) κατάφερε την τελευταία στιγμή να επαναφέρει στα αρχεία της ένα σπουδαίο χειρόγραφο του Βρετανού επιστήμονα Ρόμπερτ Χουκ (Robert Hooke) που είχε εξαφανιστεί από τον 17ο αιώνα και στο οποίο δόθηκε το όνομα Hooke Folio (κωδικός στο Αναγνωστήριο της Βασιλικής Εταιρείας MS/847).

Ας προσπαθήσουμε να βάλουμε τα γεγονότα σε μια σειρά και να καταλάβουμε γιατί αυτό το χειρόγραφο ήταν σπουδαίο.

      

Η ανακάλυψη του βιβλίου έγινε τυχαία το 2005 σε ντουλάπι του μεγάρου Moor Hall στο Χάμπσαϊρ της Αγγλίας, ιδιοκτησίας της οικογένειας Scott, που ήταν απόγονοι του William Derham, μετέπειτα κληρονόμου των αρχείων του Χουκ. Συγκεκριμένα, ο Φήλιξ Πράιορ (Felix Pryor), σύμβουλος χειρογράφων του Οίκου Δημοπρασιών Bonhams (Μπόναμ) είχε κληθεί για μια εκτίμηση ρουτίνας κάποιων παλαιών βιβλίων. Κι ενώ η εκτίμηση είχε τελειώσει, κάλεσαν τον Πράιορ να εξετάσει ένα σκονισμένο χειρόγραφο βιβλίο σε άσχημη κατάσταση, που τυχαία βρέθηκε την τελευταία στιγμή σ' ένα ντουλάπι του σπιτιού. Το χειρόγραφο πρέπει να βρισκόταν εκεί πάνω από 50 χρόνια.

"Σκέφτηκα ότι πρέπει να είναι πολύ καλό για να είναι αληθινό." είπε αργότερα ο Πράιορ. Και συνέχισε "Η πρώτη σελίδα που είδα είχε τίτλο: «Ο Πρόεδρος Σερ Κρίστοφερ Ρεν (Sir Christopher Wren) στην έδρα» και κατάλαβα ότι κοιτούσα τα εξαφανισμένα Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας. Στη συνέχεια, υπήρχαν όλα αυτά τα ονόματα: Ρεν, Λάιμπνιτζ (Gottfried Leibniz), Όμπρεϊ (John Aubrey), Έβλιν (John Evelyn), Νεύτων (Isaac Newton). Τότε άρχισα να αναγνωρίζω τον γραφικό χαρακτήρα του Ρόμπερτ Χουκ. Ήταν μια μαγική στιγμή." Αργότερα ο Πράιορ είχε δηλώσει: "Ακόμη και ένας που δεν είναι επιστήμονας πρέπει να καταφέρει να διαβάσει μέσα από τον γραφικό χαρακτήρα του ίδιου του Χουκ, πώς παρατήρησε τα βακτήρια μέσα από το μικροσκόπιο σχεδόν για πρώτη φορά στην ιστορία ή πώς συζήτησε με τον Ισαάκ Νεύτωνα για τη φύση της βαρύτητας και την κίνηση των πλανητών."

Το εσωτερικό του χειρογράφου Hooke folio.

Η Lisa Jardine (Λίζα Τζαρντίν), καθηγήτρια Αναγεννησιακών Σπουδών στο Κολέγιο Queen Mary του Πανεπιστημίου του Λονδίνου και βιογράφος του Χουκ όταν κλήθηκε να δει τα χειρόγραφα του Χουκ δήλωσε: "Είναι η πιο υπέροχη ιστορία. Αυτό είναι ένα κομμάτι μιας από τις πιο σημαντικές περιόδους της ιστορίας μας.", ενώ ο Michael Hunter (Μάικλ Χάντερ), καθηγητής ιστορίας στο Κολέγιο Birkbeck του Λονδίνου, δήλωσε: "Είναι μια εξαιρετική ανακάλυψη, που καλύπτει ένα κενό στην τεκμηρίωση της πρώιμης Βασιλικής Εταιρείας, συμπεριλαμβάνοντας λεπτομέρειες των συζητήσεων από διάφορες συναντήσεις που μέχρι τώρα ήταν άγνωστες".

Όμως, τι υπήρχε γραμμένο σ' αυτό το ογκώδες χειρόγραφο με τις 520 κιτρινισμένες και αλλοιωμένες από το χρόνο σελίδες; 

Με λίγες λέξεις θα μπορούσαμε να πούμε ότι τα έγγραφα είναι αξιόλογοι μάρτυρες από μια εποχή ηρωική για την επιστήμη και παρουσιάζουν μια εικόνα της κατάστασης της επιστήμης τον 17ο αιώνα, μια εποχή που σηματοδοτεί την αρχή του σύγχρονου κόσμου.

Ο Ρόμπερτ Χουκ για τους Βρετανούς ήταν ο εκφραστής της Αναγέννησης, ήταν η απάντηση της Βρετανίας στον Λεονάρντο Ντα Βίντσι.

Οι χειρόγραφες σημειώσεις του Χουκ περιγράφουν με λεπτομέρειες μερικές από τις πιο εκπληκτικές επιστημονικές σκέψεις που είχαν διατυπωθεί στις συνεδριάσεις της Βασιλικής Εταιρείας και είχαν καταγραφεί στα Πρακτικά της από το 1661 μέχρι το 1682. Η "Βασιλική Εταιρεία", πρώην "Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου για τη Βελτίωση των Φυσικών Γνώσεων", είναι επιστημονική Ένωση που ιδρύθηκε στις 28 Νοεμβρίου 1660 και έχει θέση Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών για τη Μεγάλη Βρετανία. 

Η πρώτη σελίδα του χειρόγραφου βιβλίου.
(Από Royal Society)

Υπάρχει μια πολύ πρώιμη εργασία του Χουκ για τα μικροσκόπια, με την οποία επιβεβαιώνονται οι πρώτες παρατηρήσεις σε μικροοργανισμούς. 

Υπάρχει αλληλογραφία με τον Σερ Ισαάκ Νεύτωνα και τον Σερ Κρίστοφερ Ρεν για τη φύση της βαρύτητας.

Τα Πρακτικά από τον Δεκέμβριο του 1679 περιγράφουν την αλληλογραφία μεταξύ του Χουκ και του Νεύτωνα προτείνοντας ένα πείραμα για να επιβεβαιώσουν την περιστροφή της Γης. Οι σημειώσεις περιλαμβάνουν μια πρόταση από τον Σερ Κρίστοφερ Ρεν, τον στενότερο φίλο του Χουκ, να δοκιμάσει την υπόθεση "να εκτοξεύσει μια σφαίρα προς τα πάνω υπό μια συγκεκριμένη γωνία ως προς την κατακόρυφο προς όλες τις κατευθύνσεις - έτσι για να δούμε αν οι σφαίρες θα πέσουν όλες σε έναν τέλειο κύκλο".

Υπάρχει επίσης αναφορά σε έναν πρόγονο μιας υπολογιστικής μηχανής κατασκευασμένη από τον μαθηματικό και πολυεπιστήμονα Γκότφριντ Λάιμπνιτζ: "Ο κ. Λάιμπνιτζ παρουσίασε την αριθμητική του μηχανή, με την οποία εκτέλεσε μηχανικά όλες τις λειτουργίες του Arithmetick με σιγουριά και ταχύτητα".

Στα χειρόγραφα υπάρχει μια σελίδα που μετριάζει κατά κάποιο τρόπο τη διαμάχη για το ποιος σχεδίασε το ρολόι που τελικά θα οδηγούσε στις πρώτες μετρήσεις του γεωγραφικού μήκους. Πιο συγκεκριμένα, ο Χουκ μπλέχτηκε σε μια δυσάρεστη διαμάχη με τον Ολλανδό Φυσικό Κρίστιαν Χόιχενς (Christiaan Huygens) που παρέμενε μυστήριο πώς προέκυψε, μέχρι που εμφανίστηκε το νέο χειρόγραφο. 

Το 1675, ο Χόιχενς ισχυρίστηκε ότι σχεδίασε ένα ρολόι που, παραδόξως, έδειχνε το σωστό χρόνο για πολλές μέρες, χάρη στα μικροσκοπικά ελατήρια του μηχανισμού του. Ένα τέτοιο ρολόι ήταν ακριβώς αυτό που χρειαζόταν για να μετρηθεί κάποια στιγμή το γεωγραφικό μήκος. Στο άκουσμα του ισχυρισμού του Χόιχενς, ο Χουκ εξοργίστηκε, γιατί είχε παρουσιάσει ακριβώς ένα τέτοιο ρολόι στη Βασιλική Εταιρεία πέντε χρόνια νωρίτερα. Ήταν πεπεισμένος ότι κάποιος είχε διαρρεύσει το σχέδιό του στον Χόιχενς και σε μια προσπάθεια να το αποδείξει, εξέτασε πολύ προσεκτικά τις σημειώσεις των πρακτικών της Βασιλικής Εταιρείας, χωρίς όμως να βρει κάποιο στοιχείο.

Μοντέρνο πορτραίτο του Ρόμπερτ Χουκ από τη
ζωγράφο Rita Greer (2004).
Δεν υπάρχει γνωστή εικόνα όπου να φαίνεται
πώς ήταν ο Ρόμπερτ Χουκ.

Στο χειρόγραφο που βρέθηκε, βλέπουμε ότι ο Χουκ περιγράφει προσεκτικά την μελέτη των πρόχειρων πρακτικών των συνεδριάσεων της Εταιρείας στην προσπάθειά του να βρει αποδεικτικά στοιχεία. Εκείνη την εποχή ο Ρόμπερτ Χουκ ήταν Έφορος (Curator) Πειραμάτων στην Βασιλική Εταιρεία. Από το ψάξιμό του διαπίστωσε ότι στις 23 Ιουνίου 1670, ο προκάτοχός του Γραμματέας της Εταιρείας Henry Oldenburg (Χένρι Όλντεμπουργκ), είχε γράψει: "Ο έφορος (εννοεί τον Χουκ) δημιούργησε ένα ρολόι τσέπης δικής του επινόησης, το οποίο διαβεβαίωσε ότι μπορούσε να λειτουργήσει όπως ένα εκκρεμές, χωρίς να σταματήσει και θα μπορούσε να εργαστεί για 8 ημέρες." Κατά λάθος, ο Όλντενμπουργκ δεν κατέγραψε το γεγονός στα τελικά Πρακτικά και ο σχεδιασμός του ρολογιού πιθανότατα διέρρευσε λίγο αργότερα. Η ειρωνεία είναι ότι ο Χουκ έσκισε τη σελίδα από τα πρόχειρα Πρακτικά και την έβαλε στις δικές του σημειώσεις, οπότε οι ιστορικοί δεν μπόρεσαν ποτέ να επιβεβαιώσουν τον ισχυρισμό του. Μετά την εύρεση του χειρογράφου η καθηγήτρια Λίζα Τζαρντίν δήλωσε σχετικά "Υπάρχουν όλες οι αποδείξεις που χρειαζόμασταν".

Όμως, η ικανοποίηση των επιστημόνων από αυτή την ανακάλυψη γρήγορα μετατράπηκε σε άγχος. Το χειρόγραφο επρόκειτο να βγει σε δημοπρασία στο Λονδίνο, στις 28 Μαρτίου 2006 και αναμένετο να πωληθεί για περισσότερα από 1 εκατομμύρια λίρες. Το διάστημα που απέμενε μέχρι την δημοπρασία του Οίκου Μπόναμ ήταν μικρό και πίεζε τον Πρόεδρο της Βασιλικής Εταιρείας Λόρδο Ρις του Λάντλοου (Rees of Ludlow) σε εύρεση λύσης. Εκείνος, απευθυνόμενος σε έναν Καλό Σαμαρείτη (ή σε έναν "Λευκό Ιππότη" όπως θα έλεγαν οι Βρετανοί) ανέφερε: "Είναι πολύ κρίμα που η Βασιλική Εταιρεία δεν έχει την οικονομική δυνατότητα να τα αγοράσει ώστε να μπορέσουν να αποκατασταθούν στη συλλογή εγγράφων, από τα οποία αφαιρέθηκαν κάποια στιγμή κατά τη διάρκεια της πρώιμης ιστορίας μας".

Τα χειρόγραφα του Χουκ κινδύνευαν να φτάσουν σε χέρια που θα ήταν πρόθυμα να πληρώσουν το τεράστιο ποσό, αλλά ίσως καθόλου πρόθυμα στη συνέχεια να επιτρέψουν στους επιστήμονες να τα μελετήσουν. Επιπλέον υπήρχε ορατός ο κίνδυνος για εξαγωγή του χειρόγραφου από την Βρετανία. Η Λίζα Τζαρντίν, αργότερα είχε δηλώσει: "Θα ήταν τραγωδία αν επρόκειτο να πάνε αλλού. Αυτό είναι το τελευταίο κομμάτι του παζλ για το αρχείο της Εταιρείας, το οποίο κατά τα άλλα παραμένει άθικτο από το 1660. Υπάρχουν λάτρεις του Χουκ εκεί έξω και μερικοί είναι πολύ πλούσιοι και θα ήταν συμφορά αν κατέληγε σε μια από τις ιδιωτικές συλλογές όπου η ευρύτερη κοινότητα δεν θα ήταν σε θέση να το μελετήσει."

Σελίδα από το Hooke folio με τα Πρακτικά
της Βασιλικής Εταιρείας στις 23 Ιουνίου 1670.
(Από the Royal Society)

Στην προσπάθειά της η Βασιλική Εταιρεία να αντιδράσει κινήθηκε προς δύο κατευθύνσεις. Από τη μία οργάνωσε μια εκστρατεία συγκέντρωσης κεφαλαίων για να αγοράσει τα χειρόγραφα, από την άλλη  προσπάθησε να βρει νομικά ερείσματα για να διεκδικήσει την ιδιοκτησία τους. Η Εταιρεία πίστευε ότι τα έγγραφα, τα οποία είναι σημειώσεις του Χουκ για τις συναντήσεις της Βασιλικής Εταιρείας, κλάπηκαν από τα αρχεία της πριν από περίπου 300 χρόνια.

"Υπάρχει μια πολύ ισχυρή ηθική και νομική αξία σε αυτά τα Πρακτικά και τα έγγραφα", είχε δηλώσει ο Τζούλιαν Ράντκλιφ (Julian Radcliffe), πρόεδρος του Μητρώου Απώλειας Έργων Τέχνης (Art Loss Register), ο οποίος κλήθηκε από την επιστημονική κοινότητα να βοηθήσει στη διαμεσολάβηση μιας συμφωνίας. Έγινε επίσης λόγος για παρεμπόδιση της εξαγωγής των χειρογράφων εάν αγοράζονταν από ξένο αγοραστή.

Αυτή η διπλή επίθεση προκάλεσε την οργισμένη αντίδραση του Οίκου Μπόναμ, ο οποίος δήλωσε μέσω του εκπρόσωπου τύπου Τζούλιαν Ρουπ (Julian Roup): "Η ουσία είναι ότι, είτε πιστεύετε ότι έχετε τα στοιχεία και πηγαίνετε στη Δικαιοσύνη, είτε πληρώνετε γι’ αυτό".

Στο τέλος, η Βασιλική Εταιρεία επέλεξε να αποσύρει τη νομική της αξίωση και να επικεντρωθεί στη συγκέντρωση μετρητών.

Αν και η Εταιρεία έκανε έκκληση από τον Φεβρουάριο του 2006 για εύρεση κάποιου ευεργέτη, η ανταπόκριση ήταν μάλλον μικρή. Συνεισέφεραν κάποια άτομα και 122 μέλη της Βασιλικής Εταιρείας έκαναν δωρεές ή δεσμεύτηκαν για καταβολή δωρεάς. Όμως, μετά και από αυτό, το ποσό που είχε συγκεντρωθεί ήταν λιγότερο από το απαραίτητο κατά 500.000 λίρες. Σε αυτό το σημείο, προσεγγίστηκε το φιλανθρωπικό ίδρυμα Wellcome Trust, το οποίο συμφώνησε να προσφέρει τα υπόλοιπα (το ποσό που προσέφερε ήταν 469,000 λίρες).

Η καθηγήτρια και βιογράφος του Χουκ Λίζα Τζαρντίν
κρατά στα χέρια της το πολύτιμο χειρόγραφο.  

Συμφωνήθηκε, ένα θεσμικό όργανο, όπως η Βρετανική Βιβλιοθήκη, να αγοράσει τα χειρόγραφα και να τα δανείσει μόνιμα στη Βασιλική Εταιρεία. Υπήρχε ακόμα η δημοπρασία: τι θα συνέβαινε αν η υποβολή των προσφορών ξεπερνούσαν τις δυνατότητες της Βασιλικής Εταιρείας; Για να δώσει στους ιδιοκτήτες κάποιο κίνητρο να βγάλουν τα χειρόγραφα από τη δημοπρασία, η Βασιλική Εταιρεία πρότεινε ένα ειδικό φορολογικό καθεστώς με στόχο τη διατήρηση έργων εθνικής σημασίας στη χώρα. 

Ο τελικός συμβιβασμός έκλεισε οριακά. Λίγα λεπτά πριν τη λήξη του χρονικού ορίου, ο πρόεδρος του Μπόναμ Ρόμπερτ Μπρουκς (Robert Brooks) ανακοίνωσε ότι το αντικείμενο με αριθμό 189 είχε αφαιρεθεί επειδή οι ιδιοκτήτες είχαν συμφωνήσει σε ιδιωτική πώληση στη Βασιλική Εταιρεία. Η Εταιρεία ανέφερε ότι πλήρωσε "περίπου 1 εκατομμύρια λίρες" (το τελικό ποσό ήταν 940,000 λίρες) για τα χειρόγραφα, αλλά δεν αποκάλυψε από πού βρήκε τα χρήματα.

"Αυτό είναι το πιο εκπληκτικό πράγμα που έχει συμβεί σε ολόκληρη την καριέρα μου", δήλωσε η καθηγήτρια Τζαρντίν.

• Η ιστορία των αρχείων του Ρόμπερτ Χουκ. Κείμενο από την ιστοσελίδα "Robert Hooke's Books".

• Η επίσημη ιστοσελίδα του Ρόμπερτ Χουκ.

• Η επίσημη ιστοσελίδα της Robert Hooke Society.

• Η εργασία (pdf) των Robyn Adams και Lisa Jardine με τίτλο "The Return of the Hooke Folio".

Πηγή: Today in Science History,  guardian,  bbc,  royalsociety

Σαν σήμερα... 1960, το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για LASER.

Η πρώτη σελίδα της πατέντας για τη συσκευή 
"Masers and Maser Communications System".
Επάνω αριστερά διακρίνεται η ημερομηνία έγκρισης
22 Μαρτίου 1960, δίπλα διακρίνεται η ημερομηνία
κατάθεσης της αίτησης 30 Ιουλίου 1958 και στο κάτω μέρος
φαίνονται τα ονόματα των A. L. Schawlow και C. H. Townes.

Σαν σήμερα, στις 22 Μαρτίου 1960, το Γραφείο Ευρεσιτεχνιών των ΗΠΑ έδωσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας με αριθμό U.S. No. 2.929.922 στους Arthur Schawlow (Άρθουρ Σκάλοου) (Nobel Φυσικής 1981) και Charles Townes (Τσαρλς Τάουνς) (Nobel Φυσικής 1964) για τη συσκευή που είχαν καταθέσει με τίτλο "Masers and Maser Communications System" ("Masers και Σύστημα Επικοινωνιών με Masers"). Αυτό που έκανε ξεχωριστή την ανακάλυψη των δύο επιστημόνων, ήταν το γεγονός ότι αυτό το laser ήταν το πρώτο που λειτουργούσε στο ορατό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. 

Στην πραγματικότητα το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ήταν υπέρ των Bell Laboratories (Εργαστήρια Bell) όπου εργάζονταν οι Σκάλοου και Τάουνς.

Τελικά, όπως φάνηκε εκ των υστέρων, αυτό το δίπλωμα δεν ήταν τίποτα άλλο παρά μέρος μιας πολύχρονης αντιπαράθεσης για το δικαίωμα στην πρωτιά του laser.

O Τσαρλς Τάουνς και το πρώτο maser αμμωνίας (πρωτότυπο).
(από wikipedia)

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 στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια δημιούργησαν την λέξη "maser" ως ακρωνύμιο της έκφρασης "microwave amplification by stimulated emission of radiation" ("ενίσχυση μικροκυμάτων με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας"). 

Άρθουρ Σκάλοου και Τσαρλς Τάουνς.

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 1957, ο Τσαρλς Τάουνς και ο Άρθουρ Σκάλοου που ήταν γαμπρός του και τότε εργάζονταν στα Εργαστήρια Bell στην έρευνα για την υπεραγωγιμότητα, προσπάθησαν να δείξουν 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 και γι' αυτό το είχαν ονομάσει "οπτικό  maser". Αυτή η συσκευή αργότερα ονομάστηκε laser (λέιζερ). 

Σελίδα από τις σημειώσεις του Τάουνς (Σεπτέμβριος 1957).

Στις 30 Ιουλίου 1958, τα Εργαστήρια Bell υπέβαλλαν αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας στην USPTO (United States Patent and Trademark Office - Γραφείο Ηνωμένων Πολιτειών για Πατέντες και Σήματα) για την προτεινόμενη συσκευή του οπτικού maser.

Στις 15 Δεκεμβρίου 1958, το περιοδικό Physical Review (τεύχος No. 6, τόμος 112) δημοσίευσε την  εργασία των Τάουνς και Σκάλοου με τίτλο "Infrared and Optical Masers" ("Υπέρυθρα και Οπτικά Μέιζερς"), όπου περιέγραφαν τους θεωρητικούς υπολογισμούς τους για την διαδικασία λειτουργίας ενός λέιζερ. 

Την ίδια περίοδο, στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια, ο μεταπτυχιακός φοιτητής Gordon Gould (Γκόρντον Γκουλντ) προετοίμαζε τη διδακτορική του διατριβή σχετικά με τις ενεργειακές στάθμες του διεγερμένου  Θάλλιου. 

Το 1957, ο Τάουνς συναντήθηκε με τον Γκουλντ και συζήτησαν κάποιες ιδέες για την άντληση φωτεινής ενέργειας από άτομα. 

Το Νοέμβριο του 1957 ο Γκουλντ σημείωσε στο σημειωματάριό του τις ιδέες του  για ένα "laser". 

Επίσης, το 1958, ο Ρώσος Alexander Prokhorov (Nobel Φυσικής 1964) εργαζόμενος ανεξάρτητα παρουσίασε για πρώτη φορά στη Σοβιετική Ένωση μια παρόμοια ιδέα.

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 1959, σε συνέντευξή του ο Γκουλντ δημοσιοποίησε τον όρο LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - Ενίσχυση Φωτός με Εξαναγκασμένη Εκπομπή Ακτινοβολίας) γραμμένο σε χαρτί. Από γλωσσική άποψη, η πρόθεση του Γκουλντ ήταν να χρησιμοποιήσει την κατάληξη "-aser" για κάθε ακτινοβολία που εκπέμπεται και το κατάλληλο γράμμα-πρόθεμα που θα δηλώνει την περιοχή στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα που εκπέμπει η πηγή της ακτινοβολίας. Π.χ. "xaser" για τις ακτινογραφίες (ακτίνες Χ), "uvaser" για το υπεριώδες (ultraviolet), "laser" (light - ορατό φως) κλπ. Μέχρι τότε δεν είχε επίσημα καθιερωθεί κάτι τέτοιο, αν και ήδη χρησιμοποιείτο ο όρος ¨Raser" (Radio) για τις συσκευές εκπομπής ραδιοσυχνοτήτων.

Οι σημειώσεις του Γκουλντ περιείχαν και πιθανές εφαρμογές του laser, όπως στη  φασματομετρία, στη συμβολομετρία, στα ραντάρ και στην πυρηνική σύντηξη. 

Η πρώτη σελίδα των σημειώσεων του Γκουλντ, όπου 
φαίνεται να χρησιμοποιεί τον όρο LASER (Νοέμβριος 1957).  

Τον Απρίλιο του 1959, ο Γκουλντ υπέβαλλε αίτηση για να πάρει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την ιδέα του. Το Γραφείο Ευρεσιτεχνιών των ΗΠΑ απέρριψε την αίτησή του και όπως ήδη σημείωσα, το 1960 έδωσε την πατέντα στα Εργαστήρια Bell.

Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ο Γκουλντ να ξεκινήσει ένα δικαστικό αγώνα που κράτησε 28 χρόνια, γιατί η κατοχή του διπλώματος ευρεσιτεχνίας συνδεόταν με μεγάλες χρηματικές αποζημιώσεις. 

Τον Οκτώβριο του 1977 ο Γκουλντ είχε την πρώτη δικαστική νίκη και το Γραφείο Ευρεσιτεχνιών του έδωσε το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την οπτική άντληση λέιζερ (optical pumping of lasers). Το 1987 Ομοσπονδιακός Δικαστής διέταξε το Γραφείο Ευρεσιτεχνιών να κατοχυρώσει στον Γκουλντ τις συσκευές λέιζερ οπτικής άντλησης και εκκένωσης αερίου. Τότε του αναγνωρίστηκαν και τα 4 διπλώματα ευρεσιτεχνίας που είχε αιτηθεί δεκαετίες πριν.

Μέχρι τον Απρίλιο του 1988, όταν εγκρίθηκαν τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας χρήσης του Γκουλντ, τα λέιζερ οπτικής άντλησης κάλυπταν το 80% των λέιζερ που κατασκευάζονταν στις Ηνωμένες Πολιτείες. Η αγορά για λέιζερ είχε εκτοξευτεί σε περισσότερα από 500 εκατομμύρια δολάρια ετησίως. Ξαφνικά, ο Γκουλντ έγινε πολυεκατομμυριούχος.

Γκόρντον Γκουλντ

Μέχρι σήμερα το ερώτημα για το ποιος προηγήθηκε στην κατασκευή του LASER παραμένει αναπάντητο από τους ιστορικούς.

Τελικά, στις 16 Μαΐου 1960, ο Theodore H. Maiman από το Hughes Research Laboratories  (Ερευνητικό Εργαστήριο Χιους) παρουσίασε το πρώτο laser που λειτούργησε, ξεπερνώντας τις προσπάθειες των Τάουνς, Σκάλοου και Γκουλντ. Όπως είχε ειπωθεί χαρακτηριστικά ήταν "μια λύση που γύρευε το πρόβλημά της" ("a solution looking for a problem"). Όμως πολύ σύντομα οι χαρακτηριστικές ιδιότητες μιας ακτινοβολίας λέιζερ (ικανότητα να παράγει μια έντονη, πολύ στενή δέσμη φωτός ενός μόνο μήκους κύματος) αξιοποιήθηκαν για την επιστήμη, την τεχνολογία και την ιατρική. Σήμερα, τα λέιζερ τα βρίσκουμε παντού: στα ερευνητικά εργαστήρια, στην κβαντική φυσική σε πάμπολες ιατρικές εφαρμογές, στα τηλεφωνικά δίκτυα, αλλά και στα ταμεία ενός σούπερ μάρκετ. 

Ο Theodore Maiman εξετάζει ένα κύλινδρο ρουβιδίου,
την καρδιά της πρώτης πειραματικής συσκευής του. 

Τον Δεκέμβριο του 1964 ο Τσαρλς Τάουνς (1/2) με τους Nicolay Basov (1/4) και Aleksandr Prokhorov (1/4) μοιράστηκαν το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής "για θεμελιώδεις εργασίες στον τομέα της κβαντικής ηλεκτρονικής, η οποία οδήγησε στην κατασκευή ταλαντωτών και ενισχυτών με βάση την αρχή maser-laser".

• Το πλήρες έγγραφο (pdf) του διπλώματος ευρεσιτεχνίας με αριθμό U.S. No. 2.929.922, όπου υπάρχει αναλυτική περιγραφή της συσκευής maser.

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

• Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας που έχουν κατοχυρωθεί στον Άρθουρ Σκάλοου από το USPTO.

• Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας που έχουν κατοχυρωθεί στον Τσαρλς Τάουνς από το USPTO.

"Στιλό" - δείκτης εκπομπής πράσινης ακτίνας λέιζερ.

• Άρθρο του Τσαρλς Τάουνς με τίτλο "The first laser" από το δοκίμιο "A Century of Nature: Twenty-One Discoveries that Changed Science and the World" των Laura Garwin and Tim Lincoln.

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

• Η ομιλία του Καθηγητή Bengt Edlén, μέλους της Επιτροπής για την Απονομή του Βραβείου Νόμπελ Φυσικής, στην τελετή απονομής του βραβείου τον Δεκέμβριο του 1964 στη Στοκχόλμη. 

•  Η ιστορία του λέιζερ από το American Institute of Physics (AΙΡ).

• Βίντεο "Πώς λειτουργεί το λέιζερ;" από τον ιστότοπο PhysicsHigh.

Πηγή: Today in Science History,  wikipedia,  electrdesign,  press,

20 Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής με το πρόγραμμα Hot Potatoes, στη ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ.

ΦΥΣΙΚΗ  Γ'  ΛΥΚΕΙΟΥ Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών και Σπουδών Υγείας

Η ανάρτηση περιέχει ένα αρχείo με 20 Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής που είναι σχετικές με την ενότητα "ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ" του σχολικού βιβλίου της Γ' Λυκείου.

Οι ερωτήσεις είναι φτιαγμένες με το πρόγραμμα Hot Potatoes. Αυτές που είναι με αρίθμηση 1 - 15 έχουν δοθεί ως θέματα στις Πανελλαδικές Εξετάσεις Φυσικής της Γ' Λυκείου και οι 16 - 20 έχουν στηριχτεί σε υλικό που έχει δοθεί στις Παγκύπριες Εξετάσεις Φυσικής της Γ' Λυκείου. 

Μπορείτε να δείτε και να κατεβάσετε το αρχείο από  ΕΔΩ  (Dropbox) ή από  ΕΔΩ (Google Drive). Ανοίγοντας το αρχείο στο Dropbox ή στο Google Drive, ίσως να βλέπετε το περιεχόμενο σε κώδικα html. Απλά, κάνοντας download θα δείτε το αρχείο στην κανονική του μορφή. 

Επίσης, μπορείτε να βρείτε τις 20 ερωτήσεις σε αρχείο word (με τις απαντήσεις)  ΕΔΩ (Dropbox) ή  ΕΔΩ (Google Drive). 

Θα ακολουθήσουν και άλλες παρόμοιες αναρτήσεις στο πλαίσιο της βοήθειας των μαθητών(-τριών) στην επανάληψή τους.

Σαν σήμερα... 1962, απεβίωσε ο Αμερικανός νομπελίστας Φυσικός Arthur Compton.

Arthur Holly Compton

Σαν σήμερα, στις 15 Μαρτίου 1962, απεβίωσε στο Berkeley της Καλιφόρνιας ο Arthur Holly Compton (Άρθουρ Χόλι Κόμπτον) που έγινε περισσότερο γνωστός για την ανακάλυψη του φαινομένου Compton, που του έδωσε και το Νόμπελ Φυσικής το 1927.

Ο Κόμπτον γεννήθηκε στο Wooster του Οχάιο στις 10 Σεπτεμβρίου του 1892. 

Γονείς του ήταν ο Elias Compton (1856–1938), Δρ Φιλοσοφίας, πρύτανης του Πανεπιστημίου (μετέπειτα Κολεγίου) Wooster και μητέρα του η Otelia Catherine Augspurger (1858-1944), η οποία είχε ονομαστεί το 1939 "Αμερικανίδα μητέρα της χρονιάς" από την οργάνωση Golden Rule Foundation. Στην οικογένεια Κόμπτον ο Άρθουρ ήταν ο μικρότερος έχοντας δύο αδερφούς, τον Karl (1887-1954) και τον Wilson (1890-1967) και μια αδερφή, την Mary (1889-1961) (μετέπειτα Rice). Από τους τρεις αδερφούς μεγαλύτερος ήταν ο Karl, επίσης Φυσικός, μετέπειτα Πρόεδρος του MIT, ενώ o Wilson έγινε οικονομολόγος, και υπήρξε Πρόεδρος του Πανεπιστημίου Washington State. Και οι τρεις αδερφοί ήταν με διδακτορικό από το Πανεπιστήμιο Princeton. Η αδερφή τους επίσης είχε τελειώσει το Πανεπιστήμιο του Wooster.  Καταλαβαίνουμε ότι οι Comptons ήταν μια ακαδημαϊκή οικογένεια.

Η οικογένεια Κόμπτον.
Καθιστοί: Otelia, Elias και Mary.
Όρθιοι: Wilson, Karl και Άρθουρ.

Στα νεανικά του χρόνια ο Κόμπτον ενδιαφέρθηκε ιδιαίτερα για την αστρονομία και μάλιστα το 1910 είχε φωτογραφήσει τον κομήτη Χάλεϊ. 

Στα δεκαεπτά του δημοσίευσε τρία άρθρα για τα αεροπλάνα και την αεροναυπηγική. Την ίδια χρονιά κατασκεύασε ένα ανεμόπτερο μήκους 27 ποδιών που πέταξε με επιτυχία. Ένα από τα άρθρα που έγραψε στο περιοδικό Scientific American, τον Φεβρουάριο του 1909, είχε τίτλο "Comparison of Wright and Voisin Aeroplanes" ("Σύγκριση των αεροπλάνων του Ράιτ και της Βουαζέν").

Το 1929, ο Άρθουρ Κόμπτον με τον 
Werner Heisenberg στο Σικάγο .

Το 1913 ο Κόμπτον πήρε Μπάτσελορ στις Θετικές Επιστήμες (BS) από το Πανεπιστήμιο του Wooster και τον επόμενο χρόνο πήρε Μάστερ (MA) από το Πανεπιστήμιο Πρίνστον. 

Το 1916 ολοκλήρωσε τις σπουδές του στο Πρίστον παίρνοντας διδακτορικό στη Φυσική, με την επίβλεψη του Hereward L. Cooke και θέμα διατριβής "The intensity of X-ray reflection and the distribution of the electrons in atoms" ("Η ένταση της ανάκλασης των ακτίνων Χ και η κατανομή των ηλεκτρονίων στα άτομα").

Μετά το διδακτορικό του, επειδή προερχόταν από ιδιαίτερα θρησκευτική οικογένεια, ήθελε ν' ακολουθήσει θρησκευτική καριέρα, κάτι που τελικά δεν έκανε ακολουθώντας τη συμβουλή του πατέρα του "Η εργασία σου στον επιστημονικό τομέα μπορεί να γίνει μια πολύτιμη χριστιανική υπηρεσία από ό,τι αν επρόκειτο να ακολουθήσεις μια θρησκευτική σταδιοδρομία". Η μητέρα του Άρθουρ ανήκε στη Χριστιανική ομάδα των Μεννονιτών και τον είχε επηρεάσει πολύ στη διάρκεια της νεανικής του ηλικίας. 

Ο Κόμπτον στο εξώφυλλο του περιοδικού TIME, 
κρατώντας τον ανιχνευτή κοσμικών ακτίνων 
που είχε κατασκευάσει (13 Ιανουαρίου 1936). 

Το 1916, ο Άρθουρ Κόμπτον παντρεύτηκε την Betty Charity McCloskey την οποία είχε γνωρίσει όταν αυτή φοιτούσε στο Πανεπιστήμιο του Wooster και αργότερα ήταν μαζί και στο Πανεπιστήμιο Πρίνστον. Το ζευγάρι απέκτησε δύο γιους, τον Arthur Alan (1918-1999) και τον John Joseph (1928–2014).

Tην περίοδο 1916–1917 ξεκίνησε ως εκπαιδευτής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Minnesota, όπου παρέμεινε ένα χρόνo. Τα επόμενα δύο χρόνια εργάστηκε στην εταιρεία Westinghouse Lamp  στο Πίτσμπουργκ, ως ερευνητής μηχανικός στην δημιουργία νέων λαμπτήρων ατμών νατρίου. Κατά τη διάρκεια του Α' Παγκοσμίου Πολέμου εργάστηκε στην παραγωγή οργάνων αεροπλοΐας στην Signal Corps του Αμερικάνικου Στρατού.

Άλμπερτ Αινστάιν και Άρθουρ Κόμπτον στο Σικάγο (1930).

Το 1919, έχοντας κερδίσει υποτροφία από το National Research Council Fellowships,  συνέχισε τις σπουδές του στο Εργαστήριο Cavendish του Πανεπιστημίου  Cambridge. Εκεί, με την επίβλεψη του George Paget Thomson, μελέτησε τη σκέδαση των ακτίνων Χ και την απορρόφηση των ακτίνων γ.  

Επιστρέφοντας το 1920 στις ΗΠΑ, έγινε Καθηγητής Φυσικής στην έδρα Wayman Crow και ανέλαβε επικεφαλής του τμήματος Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Washington του St. Louis.

Το 1922 εργαζόμενος πειραματικά διαπίστωσε ότι τα κβάντα των ακτίνων Χ που σκεδάζονται από ελεύθερα ηλεκτρόνια είχαν μεγαλύτερα μήκη κύματος και σύμφωνα με την σχέση του Planck, λιγότερη ενέργεια, από τις εισερχόμενες ακτίνες Χ, ενώ το πλεόνασμα της ενέργειας είχε μεταφερθεί στα ηλεκτρόνια. Αυτή η ανακάλυψη, που έγινε γνωστή ως "φαινόμενο Compton" ή "σκέδαση Compton", κατέδειξε τη σωματιδιακή φύση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, δηλαδή τη διπλή έκφραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, ως κύμα και ως σωματίδιο.

Στις 1 Μαΐου 1923 ο Κόμπτον δημοσίευσε στο περιοδικό Physical Review την εργασία του με την οποία εξηγούσε τις μετατοπίσεις των ακτίνων Χ. Την ίδια χρονιά μετακινήθηκε στο  Πανεπιστήμιο του Σικάγο ως καθηγητής Φυσικής.

Ο Κόμπτον διδάσκοντας στο
Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον.

Το 1926 εργάστηκε για την εταιρεία General Electric ως σύμβουλος στο τμήμα λαμπτήρων. Την ίδια χρονιά δημοσίευσε το πρώτο του βιβλίο με τίτλο "X-Rays and Electrons" ("Ακτίνες Χ και Ηλεκτρόνια").

Το 1927, ο Άρθουρ Κόμπτον μοιράστηκε με τον C.T.R. Wilson το Νόμπελ Φυσικής "για την ανακάλυψη του φαινομένου που φέρει το όνομά του".

Το 1930 κέρδισε το Χρυσό Μετάλλιο Matteucci για την ανακάλυψη του φαινομένου Compton.
Το 1934 διετέλεσε πρόεδρος της American Physical Society (APS).

(29 Μαρτίου 1940) Οι επικεφαλής του προγράμματος S1 
συζητούν για την κατασκευή του κύκλοτρου των 184 ιντσών
στο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνιας. (από αρ. προς δεξ.) E.O. Lawrence,
Άρθουρ Κόμπτον, Vannevar Bush, James B. Constant,
Karl Compton και Alfred Loomis.

Κατά την περίοδο 1930 - 1940 ο Κόμπτον έδειξε ιδιαίτερο ενδιαφέρον στη μελέτη της κοσμικής ακτινοβολίας που φτάνει στη Γη. Κάνοντας ταξίδια στην Ευρώπη, στην Ινδία, στο Περού και στην Αυστραλία είχε την ευκαιρία να μετρήσει τις κοσμικές ακτίνες σε διαφορετικά μήκη και πλάτη. Μαζί με άλλες ερευνητικές ομάδες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ένταση της κοσμικής ακτινοβολίας κοντά στους πόλους ήταν 15% μεγαλύτερη απ' ό,τι στον ισημερινό.

Το 1940 τιμήθηκε με τα βραβεία Hughes Medal και Benjamin Franklin Medal για την τεράστια συμβολή του στο πεδίο της επιστήμης.

Ο Κόμπτον εργαζόμενος στο Εργαστήριό του ακτίνων Χ,
στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, Ιλινόις.
Φωτό του Steven Deutch από το αρχείο του Emilio Segrè.

Το 1941 τοποθετήθηκε πρόεδρος της NAS (National Academy of Sciences - Εθνική Ακαδημία Επιστημών). Η επιτροπή αφού μελέτησε τη δυνατότητα συμμετοχής του στρατού στην υπόθεση της ατομικής ενέργειας, κατέληξε σε πρόταση που οδήγησε τελικά στο "Πρόγραμμα Manhattan".

Το 1942 έγινε επικεφαλής του Εργαστηρίου Μεταλλουργίας του Προγράμματος Μανχάταν. Του ανατέθηκε η ευθύνη για τη δημιουργία αντιδραστήρων που θα μετέτρεπαν το ουράνιο-235 σε πλουτώνιο, βρίσκοντας τρόπους για το διαχωρισμό του πλουτωνίου από το ουράνιο και για το σχεδιασμό της ατομικής βόμβας. 

Η ταυτότητα του Κόμπτον με το  ψευδώνυμο A. H. Comas, για το
Εργαστήριο Μεταλλουργίας του Προγράμματος Manhattan. 

Μετά το Β' Παγκόσμιο Πόλεμο ο Κόμπτον παραιτήθηκε από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο και το 1946 ανέλαβε Πρύτανης του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον, μένοντας στη θέση αυτή μέχρι το 1954. Παρέμεινε στο πανεπιστήμιο μέχρι το 1961 διδάσκοντας ως διακεκριμένος καθηγητής Φυσικής Φιλοσοφίας.

Ο Άρθουρ Κόμπτον απεβίωσε από εγκεφαλική αιμορραγία σε ηλικία 70 ετών. Τάφηκε στο Κοιμητήριο του Wooster στο Οχάιο.

Το εξώφυλλο του βιβλίου "Atomic Quest" ("Ατομική
 Αναζήτηση") που δημοσίευσε ο Κόμπτον το 1956.
Σ' αυτό περιγράφει τις δραστηριότητες των επιστημόνων
που συμμετείχαν στο Σχέδιο Μανχάταν
κατά τη διάρκεια του Β ' Παγκοσμίου Πολέμου.

Προς τιμή του Άρθουρ Κόμπτον και του αδερφού του Karl Compton ένας κρατήρας στη Σελήνη έχει ονομαστεί "Κρατήρας Compton". 

Επίσης το τηλεσκόπιο της ΝASA "Compton Gamma Ray Observatory" έχει πάρει το όνομά του από τον Άρθουρ Κόμπτον. 

Ο Άρθουρ Κόμπτον είχε πολλά πρότυπα στη διάρκεια της ζωής του. Αρχικά βέβαια ήταν ο πατέρας του Elias Compton. Αργότερα ήταν ο Ρόμπερτ Α. Μίλικαν, τον οποίο ο  Άρθουρ θαύμαζε επειδή ήταν ένας πολύ ανταγωνιστικός επιστήμονας. Ένα άλλο πρότυπο ήταν ο Owen W. Richardson λόγω των γνώσεών του στο μαγνητισμό, την κβαντική θεωρία, την φασματοσκοπία, τις ακτίνες Χ και την ατομική δομή. Τελευταίος, αλλά σίγουρα όχι υποδεέστερος των προηγουμένων ήταν ο Αϊνστάιν. Ο Αϊνστάιν ήταν το πρότυπό του επειδή οι υπολογισμοί του Κόμπτον βασίζονταν στη θεωρία του Αϊνστάιν για την Ειδική Σχετικότητα. Θαύμαζε επίσης το ανθρωπιστικό του ενδιαφέρον. Ο Κόμπτον και ο Αϊνστάιν προσπάθησαν δραστήρια να δημιουργήσουν έναν ειρηνικό κόσμο.

Ο Άρθουρ Κόμπτον ίσως δεν κουβαλούσε τα χαρακτηριστικά ενός συνηθισμένου επιστήμονα. Ήταν γοητευτικός, φιλικός και μετριόφρων. Ήταν ο πρώτος που δημιούργησε ένα κολεγιακό μάθημα που συνδύαζε την επιστήμη με την ανθρώπινη ευθύνη. Κατά τη διάρκεια της ομιλίας αποδοχής του βραβείου Νόμπελ αναφέρθηκε στον Μάρκο Πόλο που ήταν ο παγκόσμιος ήρωάς του.

Η επιτάφια πλάκα για τον Άρθουρ Κόμπτον
στο Κοιμητήριο του Wooster.

• Bίντεο με την περιγραφή του Φαινομένου Compton (αγγλικά, 7:50). 

• Το αρχείο του Άρθουρ Κόμπτον (προσωπική αλληλογραφία, ομιλίες, σημειώσεις από τις ερευνητικές εργασίες του κλπ) από το 1892 μέχρι το 1962, στο Πανεπιστήμιο Washington in St. Louis.

• Βίντεο με το πείραμα του Φαινομένου Compton από το Πανεπιστήμιο Georg-August στο Γκέτινγκεν (αγγλικά, 5:59).

• Βίντεο από το AtomicHeritage, όπου ακούγεται ο Άρθουρ Κόμπτον να περιγράφει το τι συνέβη στη διάρκεια της πρώτης αυτοσυντηρούμενης αλυσιδωτής πυρηνικής αντίδρασης στο Σικάγο, το 1942 (αγγλικά, 2:43, στο 1:22 του βίντεο).  

Το εξώφυλλο του βιβλίου "Scientific Papers of Arthur
Holly Compton", γραμμένο από τον Robert S. Shankland,
πρώην φοιτητή του Κόμπτον.
(826 σελ., α' έκδοση Δεκέμβριος 1973)

Πηγή: Today in Science History,  wikipedia,  myhero, famousscientists,  nobelprize,  aip,  bookrags,