نوبل فیزیک ۲۰۱۷: برای دانشمندان آشکارساز امواج گرانشی

«آکادمی سلطنتی علوم سوئد تصمیم گرفت تا جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۷ را نیمی به راینر وایس (Rainer Weiss) و نیمی دیگر به طور مساوی به بری سی. بریش (Barry C.Barish) و کیپ اس. تورن (kip S.Thorne) برای تلاش در زمینه آشکارسازLIGO و رصد امواج گرانشی اهدا کند.»

 

چرا جایزه نوبل؟

پس از مرگ چگونه از ما یاد می‌کنند؟ آلفرد نوبل خوش شانس بود که پیش از مرگ به پاسخ این سوال رسید و وصیت‌نامه‌ای نوشت تا دانشمندان هر سال نام او را به یاد بیاورند.

آلفرد نوبل مخترع و مهندس شیمی سوئدی بود که با اختراع دینامیت شناخته شد. در سال ۱۸۸۸ و در پی مرگ لودویگ نوبل (برادر آلفرد) یک روزنامه فرانسوی به اشتباه اعلامیه در گذشت آلفرد نوبل را منتشر کرد و نوشت: «تاجر مرگ، مرد». نوبل پس از خواندن این اعلامیه وصیت‌نامه خود را تغییر داد و در آن ۹۶ درصد از ثروتش را به پایه گذاری مراسم اهدا پنج جایزه اختصاص داد. او در این وصیت‌نامه نوشت که جوایز به اشخاصی تعلق می‌گیرد که مهمترین کشف، اختراع و دستاوردها را در زمینه‌های فیزیک، شیمی، پزشکی و فیزیولوژی، ادبیات و صلح داشته باشند.

 اولین جوایز نوبل در سال ۱۹۰۱، پس از تأسیس بنیاد نوبل، اهدا شد. نوبل فیزیک و شیمی توسط فرهنگستان سلطنتی علوم سوئد، نوبل ادبیات توسط آکادمی سوئد، نوبل پزشکی و فیزیولوژی توسط انستیتوی کارولینسکا و نوبل صلح توسط کمیته نروژی نوبل انتخاب می‌شود. همچنین در سال ۱۹۶۸ ششمین جایزه یعنی نوبل اقتصاد توسط بانک مرکزی سوئد پایه گذاری شد.

این جایزه هر سال به دانشمندانی از این رشته ها به صورت مدال، دیپلم و مبلغی اهدا می‌شود.

نوبل فیزیک ۲۰۱۷:

سوم اکتبر برندگان جایزه نوبل ۲۰۱۷ توسط آکادمی سلطنتی علوم سوئد اعلام شد. این جایزه به سه دانشمند که در کشف امواج گرانشی سهم مهمی داشتند اهدا شد. راینر وایس فیزیکدان دانشگاه MIT، بری بریش و کیپ تورن که از مؤسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک)‌ برندگان این جایزه بودند.

تیم LIGO در سپتامبر ۲۰۱۵ موفق به آشکارسازی امواج گرانشی شد. در فوریه ۲۰۱۶ این کشف به طور عمومی اعلام شد. امواج گرانشی یکی از پیش‌بینی‌های نسبیت عام اینشتین بود.

آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۵ نسبیت عام را منتشر کرد. نسبیت عام پیش‌بینی‌های زیادی داشت که یکی از آنها امواج گرانشی بود. اما اینشتین هرگز تصور نمی‌کرد که روزی امواج گرانشی رصد شود. صد سال زمان نیاز بود تا لیزر، کامپیوترهای قدرتمند و بسیاری از تجهیزات پیشرفته ابداع شود تا امواج گرانشی را بتوان به طور مستقیم رصد کرد. این کشف که یکی دیگر از پیش‌بینی‌های اینشتین را تأیید می‌کند، مسیری جدید در آینده فیزیک خواهد بود.

جالب است بدانید اینشتین تنها یک بار در سال ۱۹۲۱ برای «خدماتش در فیزیک تئوری و به خصوص توصیف نظری پدیده فوتوالکتریک» برنده جایزه نوبل شد. او هیچگاه این جایزه را به خاطر نسبیت دریافت نکرد، یکی از دلایل، عدم اثبات قطعی آن بود (در شماره‌های آینده به طور کامل به این موضوع می‌پردازیم).

دانشمندان آمریکایی در دهه ۱۹۶۰ کار بر روی ایده اولیه ساخت تداخل‌سنج لیزری را مطرح کردند که به رصد امواج گرانشی منجر می‌شد. در سال ۱۹۶۷ راینر وایس آنالیزهای طرح تداخل‌سنج و ساخت نمونه اولیه را مطرح کرد. در سال ۱۹۶۸ با بررسی تئوری امواج گرانشی و منبع امواج توسط کیپ تورن، آنها متقاعد شدند که رصد امواج گرانشی موفقیت آمیز خواهد بود. در طی سال‌های بعد، طرح‌های تداخل‌سنج لیزری بررسی شد تا بودجه این پروژه تأمین شود. در سال ۱۹۹۲ آشکارساز ‌‌‌LIGO توسط کیپ تورن و رونالد درور از مؤسسه فناوری کالفرنیا و راینر وایس از مؤسسه فناوری ماساچوست MIT بنا شد. LIGO پروژه مشترکی بین دانشگاه MIT و کلتک و بسیاری از دانشگاه‌های دیگر است.

از سال ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۰ دانشمندان داده‌هایی را جمع‌آوری کردند، اما هیچ موج گرانشی رصد نشد. در سال ۲۰۰۸ پروژه توسعه داده شد و در سال ۲۰۱۵ آشکارساز بهبود یافته، آغاز به کار کرد.

۱۱ فوریه ۲۰۱۶ دانشمندان برای اولین بار به طور رسمی رصد مستقیم امواج گرانشی را اعلام کردند. این موج که بر اثر برخورد دو سیاهچاله به وجود آمده بود، در سپتامبر ۲۰۱۵ توسط LIGO رصد شد. (در بخش بعدی درباره امواج گرانشی به طور کامل می‌خوانید.)

آشکارسازی امواج گرانشی توسط دانشمندان LIGO اتفاق بزرگی بود. از روز اعلام این اکتشاف، بسیاری معتقد بودند که دانشمندان این پروژه، مستحق جایزه نوبل هستند. نوبل فیزیک سال ۲۰۱۶ به «اکتشافات تئوری توپولوژی فاز و ماده» تعلق گرفت. زیرا کشف امواج گرانشی در فوریه ۲۰۱۶ و پس از پایان مهلت ارسال اطلاعات توسط نامزدها، اعلام شده بود. دانشمندان LIGO برای دریافت جایزه خود یک سال دیگر صبر کردند.

سوم فوریه و پیش از اعلام برندگان نوبل فیزیک، بسیاری از فیزیکدانان و علاقمندان به فیزیک، منتظر اعلام نام پروژه LIGO از سوی آکادمی سلطنتی علوم نوبل بودند. کیپ تورن، یکی از برندگان جایزه نیز در مصاحبه‌اش اشاره کرد که کشف امواج گرانشی آنقدر بزرگ بود که انتظار جایزه نوبل را داشته باشند. البته او معتقد است که این جایزه را باید به تیم LIGO-Virgo که کاشف این پدیده بودند یا به تیم LIGO اهدا می‌کردند، نه فقط به سه نفر. به هر حال جایزه نوبل فیزیک سال 2017 به سه دانشمند اصلی LIGO اختصاص پیدا کرد.

دانشمندان امیدوارند که این لیزر تداخل‌سنج، مسیر جدیدی را در رصدهای کیهان شناسی ایجاد کند و در آینده، شاهد اکتشافات بزرگ دیگری در این زمینه باشیم.

سه دانشمند برنده جایزه:

  • راینر وایس (Rainer Weiss) برنده نیمی از جایزه

پروفسور فیزیک دانشگاه MIT

زمینه تحقیقاتی او فیزیک اتمی، فیزیک لیزر، گرانش، ستاره‌شناسی میلی‌متری و ریزمیلی‌متری و اندازه‌گیریهای تابش زمینه کیهانی

  • بری سی. بریش (Barry C.Barish) برنده یک چهارم جایزه

پروفسور فیزیک از مؤسسه فناوری کالیفرنیا

زمینه فعالیت او، فیزیک تجربی است.

  • کیپ اس. تورن (kip S.Thorne) برنده یک چهارم جایزه

فیزیکدان تئوری از مؤسسه فناوری کالیفرنیا

او در زمینه گرانش و اخترفیزیک فعالیت می‌کند.

همچنین او دستیار کریستوفر نولان در نوشتن فیلم نامه میان‌ستاره‌ای (Interstellar) بود.

برخی گفتارها:

  • تام روزنبوم (Tom Rosenbaum) رئیس دانشگاه کلتک:

ما بسیار خوشحالیم و به کیپ تورن و بری بریش از کلتک و راینر وایس از MIT به خاطر دریافت جایزه نوبل افتخار می‌کنیم. اولین رصد مستقیم امواج گرانشی توسط LIGO یک اثبات فوق العاده علمی و ماندگار بود.

  • در توییتر دانشگاه MIT از قول راینر وایس اینگونه آمد:

این فوق العاده است. نتیجه یک تلاش که از ۴۰ سال پیش شروع شده است.

  • در توییتر CERN نیز نوشته شد:

تبریک به وایس، بریش و تورن و تیم LIGO