فیزیک در دانشگاه آکسفورد (2)

جان سیلی تاونستد (1868 ـ 1957) در سال 1900 استادی کرسی وایکام در فیزیک را که دومین کرسی استادی او بود احراز کرد،‌ و آزمایش‌گاه برق برای او ساخته شد (1910). در سال 1902 تدریس الکتریسیته و مغناطیس را بنیان گذاشت؛ او به‌خاطر کارهایش برروی تخلیة الکتریکی گازها (وازجمله مشاهدة "اثر رمراؤر" ) شهرت دارد، از سال 1919 به آزمایش برروی امواج الکترومغناطیسی پربسامد نیز مشغول شد. در سال 1913 هنری گویین جفریز موزلی (1887 ـ 1910)‌ به این آزمایش‌گاه وارد شد و به تحقیق در طیف‌نمایی پرتوx پرداخت؛ نسخة اصلی نموداری که او در آ‌ن عناصر جدول تناوبی را برای اولین بار به‌ترتیب صحیح مرتب کرد، در این آزمایش‌گاه به‌نمایش گذاشته شده است.
لیندِمان (1886 ـ 1957) در سال 1919 استاد فلسفة‌ تجربی شد، او بلافاصله برای گرفتن دستگاه‌ها و وسایل آزمایش از نیروی دریایی و نیروی هوایی و تأمین بودجه برای شروع پژوهش در آزمایش‌گاه کلارندون اقدام کرد. تا سال 1922 دو دانش‌یار یکی توماس مرتون (1888 ـ1969) و‌دیگری آلفرد اُگِرتون (1886 ـ 1959) و نیز یک استادیار به جمع این آزمایش‌گاه افزوده شده بودند. در سال 1919 لیندمان با همکاری پدرش سلول فوتو الکتریک بسیار حساسی ساخت تا بتواند نور ستاره‌ها، سحابی‌ها، و دنباله‌دارها را آشکار کند؛‌ جریان با استفاده از الکترومتر جدیدی که با همکاری تی. سی. کیلی‌ (متولد1892) طراحی شده بود اندازه‌گیری می‌شد. از آن پس خود لیندمان به هیچ کار تجربی نپرداخت، ولی مقالاتی دربارة جداسازی ایزوتوپ‌ها، سینتیک شیمیایی و سال‌ها بعد هم مقالاتی دربارة ریاضیات محض نوشت (که شامل اثر مهمی در نظریة اعداد اول است).
دِرِک جکسون (1906 ـ 1972) اولین آزمایش‌‌های مربوط ‌به تعیین اسپین هسته‌ای را (برای سزیوم در سال 1928) انجام داد، آن‌گاه همراه با هاینریش کوهن، روش استفاده از باریک‌های اتمی را برای کاهش پهن‌شدگی ناشی از اثر دوپلر ابداع کرد. لیندمان علاوه‌بر کوهن، کورت مندلسون، فرانتس سیمون، و نیکولاس کورنی را هم برای تأسیس مدرسة فیزیک دماهای کم (در سال‌های 1933 و 1934) از آلمان آورد و کار روی سرمایش مغناطیسی با استفاده از وامغناطش بی‌دررو آغاز شد، فیلم (پوسة) هلیوم Π مایع در سال 1938 توسط برنارد رولین و سیمون کشف شد و رفتار آن‌را مندلسون و جان دانت توضیح دادند.

آزمایشگاه کلارندون از سال 1939 به بعد

آزمایش‌گاه در سپتامبر 1939 به ساختمان جدیدی منتقل شد و اکثر اعضای پژوهشی آن هم‌چنان به کار خود ادادمه دادند. بیشتر آن‌ها به پژوهش‌های زمان جنگ روی وسایل مربوط به امواج سانتی‌متری و فروسرخِ دور پرداختند. کلایسترون‌های بازتابی برای 33 میلی‌متر و 5/13 میلی‌متر و نیز مگنترون‌هایی ساخته شد و روش‌هایی برای تعیین حساسیت گیرنده‌ها ابداع شد، ولی از همه مهم‌تر لامپ فرستنده ـ گیرنده بود (که در همة دستگاه‌های رادار به‌کار می‌رود)که طرح آن را آرتور کوک (1912 ـ 1987) پیشنهاد کرد، کمی بعد در سال 1940 پژوهش‌گرانی که در آزمایش‌گاه مانده بودند همگی به خدمت پروژة بمب اتمی بریتانیا درآمدند، ولی در سال 1943 به ایالات متحدة آمریکا منتقل شدند.
در سال 1945 ، ساختمان جدید هنوز نیازمند تجهیزاتی برای زمینه‌های تخصصی پیش‌بینی ‌شده، مانند بررسی فیزیک دماهای کم در مقیاس خیلی وسیع‌تر بود، بررسی هلیوم مایع و ابررساناها از سر گرفته شد؛ منحنی ذوب هلیوم تا دمای K40 و سایر ویژگی‌های گرمایی و الکتریکی آن تا K300 بسط داده شد. آثار ناراستی‌های حاصل از تابش‌دیدگی به‌صورت کاهش رسانندگی گرمایی مشاهده شد، و "اصطکاک داخلی" از طریق اندازه‌گیری‌های فراصوتی بررسی شد.
طیف نمایی میکروموجی با بررسی طیف وارون گاز آمونیاک شروع شد و کشف تشدید فرومغناطیسی توسط جیمز گریفیتس در سال 1945، زمینة جدید تشدید پارامغناطیسی الکترون (EPR) را به‌دنبال داشت. مقدار اسپین هسته برای ایزوتوپ‌های گروه‌های d3، d7، d5، f4و f5 (که بعضی از آن‌ها پرتوزا هستند) در بلورهایی که از لحاظ دیامغناطیسی رقیق شده‌اند، مشخص شد. با اندازگیری واهلش پارامغناطیسی، شکافتگی اَبَر ریز در بلورهای رقیق نشده تعیین شد، و از بررسی تشدید مغناطیسی هسته‌ای (از جمله درمورد هیدروژن جامد) در دمای پایین معلوم شد که واهلش گرمایی در عایق‌ها به ناخالصی‌های پارامغناطیسی بستگی دارد.
در اولین آزمایش موفقیت‌آمیز به‌خط شدگی هسته‌ای (1951) روش بدیعی به‌کار گرفته شد که فکر آن از اندازه‌گیری ساختار ابر ریز ناهمسانگرد توسط تشدید پارامغناطیسی الکترون پیدا شده بود. در آزمایش‌هایی که برای حصول به سرمایش هسته‌ای انجام می‌شد در سال 1956 به دماهای میکروکلوین دست یافته شد. از آن زمان به‌بعد فنون سمت‌دهی هسته گسترش یافته و شامل روش کاشتِ یونی و هم‌چنین روش‌های "درجا" درمورد ایزوتوپ‌های کم‌عمر شده است. "آزمایش‌گاه میدان‌های مغناطیسی قوی" تأسیس شد، که یکی از انشعابات تجارتی مهم آن شرکت OIC است که بنیان‌گذار آن مارتین ورد (که بعدا لقب "سر" گرفت) بوده است.
در اکتبر 1956 سِر فرانسیس سیمون که به جانشینی لیندمان (لرد چِروِل) انتخاب شده بود، قبل از آن‌که این منصب را به عهده بگیرد درگذشت و بریس بلینی منصب استادی کرسی "دکترلی" را (1975 ـ 1976) احراز کرد. طیف‌نمایی اتمی و حالت جامد با استفاده از یک دستگاه مولد باریکة اتمی که در آن روش‌های بدیع تشدید برای اندازه‌گیری مستقیم گشتاورهای هسته‌ای به‌کار گرفته شده بود گسترش یافت. بعداَ، با استفاده از روش‌های لیزری زمینة تحقیقات جدیدی در طیف‌نمایی اتمی (ازجمله در آثار غیر خطی)، طیف‌نمایی غیردوپلری، برهم‌کنش‌های ضعیف، و در فیزیک حالت جامد فراهم شد. گسترش فعالیت‌های پژوهشی در زمان (پروفسور) میچل از 1977 تا 1987 هم‌چنان ادامه داشته است. جانشین میچل (از 1988) کولی است.

فیزیک جَو

بررسی جو زبَرین از وقتی آغاز شد که دایمون ( 1889 ـ 1976) در سال 1920 به‌عنوان استادیار هواشناسی به آزمایش‌گاه کلارندون پیوست. (او در سال 1945 به مقام استادی رسید) دایمون و لیندمان از روی ردّ شهاب‌ها نتیجه‌گیری کردند که دمای جو زبرین در ارتفاع‌های بالاتر از 50 کیلومتر، برخلاف کاهش پیوسته‌ای که در آن زمان پیش‌بینی می‌شد، شروع به افزایش می‌کند. دایمون با درک این نکته که انرژی این لایة گرم از جذب تابش فرابنفش خورشیدی در اُزُن سرچشمه می‌گیرد، بررسی اُزُن جوی را شروع کرد و تا آخر عمرش هم‌چنان با کوشش خستگی‌ناپذیر به آن ادامه داد. چگالی اُزُن از روی جذب طیف خورشیدی در ناحیة نزدیک 300 نانومتر با استفاده از یک طیف‌نگار بسیار سادة مخصوص اندازه‌گیری شد (این طیف‌نگار اکنون در "موزة علوم" در لندن نگهداری می‌شود). اندازه‌گیری‌های گسترده در سال 1925 تغییرات فصلی اُزُن (بیشینه در بهار، کمینه در پاییز) و رابطة نزدیک آن با شرایط هواشناختی در هوا سپهر زبرین و استراتوسپهر زیرین را نشان داد. بعدها دایمون یک دستگاه فوتوالکتریکی حساس برای اندازه‌گیری مستقیم طرح کرد که نمونة اولیه طیف ـ نورسنج‌های اُزُنی امروزی است. از سال 1956، یعنی سال بین‌المللی ژئوفیزیک، که 44 طیف‌سنج دایمون در آکسفورد مدرج شد، شبکة مطالعاتی اُزُن به‌صورت یک سازمان جهانی درآمده است.
در سال‌های جنگ جهانی دوم دایمون و آلن بروتر، با استفاده از یک رطوبت‌سنج نقطة برفکی،‌ نشان دادند که استراتوسپهر (برخلاف انتظار) بسیار خشک است. پژوهش فیزیک ابر به سرپرستی بروتر ادامه یافت. جان هافتون، در تابش جوی، و اندازه‌گیری اُزُن تحقیق می‌کرد، ولی در کار اصلی خود به اندازه‌گیری‌های جوی از طریق اطلاعات ماهواره‌ای پرداخت. با استفاده از اطلاعات ماهوارة نیمبوس4 (1970) در تابش‌سنج OSCR ، نقشه‌های مربوط به دمای دورتادور جو کرة زمین به فاصلة یک روز در آزمایش‌گاه به‌دست می‌آمد. با استفاده از ماهواره‌های بعدی (نیمبوس5 در 1972، 6 در 1976، و 7 در 1978) همین نتایج برای جو زهره و سپس مریخ و مشتری فراهم شد. جان هافتون (که در سال 1976 به مقام استادی رسید) در سال 1983 رئیس سازمان هواشناسی شد و اف. دی. تیلور جای او را گرفت. یک سال بعد "موسسة رابرت هوک" به‌منظور پژوهش‌های مشترک با سازمان هواشناسی تأسیس شد. عنوان امروزی این گروه، "فیزیک جو، اقیانوس، و سیارات" است.