فیزیک در دانشگاه آکسفورد (3)

 

فیزیک نظری

فیزیک نظری چنان‌که می‌دانیم ارتباط نزدیکی با ریاضیات دارد و در ابتدا بسیاری از استادان آن اصولاَ متخصص ریاضیات کاربردی بودند. لاو (1863 ـ 1940) از سال 1898 تا 1940 سمت استادی کرسی سدلی در فلسفة طبیعی را داشت. پژوهش‌های او دربارة کش‌سانی جامدها کاربردهایی درمورد پوستة زمین داشت، خصوصاَ درمورد امواج واپیچشی در سطح این پوسته که در آن آشفتگی افقی است و بر امتداد انتشار عمود است. "امواج لاو" در زلزله‌شناسی اهمیت زیادی یافتند. علاوه‌براین، لاو به یک میدان دوبعدی دیگر در سطح زمین نیز علاقة بسیار داشت و آن میدان بازی کروکت بود.
سیدنی چاپمن (1888 ـ 1970) مقام استادی کرسی سدلی را از سال 1946 تا 1953 برعهده داشت. او که رئیس کمیتة برگزار کنندة "سال بین‌المللی ژئوفیزیک" (1956) بود، در تبلیغ برای آن خستگی نمی‌شناخت، به‌علاوه در دوچرخه‌سواری هم بسیار ورزیده بود. بعداً چاپمن هم‌زمان در آلاسکا و در بولدو (کولورادو) سمت استادی داشت.
میلن (1896 ـ 1950) اولین استاد کرسی رز ـ بال در ریاضیات (1928 ـ 1950) بود. اولین پژوهش‌های او دربارة انتقال تابشی در محیط‌های یونیده، به تخمین فشار و دما در جو ستاره‌ها و ایجاد یک مقیاس دما برای دنبالة طیفی ستاره‌ها انجامید. از سال 1932، هدف اصلی او تدوین یک نظریة "نسبیت سینماتیکی" بود که بتواند بدیلی برای نظریة نسبیت عام باشد،‌ ولی نظریة او مورد قبول همگانی واقع نشد. جانشین او چارلز کولسون (1910 ـ 1974) بود که خود را وقف شیمی نظری کرد و در سال 1972 به استادی کرسی جدیدی که در شیمی نظری دایر شده بود منتقل شد؛ ولی راجر پنروز ( استاد کرسی رز ـ بال از سال 1973) به زمینة اخترفیزیک بازگشت.
لاو کلاس درس خود را در آزمایش‌گاه برق برگزار می‌کرد و میلن همراه پلاسرکت سمینارهای مشترکی در رصدخانه، که همة دانشجویان تحقیق او را در آن‌جا داشتند، ترتیب می‌داد، ولی اصولاً استادی آن‌ها در ریاضیات بود و ارتباطی با مباحث مورد بررسی در آزمایش‌گاه کلارندون نداشت. این وضعیت در سال 1945 اصلاح شد؛ آزمایشگاه برق و آزمایشگاه کلارندون به سرپرستی لیندمان به‌هم پیوستند و کرسی وایکام به کرسی استادی در فیزیک نظری تبدیل شد، که از سال 1946 تا 1955 در اختبار موریس پرایس بود. پرایس دریافت که تشدید پارامغناطیسی الکترون یک موضوع عالی برای دانش‌جویان نظری است. خود او همراه با آناتول آبراگام،کِنت استیونس، راجِر اِلیوت، برایان جود، و مری اُبراین، همکاری نزدیکی با فیزیک‌دانان تجربی داشت، و درنتیجه، این تحقیقات با سرعت زیادی پیش رفت. در زمینه‌های دیگر، جان وارد، جان زیمن، استانلی راشبروک، و سیریل دامپ چند سالی آن‌جا بودند و راجر بلین استویل تا سال 1962 در آکسفورد ماند.
ویکتور وایسکوف از سال 1955 تا 1956 استاد مدعو این گروه بود. دِرک تِرهار به‌عنوان دانش‌یار به گروه پیوست و ویلیس لمب به‌عنوان استاد (1957 ـ 1962)‌، جانشین او سر رودولف پابراز (1963 ـ 1979) بود و اکنون سر راجر الیوت این مقام را برعهده دارد. فعلاً این گروه با دالیتس در مقام استاد کرسی انجمن سلطنتی (از سال 1963)‌ در زمینه‌های اخترفیزیک، ذرات بنیادی، فیزیک هسته‌ای نظری، و حالت جامد نظری فعالیت دارد.

فیزیک هسته‌ای

آزمایش‌گاه قدیمی کلارندون یک دستگاه فشار قوی 400 کیلو ولتی (در ته سالن سخنرانی!) داشت و آزمایش‌های کوچک‌تر در فیزیک هسته‌ای در همین‌جا انجام می‌شد. در آزمایش‌گاه جدید یک "اتاق فشار قوی" که مخصوصاً به‌همین منظور ساخته شده بود، ابتدا به دستگاه‌های "کاکرانت والتون" 400 کیلو ولتی و بعدها 1000 کیلوولتی مجهز شد. با این دستگاه‌ها اطلاعات باارزشی درمورد سطح مقطع برخورد ایزوتوپ‌های مختلف هیدروژن به دست آمد. برای بررسی واکنش‌های نور، هسته‌ای، تابش ترمزی پرانرژی به‌وسیلة یک سنکروترون الکترون (MeV125) ایجاد شد. هانس فون‌هالبان (1908 ـ 1964) از سال 1946 تا 1956 سرپرستی گروهی را در فیزیک هسته‌ای و سمت‌دهی هسته برعهده داشت.
در آن سال کرسی استادی سیمون، که خود سیمون از سال 1945 تا زمانی که استاد کرسی دکترلی شد تصدی آن را برعهده داشت، به فیزیک هسته‌ای اختصاص یافت. این کرسی را (با تغییراتی در عنوان) از سال 1957 تا 1976 دنیس ویلکینسون احراز کرد. پژوهش‌ها با استفاده از شتاب‌دهنده‌هایی در هاروِل و در آلدرماستون انجام می‌شد، ولی در سال 1959، پیشنهاد تأسیس یک آزمایش‌گاه بزرگ فیزیک هسته‌ای، برای پژوهش در ساختار هسته و در ذرات بنیادی (تقریباً به یک نسبت)،‌ در آزمایشگاه آکسفورد مطرح شد. و در سال 1960 با نقل مکان موقتی آزمایشگاه کلارندون به یک ساختمان بلااستفاده،‌ فضایی که شدیداً مورد نیاز بود فراهم شد. طرح ساختمان پیشنهادی پذیرفته شده بود، ولی در آن سال وزیر علوم خواست که پروژه تماماً به هارول منتقل شود، این هم یک مانع دیگر بود که هرکسی را مأیوس می‌کرد مگر یک استاد مصمم و بااراده را که در بر کرسی نشاندن ادعای خود مهارت استثنایی داشت. کار بنای ساختمان جدیدی برای آزمایش‌های مربوط به ساختار هسته، که شامل یک شتاب‌دهندة یون منفی بود که به یک وان در گراف دوتایی متصل می‌شد، در سال 1962 آغاز شد. برای فیزیک ذرات بنیادی از امکانات بین‌المللی ازجمله آزمایش‌گاه‌های رادرفورد و سرن استفاده می‌شد. پژوهش‌هایی که زیر نظر استادان این گروه، کِن آلن و دونالد برکینز، انجام شده شامل آزمایش‌هایی نوترینویی درمورد ساختار نوکلئون‌ها، بررسی لپتونی جریان‌های خنثی، و بررسی ساختار هسته و مغناطیس هسته‌ای در انرژی‌های کم نیز بوده است. پس از مرگ ویلکینسون در سال 1976 کرسی استادی او به آزمایش‌گاه کلارندون پس داده شد و اکنون در اختیار پاتریک ساندرز است.

آزمایشگاه تحقیق در باستان‌شناسی و تاریخ هنر

ذکر این رشته ممکن است عجیب به‌نظر بیاید، ولی ریشة آن در فیزیک است و غالب دست‌اندرکارانش از رشتة فیزیک برخاسته‌اند. این رشته در سال 1950 توسط چروِل ایجاد شد؛ او با کریستوفر هاؤکس، استاد باستان‌شناسی، مقامات دانشگاه را ترغیب به ایجاد یک آزمایش‌گاه (1955) با دو پژوهش‌گر ارشد به نام‌های ندی هال (که حالا استاد شده است) و استوارت یانگ کرد؛ به‌زودی جای استوارت یانگ را مارتین آیتکن گرفت. کار آن‌ها به‌خصوص عبارت بود از بررسی غیر مخرب از طریق طیف‌سنجی عتیقه‌ها (که معلوم شد همة آن‌ها هم واقعاً عتیقه نبوده‌اند) با استفاده از فلوئورسانی نوری و پرتو ایکسی، کاوش‌های مغناطیسی، و تعیین عمر اجسام سفالی پخته با روش‌های گرما ـ لیانی و مغناطیس پس مانده از گرما. تشخیص بقایای مدفون (کوره‌ها، اجاق‌ها، و تنورها) به‌وسیلة مغناطوسنج پروتونی در مقایسه با روش حفاری زمین مسلماً پیشرفت بزرگی بوده است. اخیراً با امکان جداسازی یون‌های کربن14 در شتاب‌دهنده، می‌توان اندازة نمونة لازم برای تعیین عمر از طریق اندازه‌گیری رادیوکربن را حدود هزار بار کوچک‌تر اختیار کرد (بررسی سنگ‌واره‌های تورین در نتیجة همین تحول ممکن شد). مجلة آرکیومتری که از سال 1957 توسط این آزمایش‌گاه منتشر می‌شود، خیلی زود در سطح بین‌المللی توزیع شد.

بخش‌های لیسانس و "فوق" لیسانس

تعداد دانشجویان دورة لیسانس در ابتدا کم بود؛ ـ این تعداد از دو نفر در سال 1918 با افزایشی سریع به حدود 25 نفر در سال در سال‌های میان دو جنگ رسید. بین سال‌های 1939 تا 1945، حضور تعدادی از اعضای ارشد (که هنوز سمت رسمی دانشگاهی نداشتند) موجب شد که هر 30 الی 50 دانشجو بتوانند در یک دورة کوتاه شدة دوساله و حدود 50 دانشجوی افسری نیروی هوایی در آزمایش‌گاه برق آموزش ببینند. پس از آن تعداد دانشجویان دورة لیسانس به‌آرامی افزایش یافت و از 50 نفر به 80 تا 90 نفر در سال رسید و سپس در سال 1957، هم‌زمان با لغو خدمت وظیفة عمومی با یک افزایش ناگهانی به 150 نفر در سال رسید. بنابراین آکسفورد سال‌ها بزرگ‌ترین بخش فیزیک را در بریتانیا داشته و تعداد دانشجویان این بخش اکنون به حدود 200 در سال رسیده است.
یک بدعت مهم در سال 1946 تأسیس دوره‌های تحصیلات تکمیلی، به‌خصوص در فیزیک نظری بود (اکنون حدود 200 نفر در این دوره‌ها مشغل‌اند). دانشجویان دورة فوق دکتری، هم در کار پژوهش و هم در کار آموزش بسیار ارزشمند بوده‌اند. در ابتدا این عده به‌ندرت در بریتانیا شغلی می‌یافتند و بسیاری از آنان به ایالات متحدة آمریکا و یا کانادا رفتند، ولی در دهة 1960 با تأسیس دانشگاه‌های جدید در بریتانیا وضعیت بهتر شد؛ به این ترتیب آکسفورد در تأمین نیروی انسانی این دانشگاه‌ها سهم عمده‌ای داشته است.