سابقا في لغز المادة
لقد إكتشف شيئا يعتبر نوعا ما إستثنائيا
عن العناصر الكيميائية
تلحظُ العين نمطاً على الفور
في الصفوف الأفقية و الأعمدة الرأسية
لقد اكتشفَ مبدأً أساسي حتمي للطبيعة
بطريقة أو بأخرى، فإن على أجزاء المادة
أن تكون مُصمغة بعضها ببعض لتكوين الجزيئات
ما كانَ لدى (ديفي) كانت فكرة عظيمة
هو أنَّ الكهرباء قد تكون نوع الغراء هذا
إستأنف المطياف الضوئي عموم إكتشافات العناصر في الجولة الجديدة
تقريبا، وكأن كل عنصر لديه "باركود" خاص به
لا تشعل المصابيح
انظر
النشاط الإشعاعي كان علامة على أن الذرة نفسها غير مستقرة
ومن الممكن أن تتشظى
ولقد صار لدى العلماء الآن سؤال ملحّ، ينتظر إجابته
مالذي يوجد بداخل الذرة؟؟
..ترجمة: أكرم سلمان و فهمي علوان www.facebook.com/Tanweeeeer/
لغز المادة البحث عن العناصر
في داخل الذرّة
في أواخر القرن التّاسع عشر أنابيب كهذه
كانت ثابتة الحضور في المُحاضرات العلمية العامة
عندما توصّل الكهرباء بالمعدن الموصّل بهذه النهاية
فسوف تطلق توهجا يبهج الجماهير
التي لاتزال محتارة حول الكهرباء
في عام 1897 ، الفيزيائي جي.جي تومسون
من جامعة كامبريدج البريطانية
شرعَ في استكشاف ماهيّة تلك الأشعّة الغامضة
عندما حرّك تومسون مغناطيسا
بالقرب من أنبوب معدّل للكشف عن الأشعّة
فقد رأى أنه قد غيّر مسار تلك الأشعّة
و حينها أدرك أن الكهرباء
لابدّ من أنَّها مكونة من جزيئات سالبة الشحنة
و التي أطلق عليها بعد فترة بسيطة الإلكترونات
ولكنّ الإلكترونات لم تكن وحدة الكهرباء فحسب
وجد تومسون بأنه حتى عند استخدامه لمعادن مختلفة لخلق الأشعّة
فإنّ الإلكترونات النّاتجة هي ذاتها على الدّوام
استنتاجه الجريء كانَ أنَّ الإلكترون
لابدّ وأن يكون جزءً فائق الصغر من كلّ ذرّة
.أصغر بآلاف المرات من الذرة نفسها
هذه الأشياء كانت أصغر بكثير
مما تخيَّله أحداً مُسبقاً .في كيفية يُمكن أن تكون عليه المادة
لكن ومع مرور الوقت بدأ الناس يتفقون
على أن هذا كان جزءا من كل ذرّة في الكون
وأنّ كل المواد لديها تلك الأجزاء الصغيرة بداخلها
و هاهو قد بدأ السباق الآن لمعرفة بقيّة أجزاء الذرّة
و فهم كيفيّة ارتباطها ببعضها
اجتذب هذا التحدّي الكثير من أفضل العقول علميّا
بما فيهم فيزيائي بعمر ال22
من احدى عائلات لندن الرائدة علمياً
أمي العزيزة
"رسالتان منك،لذلك هنا الرسالة الثانية مني"
(هنري جوين جيفريز موزلي) والمعروف عند أصدقائه ب (هاري)
ولد والعلم يجري في دمه
كلا جديه كانا عضوين في الجمعيّة الملكية
و قد كان أبوه عالم طبيعيات مشهور و أستاذا بجامعة أكسفورد
و لكنّه توفّي عندما كان (هاري) في الثالثة من عمره
تاركا إياه يتربّى على يد أمّه (أمابل)
موزلي: أولا ،الحديقة
من فضلك أشغل نفسك بأخذ عدّة مئات من شتلات الزهور
ضعهم بالقرب من بعضهم البعض و سوّي التربة حولهم
نشأ (هاري) وأمه قريبين من بعضهم
فقد أعدَّوا سوية حديقة من المشاتل بجانب كوخِهم الريفي
وخلال حياته
كانت رسائله المنزليّة مليئة بالإرشادات
كنبات البسطمون عندما يقتله الخلد ،يجب تبديله
و الكوامش يودُّ أن يُغرس
و كأيّ حديقيّ بارع
فإنه كان على علم بما يزرع وأين يزرعه
و أخبر الناس بما عليهم فعله
ولقد إنتهى إلى كونه جيدا جدا في إخبار الناس بما عليهم فعله
تمنّيت تحقيق تقدّم ،ولقد تمّ ذلك بالفعل
.بدليل مخطّط أرضنا الجميلة
لقد حصل موزلي على شهادة في الفيزياء
من كلّية ترينيتي بأكسفورد و اختير بعدها
وذلك لمتابعة الدراسات العليا على بعد 200 شمالا
في المدينة الضبابية مانشستر
والتي منح صناعيّوها الجامعة المحليّة بكرم
إن المعمل الذي أتى إليه موزلي في عام 1910م
كان أحد أهمّ المعاهد الفيزيائيّة المتقدّمة في العالم
و لكن بالنّسبة لموزلي
فإن الإنجذاب الحقيقي كان عندما أدير
المعهد من قبل النجم الفيزيائيّ الأكثر تألّقا
النوزليندي الجامح إيرنست راذرفورد
لقد حقّق رذرفورد قفزة في دراسة النشاط الإشعاعي
حالما أعلن ماري وبيير كوري عن اكتشافاتهما
وهو حاصل مسبقا على جائزة نوبل
لاكتشافه بأن الذرات ذات النشاط الإشعاعي تطلق
أنواعا مختلفة من الإشعاعات و الجزيئات كلّما بدأت بالتّحلّل
لذلك وبحلول علم1910،كان ومن دون شك
واحدا ضمن أعظم علما الفيزياء
الذين يفكّرون بشدة حول طبيعة النشاط الإشعاعي
وحول كيفيّة فهم الذرّات و أجزائها
كانَ (موزلي) قد عُيّنَ قريباً على مشروع بحثي عن النشاط الإشعاعي
.و قامَ (راذرفورد) بمراقبة تقدمه باهتمام
صباح الخير ، موزلي
إذن، كيف تجري الأمور معك؟
كان يقوم يومياً بجولات
و زيارة كلّ العمال اليافعين
حيثُ كانوا يُجرون تجاربهم
أن الأنبوب يقوم بإطلاق أشعة ألفا وجاما
وهذا ينتج إلكترونات ثانويّة
بابا كما يدعونه هل حاولت حجب الإشعاع؟-
لم يبخل عليهم بالنصيحة
و التي كانت تُصيب صُلب المسألة
ذلك ما يفترض أنك تفعله و المفترض أنه يساعد
وقد كان على الدوام بالقرب من طلابه الشباب
يُلاطفهم ويعرض النصيحة
في التفاصيل الجوهريّة للأسلوب التجريبي
لقد بدى و كأنّ لديه أيد سحرية لجعل الأمور تعمل
تقدّموا للأمام أيها الجنود المسيحيّون
لقد كان الجوّ في معمله مفعما بالسعادة
لأنّهم كانوا مثل مجموعة أخويّة
كانت أخويّة راذرفورد
أحد أروع مجموعات العلماء الشبّان
التي اجتمعت في مكان واحد
كان من بينهم العالم هانس جايجر
والذي سيخترع كاشف الأشعاعات
والمعروف ب"عدّاد جايجر"علميّا
تشارلز جي داروين حفيد عالم الأحياء العظيم
و جيمس تشادويك الفائز بجائزة نوبل مستقبلا
لقد حظي بمجموعة نشيطة جدا من الباحثين الشباب
الذين كانوا يبحثون حول أسئلة جوهرية
عن ماهيّة طبيعة المادّة
.مع اكتشافاتٍ عملية اسبوعياً
أحد أشدّ الإكتشافات إثارة
جاء بعد قدوم موزلي بعدّة أشهر فقط
و مع استمرار فريق (راذرفورد) سبر بُنية الذرة
علموا أن إلكترون جي جي تومسون فائق الصّغر
و المشحون بشحنة سالبة
كان أحد أجزاء الأحجية
ولكنّ ذلك خلّف سؤالين كبيرين بلا إجابة
بما أنّ الذرات متعادلة بشكل عام
فذلك يعني أنّ الذرة نفسها لديها بطريقة ما
شحنة موجبة للتعادل مع الشحنة السالبة
لكن في أي جزء من الذرة ستكون الشحنات الموجبة اللازمة
لمعادلة تلك الإلكترونات السّالبة؟
و أحد الأسئلة كانَ, بما أن الناس قد علموا عند هذه النقطة
أن الإلكترونات كانت أقل كُتلة بكثير من الذرات نفسها
فأينَ هي موزعة الكُتلة؟
كانَ (راذرفورد) و طلابه يُحاولون الاجابة عن هذه الأسئلة
وذلك بمساعدة جسيمات ألفا موجبة الشحنة
المُنصبة من الراديوم وذلك عند الانحلال الاشعاعي
صوبوا حزمة شعاعية من جسيمات ألفا
على صفيحة فائقة الدّقة من رقائق الذهب
في أغلب الأحيان،ستقوم هذه الجسيمات"ألفا"بالمرور خلال الصفيحة
ولكن من حين لآخر،سيرتدّ بعض هذه الجسيمات المقذوفة
إلى الإتجاه المعاكس لوجهتهم في الغالب
وذلك لم يكن متوقّعا البتّة
لقد كان الشيء الأكثر إدهاشا على الإطلاق في حياتي
إنّه أشبه تماما كما لو كنت أطلقت قذيفة بحجم 15إنش
على ورقة منديل ثمّ ارتدّت نحوك مصيبةً موقعك
و في أواخر عام 1910م
أتى راذرفورد إلى المعمل في أحد الأيام
و أعلن أنه قد عرف مالذي تعنيه تلك النتيجة المذهلة
عنت أنَّه لابدَّ و أن تكون الذرة فراغ خالٍ في الأغلب
ولكن لديها مركز متصلّب و كثيف بشكل لا يصدّق
إذا كانت شحنة الذرّة الموجبة بأغلب كتلتها
متركّزة في قلبها الصغير في الوسط
فإنّها ستدع أغلب الجسيمات تمرّ خلالها
ولكنّها ستبعد أيّ شحنات موجبة تمرّ بالقرب من مركزها
آنئذ صار بإمكانك إعطاء جسيمات ألفا ضربة حقيقية
و في بعض الأحيان جعلها .تعود من حيثُ أتت
لذلك مع تلك المعلومات،أصبح لدينا نوعا ما رؤيا جديدة
لتركيب الذرّة
تقريبا كان أغلب كتلتها مركّزة بإحكام شديد
في حيّز صغير جدا، وهو مانسمّيه الآن بالنّواة
معزولة تقريبا عن لاشيء
لديك تلك الإلكترونات سالبة الشّحنة
والتي تحدث نوعا أزيزا حولها
و لكن على بعد عظيم جدّا بمقياس الذرّة
إنّ أحد أكثر الأشياء اللافتة للنظر في الذرّة
هو أنّها مصنوعة من لاشيء تقريبا
أعتقد أنّ المشاعر في تلك الدهاليز بمختبرات مانشستر
كانت واحدة من أعظم الإثارات
كان بإمكانهم أن يشعروا بأنّ راذرفورد وفريقه
قد ازاحوا النقاب عن رؤية .جديدة للمادة
لكن، وبينما كان يجري كلّ ذلك حوله
كان موزلي مُوكلاً بالعمل بجدٍ على مشاريع بحث النشاط الإشعاعي
إنني أكرّر تجارب شخص ما لإرضاء راذرفورد
ولذلك لم يكن العمل مشوّقا
آمل أن أنجز العمل في القريب العاجل
ومن مراسلاته، أعتقد أنه وجد الأمر دونياً نوعاً ما
في أن يكون على أثر أُناس آخرون
.ولا يقوم بصنع علاماته المميّزة حقّا
لذا، في ربيع عام 1912م
عندما انكسرت قطعة من جهازه الإشعاعي
أخذ موزلي الفرصة لتسديد ضرباته في اتجاه جديد
أمي العزيزة: أنا آسف لعدم ردّي على رسالتك في وقت مبكّر
لكنّني كنت مشغولا جدّا
الخميس الفائت، تحصّلنا على النتيجة التي كنّا نبحث عنها باستخدام الأشعّة السّينيّة
لقد حوّل موزلي إنتباهه إلى الأخبار المثيرة نوعا ما والقادمة من ألمانيا
الأشعّة السينيّة، والتي فتنت العالم بأسره قبل خمسين عاما
اُكتُشِفَ أنّ لديها صفات كتلك المتعلّقة بالضّوء
منذ عصر نيوتن، صار معروفا أن المنشور
بإمكانه فصل الضوء إلى سلسة من ألألوان المتميّزة
كلٌ بطوله الموجي الخاص أو تردّده الخاص
وما اكتشفه العالم الألماني هو أنّ الأشعّة السّينيّة
بإمكانها أن تنفصل أو تحيد بنفس الطريقة
بمساعدة بلّورة ما
إلّا أنّ الصورة الناتجة لم تكن قوس قزح
بل عيّنة متماثلة من البقع على صفيحة ضوئية
شغّل
15فولت و ثابت
مُثار بفضوله، طلب موزلي من تشارلز جي داروين
لينضمّ إليه في التحقيق عن هذا النمط المثير للفضول للأشعّة السّينيّة
220درجة عشر دقائق
لقد كان داروين في الواقع متخصّصا في الرّياضيّات
وهذا هو بالفعل سبب إدراك موزلي لمصلحة وجوده معه
لأنّه كان على علم بأن هذا العمل سيتضمّن بعض العمليات الرياضية المعقدة
لقد استنتج موزلي و داروين بأنّ الذرّات بداخل البلّورة
كانت مرتّبة بشكل محكم في صفوف
والتي تعكس الأشعّة السّينيّة لإنشاء عيّنة من البقع
متحمّسين بهذا الإكتشاف
قام موزلي و داروين بطلب الإذن من راذرفورد من أجل
تخصيص كامل وقتهما لهذا المشروع
لا أظنّ حقّا أننا مجهّزين
ليس لدينا فعلا الإشراف لهذا النوع من الأشياء
راذرفورد، والّذي لم يعلم شيئا عن الأشعّة السّينيّة
لم يكن متحمّسا جدا لهذا الإنحراف الجديد
لذلك رفضه في البداية
هل أنتما متأكدين تماما أنّ هذا ما تودّون القيام به
لقد كنّا نتّقد حماسا باهتمامنا بهذا الحقل غير المكتشف
ولم يكن لدينا أدنى فكرة عن المكان الذي سيقودنا إليه
في ذلك الوقت، كانت الأشعّة السّينيّة لا تزال غامضة
ونحن أردنا ببساطة معرفة ماهيّتها
وأخيرا، أقنعناه ليسمح لنا أن نجّرب
حسنا، أوافق،بشرط أنّكم إذا تسبّبتم بمشكلة فإنكم ستعملون....
أظنّ أن حماسهم للموضوع لعب دورا أساسيّا
في إقناع راذرفورد أنه يستحقّ المحاولة
و ابقوني مطّلعا على كل التفاصيل،هل فهمتم؟
بكل تأكيد سيّدي
طوال ستة أشهر
توارى الباحثان الشّابّان عن الأنظار في المعمل
220درجة، 20دقيقة
15فولت وثابت
تمنّيت لو كنت معك لرؤية الرّبيع المنعش
أمّا هنا فلا يوجد سوى العمل
إنّني كقزم بعد شتاء طويل من العتمة الحالكة
يتشوّق إلى قليل من الضّوء
إنّ العمل مع موزلي
هو أحد أكثر الأعمال إجهادا التي عملتها في حياتي
إنَّه و من دون استثناء أكثر شخصٍ مُجتهد في عمله عرفته قط
إنني أصل إلى المعمل في الصّباح
و أقابل موزلي أثناء مغادرته منه
لقد ظلّ في المعمل طوال الليل
خمسة عشرة ساعة متواصلة
في الواقع، كانت إحدى مهارات موزلي
معرفته في أيّ مكان بمانشستر يمكنك الحصول على وجبة عند الساعة الثالثة فجرا
لقد أرسلنا رسالة لمجلّة نيتشر
نوصّف فيها ما توصّلنا إليه حتّى الآن
إلّا أنّ علينا مواصة العمل فكثير غيرنا هم على نفس المسار
لم يكن موزلي وحيدا في إدراكه أن الأمر كان مثيرا
لقد كانت هناك منافسة حادّة إلى حدّ ما
مثل ويليام براغ و ابنه ويليام لورانس براغ
والذين كانو يعملون مسبقا بجدّ و سرعة على تقنية مماثلة
بإدراكه هذه المنافسة و القلق الذي يساوره
من العودة لعمل راذرفورد عن الذرّة
لقد فكّرت لأمر عليك من أجل توديعك
قرّر داروين ترك المشاركة
في صيف عام 1913م
أعتقد أن هذا منطقيّ
دائما ما كنت أفضل كمنظّر من كونك تعمل في المختبر
هل ستواصل لوحدك؟
قطعاً
أظنّ أنّ هذا سيقودنا لشيء ما
بدلاً من التخلّي عن العمل
أتمنّى لك كل خير
غيّر موزلي نهجه
تاركا البحث الأساسي في الأشعّة السّينيّة لآخرين
يقول موزلي"حسنا ،إنّني لست على يقين
"بماهيّة هذه الأشياء، ولكنّني أعرف كيفيّة استخدامهم
بإنجاز العمل الأساسي برفقة داروين
قرّر استخدام الأسلوب كأداة
للتحقيق في طبيعة العناصر
.و عندها بدأت اكتشافاته الباهرة
بدأ موزلي بإدراك أنه لو كان لدى كُل عنصر
طيف سيني فريد
كشفرة التعرّف التي تمّ اكتشافها قبل نصف قرن
باستخدام الضوء
وللتعرّف على ذلك، فقد وضع عيّنة من عنصر ما
بداخل أنبوب أشعة إكس
عندما تتصادم حزمة من الإلكترونات مع العيّنة
فإن العنصر يطلق أشعّة سينيّة
يُمكن لِ (موزلي) عندها تحديد الطيف التردّدي للأشعّة السّينيّة الخاصّة بذلك العنصر
مُجمل مسألة الأشعة السينية تتفتح بشكلٍ رائع
عندما تطلق الالكترونات نحو هدف من البلاتين
فإنّنا نتحصل على خطّ حاد من الطّيف التردّدي يتكوّن من خمس أطوال موجيّة
غدا، سأبحث عن الطيف السيني لعناصر أخرى
أؤمن أنهم سيُظهرون أهمية و جوهرية أكثر
من أطياف الضوء المألوفة
فيما كانت أطياف الضوء لا تقدّر بثمن
في كشفها للعناصر الجديدة
فإنّها لم تحلّ أحجيات معيّنة
عن تنظيم العناصر في الجدول الدّوري
لقد رتّبت العناصر في أعمدة
بخواصٍ كيميائية مُتشابهة
غير أنّها بهذا الترتيب تميل للإنهيار أيضا
إذا ما نظرنا إلى زيادة الوزن الذرّي
كميّة وزن ذرّة واحدة لعنصر ما
لكنّه لم يكن كاملا فمن حين لآخر
ظهر أن هناك عيوبا و انعكاسات صغيرة
في المكان الذي تقترح الصفات الكيميائية نوعا واحدا من الترتيب
إلّا أن أوزانها الذرّية تقترح الترتيب المعاكس تماما
على سبيل المثال، كان هناك الكوبلت و النيكل
إذا ما تحدثنا كيميائيّا ينبغي للكوبلت أن يقع قبل النيكل
إلّا أن وزنه أعلى
ولم يكن أحد يعلم سبب حدوث هذا الإنعكاس
و لاكتشاف ما إذا كانت أشعّة إكس قادرة على حلّ هذه الأحجية
شرع موزلي باختبار عشرة عناصر متجاورة في الجدول الدوري
بما فيهم، ذلك الزّوج المزعج الكوبلت والنيكل
إلّا أن موزلي أدرك وبسرعة بأن لديه مشكلة
لكلّ عنصر اختبره
كان عليه استعمال مضخّة المعمل الفراغية لتفريغ الأنبوب من الهواء
كانت المضخّات الفراغيّة أجهزة يتحفّظ عليها بكلّ غيرة
لأنّ كثيرا من النّاس في المعمل يحتاجونها لإكمال بحوثهم
و عليك أن تصطفّ في الطابور
ولكنّ موزلي أدرك بأنه لو كان باستطاعته
وضع كثير من هذه العناصر فورا بنفس الأنبوب
عندئذ سيكون بإمكانه تحقيق تقدّم يذكر
لذا، قام بتصميم أنبوب طويل لأشعّة إكس
و بنى عربة بسكّة حديديّة صغيرة جدّا
لحمل عيّناته على امتداد السّكّة بداخل الأنبوب
لقد ربطهم بخيط صيد صغير
و من ثمّ، قام بربطه ببكرة صغيرة
وبتدوير البكرة، صار باستطاعة موزلي إيصال عيّناته
واحدا تلو الآخر إلى خطّ إطلاق الإلكترونات
ولذا، صار بإمكانه إختبار كل هذه العناصر
في جلسة واحدة و بنفس المضخّة الفراغيّة
في كلّ مرّة تسلّط حزمة من الإلكترونات على أيّ معدن
فإنّ المعدن يطلق أشعّة سينيّة
عندما تنكسر بواسطة بلّورة
فإنّها تكوّن سلسلة من الخطوط على شريط فيلم
لقد نجحت بطريقة بسيطة
في إيجاد الأطوال الموجية للعناصر المختلفة لدي
حالما حصُلَ عليه
قالَ أنَّ الأمر بسيط للغاية و أنَّه إثم
.في انتزاع الخبز من هؤلاء الجوعى الألمان
في غضون خمس دقائق، صار بإمكاني الحصول على صورة واضحة وقويّة
.للطيف السيني
وجد موزلي، وكما كان يأمل دوما
أن كلّ عنصر لديه طيف تردّدي فريدا
و في غضون أربعة أيّام فقط، أصبح لديّ
الطيف التردّدي لعنصر الكروم والمنجنيز و الحديد
والكوبلت و النيكل و النحاس
أصبح لدينا فرعا جديد تماما في العلوم يسمّى علم الأطياف
ولكن، لم يكن حتى موزلي نفسه يتوقّع ما اكتشف
عندما قارن الأطيف التردّدية لكلّ العناصر العشرة في سلسلته
نتيجة هذه القياسات كانت إستثنائية قطعا
لقد قرّر ببساطة أن يأخذ فلمه المصوّر
و يرتب الفلم على حسب تردّده
كل قطعة من الفلم مثّلت عنصرا مختلفا من سلسلته
تردّدات أشعّة إكس الّتي برزت
كان لديها علاقة بسيطة و رائعة
عندما رتّبهم، واحدا تلو الآخر
وجد موزلي أن هناك خطوطا سائدة من الأشعّة السّينيّة
تصاعدت تدريجيّا خطوة بخطوة
و هو ما ينتج سلّما جميلا
لم تكن لديه أدنى فكرة عندما بدأ بقياس هذه التردّدات
أنّ هذه النتائج ستصير معروفة باسم سلّم موزلي
ماكان ليخطر ذلك على باله
لقد كانت تلك مفاجأة عظيمة
بظنّي، لا بدّ أنّه كان مذهولا
و بظنّي أنّ العالم العمي كان مذهولا أيضا من أنَّ الأمر كان بهذه البساطة
ستمضي سنين قبل أن يفهم العلماء سبب هذا النمط الأخّاذ
ولكن موزلي أدرك أنّه أحدث اكتشافا جذريّا
لقد فكّر "آه، الآن أصبح لديّ وللمرّة الأولى وسيلة
تُمكني من القول أي عُنصر هذا و وضعها في الترتيب الصحيح
أظهرت خطوط موزلي للأشعّة السّينيّة
أنّ الكوبلت و النيكل في المكان الذي يفترض أن يكونا فيه
بالرّغم من أنّ أوزانهم الذرية ليست على الترتيب
و كانت النّتيجة الّتي لا مفر منها: هي أنّ
ألأطياف التردّدية للأشعّة السّينيّة الخاصة بالعناصر
لم تعتمد على أوزانها الذرّيّة
بل على شيء ما أبسط من ذلك
لقد كانت هناك علاقة بسيطة بشكل ملحوظ
بين الطّول الموجي أو التردد الناتج عن الأشعّة السّينيّة
و شيء ما أصبح يعرف فيما بعد بالعدد الذرّي للعنصر
حتّى هذه اللحظة، فإنّ العدد الذرّي
لا يزال يشار إليه ببساطة
على أنّه العدد الواقع في مربّع العنصر في الجدول الدوري
إلى زمنِ (منديلييف)
الأمر عائد على موضعكَ في الصف كَالعدّ عُنصر بعُنصر
إلا أنَّ نتائج (موزلي) أظهرت أنَّ .العدد الذري كانَ أكثر من مجرَّد وسم مُلائم
مالدينا هُنا هو إثبات
بأنَّ هُناك كمية أساسية في الذرة
تتزايدُ بخطواتٍ مُنتظمة
مع انتقالنا من عنصر إلى العنصر الذي يليه
هذه الكمية الأساسية يُمكن فقط أن تكون الشحنة في النواة المركزية الموجبة
لقد اكتشفَ (موزلي) أنَّ النواة لم تكن كُتلة موجبة كبيرة واحدة
بل تشكيلة من الجُسيمات المشحونة مُوجَباً
.ترتفعُ عددياً مع كُل عُنصر أثقل
بناءً على عمل (موزلي)
سيكتشف (راذرفورد) قريباً هذا الجزء التالي من الذرة
البـــروتون
و يظهر أنَّ كُل عُنصر في الجدول الدوري
مُعرَّف بعدد البروتونات في نواته
.عدده الذري
تُظهِرُ تجاربُنا أنَّ العدد الذري
يرتفع دائماً بوحدة واحدة من عنصر إلى عنصر
فالعدد الذري للهيدروجين هو واحد
و للهيليوم إثنان
.و لليثيوم ثلاثة و هكذا
وضعَ إكتشاف (موزلي) الجدول الدوري في مساحة ضوءٍ جديدة تماماً
الجزء الأكبر منها كانَ أنَّ العناصر مُرتبة بأوزان ذرية مُتزايدة
لكنَّ ذلك لم يكُن السبب الحقيقي
لذلك التنظيم الكبير الذي نراه خلال كُل العناصر
إنَّه بالفعل يسري خلال العدد الذري
كمية الشحنة الكهربائية الموجبة في تلك النواة
لم يكن أي منها معروف .في زمن (منديلييف)
الأوزان لا تُهم
شيء جوهري كانَ أعمق في الذرة .كانَ ما يُهم
إثبات (موزلي) أنَّ خصائص عنصر
تُحدَّد بعدده الذري و ليس بوزنه الذري
مرتبة العنصر توازي في الأهمية إكتشاف
القانون الدوري نفسه
و من بعض النواحي هي أكثر جوهرية
(موزلي) و العدد الذري, تلك بالفعل هي اللحظة الحاسمة
التي اكتشفنا فيها ماهية .ماهو العنصر فعلاً
مُسلَّحاً بآلة أشعة إكس خاصته
يُمكن لِ (موزلي) بسرعة فرز عشرات العناصر الجديدة المُفترضة
إدعى كيميائيون أنَّهم قد إكتشفوها
.فاصلاً الحقيقي عن المُتخيَّل
تمكَّنَ من التمييز بين أنواعاً من المادة
بتقنية جديدة لا تعتمدُ على الخواص الكيميائية
بل بقياس العدد الذري
.بناءً على أشعة إكس خاصته
لم تُمكِّن أِشعةُ إكس (موزلي) من إستبعاد عناصر غيرُ موجودة و حسب
بل و التنبؤ أيضاً أينَ سيُعثر على العناصر الجديدة
في عام 1914
قاسَ (موزلي) طيف أشعة إكس
لِثلاثين عنصر إضافي بعد العشرة عناصر الأولى
و جميعها وقعت على خط طبقاً لعددها الذري
كاشفةً بوضوح أين هي مفقودة العناصر
و أينَ يُمكن أن توضع .العناصر الجديدة
للمرة الأولى :تعجَّبَ عالم
"واحد و أربعون"
كان مُمكناً استحضار قائمة" "العناصر الكيميائية
لتحديد كم كانَت الموجودة
و عدد المُتبقية التي يجب اكتشافها
فكرة أنَّ شخصاً
يُمكنهُ معرفة كمّ العناصر التي خلقها الرب
.كانَ ذلك رائعاً
بعد عمل (موزلي) كانَ من الواضح أنَّ هُناك سبعة
و سبعة عناصر فقط في انتظار .أن يتم اكتشافها
لكن بما أنَّهُ بِإمكاننا التكهن بطيف الأشعة السينية لهذه العناصر
.فلن يكون من الصعب اكتشافها
في عام 1914 قوطِعَ عمل (موزلي) المتواصل على العناصر عندما ناداه واجب بلده
أمي العزيزة إنني الآن مُلازم ثاني" "في سلاح المُهندسين الملكي
جُرَّت إنكلترا للحرب بالأحداث الحاصلة في أوروبا
و كَآخرين كُثر من أبناء جيله
.استشعرَ (موزلي) واجب الخدمة
كُنت محظوظاً للغاية لإنخراطي في الجيش بسرعة
لأنَّ مَهام سلاح المُهندسين الملكي كانت متطلبة جداً
في الواقع كانت لديهِ صعوبة بسيطة في الانخراط في الجيش
لأنَّه لَم يكُن مُهندساً و سلاح .المُهندسين يُريد مُهندسين
لقد ألحَ على ظُباط التجنيد .أن يسمحوا لهُ بالدخول
بِحلول صيفِ عام 1915
جُنِّدَ (موزلي) في تركيا
يُصبِحُ الجو حاراً هنا في النهار
و فقط الليالي الباردة و الاستحمام .في البحر هو ما أبقى الحياة مُحتملة
كان لديَّ مشاعر مُختلطة بِشأنِ تطوع رجال عِلم يافعين كُثر
الفخر بجاهزية استجابتهم لنداء بلدهم
.و خشية من خسائر لا تعوض للعلم
في الثالث من أغسطس من عام 1915
:أرسلَ من غاليبولي
"تحولَّت مشاعري للواجب"
لتسمح لي بالاستمتاع مرة أخرى بالأشياء" "التي أرسلت لنا
و على رأسها جميعاً مُربى" "التوت الذي أرسلتيه
بعد أسبوع من ذلك في محاولتهم السيطرة على سلسلة مُرتفعات
سُحِقَت فِرقةُ (موزلي) بواسطة قوات تُركية
تعرضَ ظابط الاتصالات ذو ال 27 عاماً .لطلق في الرأس و قُتِل
أخبار موت (موزلي) كانت صدمة مُروعة في مانشستر
لأنّه كان من المعروف في ذلك الوقت أنَّ
(موزلي) كانَ أحدَ ألمع الفيزيائيين اليافعين في جيله
كانَ هُناك استياء كبير في المُجتمع العلمي
و على وجه الخصوص من (راذرفورد) لأنه شعرَ بالفعل أنَّ (موزلي) كان شخصاً
.مُميزاً
الخدمات التي كانَ بإمكانهِ تأديتها لبلده
و عوضاً عن ذلك
عرضَّوه لفُرصة تلقي .رصاصة تُركية
اِنصَبَ الثناء من جميعِ أنحاء العالم
و كانَ أكثره من الفيزيائي الأمريكي (روبرت مليكان)
الذي كانَ قد قابلَ (موزلي) .خلال زيارة لِمُختَبر (راذرفورد)
لقد فتح النوافذ
التي من خِلالها يُمكننا لمح العالم دونِ الذري
بوضوحٍ لم يُحلَم بِها قبلاً
بِعمر 27 عاماً
إن لَم تقُم الحرب الأوروبية بشيءٍ أسوء من إطفاء هذه الروح الشابة
فذلك وحده كفيلاً بأن يجعلها .واحدةً من أشنع الجرائم في التاريخ
في العقود التي تَلت موت (هاري موزلي)
اكتِشف الكيميائيون كُل العناصر المُتبقية التي تركَ فراغاً لها
و بِحلول1945 مُلِأَ كُل فراغ
من أَخفِ عُنصر الهيدروجين
إلى الأثقل اليورانيوم
كان الجدول الدوري مُكتملاً
إلا أنَّهُ لم يكُن كذلك
بِحلول هذا الوقت
كان الجيل التالي من صائدي العناصر قد بدأَ بالفعل فصل جديد كامل
لقد توصلوا لكيفية خلقِ عناصر جديدة
عناصر لم تتواجد في أي مكانٍ آخر على الأرض
و الشخصية المركزية في هذه الأحداث
كانَ كيميائي أمريكي يافع يُدعى (غلين سيبورغ)
شرعَ بِرغبةٍ بسيطة في صُنعِ أحد هذه العناصر الجديدة
لكن المطاف سينتهي به مُغيراً العالم إلا الأبد
مُحرراً قوة ذات طاقة تدميرية .لا يُمكن تخيلها
تبدأ القصة في أواخر شهر يناير من عام 1939
عندما عَلِمَ فيزيائي يافع في بيركلي, كاليفورنيا
بِإكتشافٍ مُدهش بطريقة .غير إعتيادية
أحد زُملاء والدي (لويس ألفاريز)
كانَ قاعداً في محل حلاقة لِحلقِ شعرهِ
عندما قرأَ بشأنِ هذا في الجريدة
مدفون في صفحة داخلية ليوميات سان فرانسيسكو قصة من واشنطن
تمكَّنَ كيميائي ألماني من شطر ذرة اليورانيوم بواسطة قصفها بالنيوترونات
أوقفت الحلاق في مُنتصَف الحلاقة
و ركضت على طول الطريق إلى .مُختبر الإشعاع لنشر الخبر
أول شخص رأيته كان تلميذي المُتخرِّج (فيل ابلسون)
كُنت في غُرفة التحكم أُشغل المُسرِّع الدوراني
في حوالي ال 9:30 صباحاً سمعتُ صوت خطوات راكضة خارجاً
"فيل لقد شطرَ الألمان ذرة اليورانيوم"
(هان) و (ستراسمان) انجزا ذلك انقسم اليورانيوم إلى اثنين
"جوي"
عندما سَمِعت ماقرأه
.كُنت.. مذهولاً
انتشر الخبر بسرعة خلال حرم جامعة كاليفورنيا
أحد الأوائل الذين سمعوا الأخبار
كانَ (غلين سيبورغ)
و الذي كان مُدرس كيمياء .بعمر ال 26 حينها
كانَ مذهولاً و حسب لقد امضى .ساعاتٍ هائماً في شوارع بيركيلي يُفكر بالأمر
كُنت مُبتهجاً بالاكتشاف
لكن في الوقت ذاته شعرت .بالغباء لِتغافلي عن هذه الإمكانية
.لقد فوتُ فُرصة إكتشاف مُذهل
و آخرون كُثر فوتهُ كذلك
في الواقِع أنَّ شطر الذرة الانشطار النووي
كانَ غير مُتوقع بحيث أنَّه أجبر العلماء على إعادة التفكير بما يعرفوه
.عن الذرة
لفِهم لِماذا.. يتوجب علينا العودة بِضع سنوات إلى عام 1932
عندما اكتشف شابٌ آخر من مُختبر راذرفورد (جيمس شادويك)
الجزء الأخير من الذرة
.النيوترون
يملكُ النيوترون تقريباً نفس كُتلة البروتون
و كِلاهما يشغلان النواة
إلا أنَّ النيوترون مُتعادل الشحنة .و لهذا سُمي كَذلك
و على الفور أدركَ العُلماء أنَّ هذا .يجعل من النيوترون المقذوف الأمثل لقصف الذرة
على عكس جُسيمات ألفا الموجبة تلك التي اعتاد (راذرفورد) و تلاميذه استخدامها
فإنَّه لن يرتدُّ عندما يقترب من النواة
.بل يُمكنه دخولها مُباشرة
ليسَ عليك مقارعة التنافر الكهربائي لجعل هذا الجُسيم
يَلِجُ داخل النواة و يسبر .البُنية داخلها
أحد أول من استخدم النيوترون بهذه الطريقة
كانَ فيزيائي إيطالي يُدعى (إنريكو فيرمي)
في عام 1934
بدأ (فيرمي) إطلاق النيوترونات على ذرات اليورانيوم
خالقاً وابلاً من الشظايا .سيُحلِلَهُ لاحقاً
إكتشفَ أنَّ النيوترون يقضِم أحياناً كسرةً من نواة اليورانيوم
مُخفضاً عددهُ الذري
و مُحولاً إياهُ إلى عُنصر مُختلف
على بُعدِ بِضع مطارح للأسفل في الجدول الدوري
إلا أنَّ بعضاً من شظايا (فيرمي) لم تتطابق مع أي من العناصر أسفل اليورانيوم
.مالذي يُمكن أن تكونه
استنتجَ (فيرمي)
أنَّه في بعض الأحيان يُمتَصُّ النيوترون القادم بواسطة نواة اليورانيوم
.و يتغير بعد ذلك تلقائياً
يُصبِح النيوترون قادراً على تغيير شكله
و يُحوِّل نفسهُ إلى بروتون
لكن عندما تُغير عددالبروتونات في الذرة
تُغيّر كيميائيتها و تكون قد غيَّرت .هوية الذرة
استنتجوا في الأخير.. و نشروا مقالاً
يقولُ بأنَّهم قد اكتشفوا عناصر تلي اليورانيوم
عناصر كانت أثقل حتى من اليورانيوم
و اكتشفوا بأنَهم اندفعوا إلى .مابعد نهاية الجدول الدوري
و لهذا الانجاز المشهود
حاز (فيرمي) على جائزة نوبل .في ديسمبر 1938
لكن حتى في الوقت الذي كان يُصافح فيه ملك السويد
كانَ العُلماء الألمان يعملون على .الاكتشاف الذي سيُثبِت أنَّ (فيرمي) كانَ مُخطئاً
و كأي أحد آخر تقريباً في ذلك الوقت
.قلَّلَ فيرمي من شأنِ النيوترون
كانَ أصغر بكثير من النواة التي يُطلق عليها
ليس لديه شُحنة كهربائية و لا يُمكنه .دفع الجُسيمات من حولهُ بالتنافر الكهربائي
إذن لم يتحقق فريق (فيرمي)
لرؤية ما إذا كانَ النيوترون قد قَسمَ نواة اليورانيوم إلى النصف
.إلى عناصر أخف بكثير
تصوروا أنَّه لا مجال لأن يتمكن هذا الشيء النكرة الصغير
من تحطيم شيء بضخامة و ثِقَل
.نواة اليورانيوم
قسم النواة إلى جزئين بواسطة نيوترون
سيكون كَتحطيم جلمود صخرٍ إلى نصفين
.بِحذف حصاةٍ عليه
كانَ جميعنا يعلم أنَّه من المستحيل
.أنَّ تُحطَّم نواة اليورانيوم بهذه الطريقة
لكن عندما كرَّر الألمان تجربة (فيرمي)
.اكتشفوا أنَّ ذلك مايحدث تماماً
لم يكتشفوا أشياءً تبدو
أثقل من اليورانيوم بل وجدوا عناصر معروفة
كانت تقريبا بنصف ثقل اليورانيوم
في مراتب أدنى بكثير في الجدول الدوري
لقد انقسمت نواة اليورانيوم إلى قِسمين
بطريقة لم يتخيل أحد أنها كانت .مُمكنة أو تستحِقُ أن يُسعى إليها
الطاقة الهائلة المُحررة عندما تنقسم الذرة
كانَ لها انعكاسات عميقة على عالمٍ كان على شفا الحرب
و على الفور توصَّلَ الفيزيائيون من أنحاء العالم إلى استنتاجاتٍ مُتشابهة بشكلٍ لافت
أيُمكن للطاقةِ المُحتجزة في تلك النواة أن تُستخدم لِصنع مُتفَجِّر
أكثر قوة بشكل لا يُمكن تصوره من
المُتفجرات الكيميائية الاعتيادية
كان الكثير من الناس يُفكرون بشأنِ
إمكانية القُنبلة الذرية
لكنَّ أبي كانَ يُفكر في الأغلب .بالتبعات العلمية
بالنسبة لِ(سيبورغ) قدَّمَ اكتشاف الانشطار النووي
.فُرصةً غير مُتوقعة
فُرصة ثانية لأن يكون أول من .يكتشف العناصر التي تلي اليورانيوم
لقد قال (فيرمي) أنَّه اكتشفَ جميع عناصر مابعد اليورانيوم
إلا أنَّ هذه الاكتشافات ألغيت لذا إن كانَ هُناك عناصر مابعد اليورانيوم في انتظار أن تُكتشف
حسناً فهي مازالت موجودة .هُناك لِتُكتَشَف
و كانَت بيركلي أفضلُ مكانٍ لعمل ذلك
تحتَ قيادة (إرنست لورنس)
قادَ مُختبر كال الاشعاعي العالم في تطوير المُسرِّع الدوراني
جهاز لقذف الجُسيمات دون الذرية .بسرعة أكبر غير مسبوقة
ما قامَ بهِ (لورنس) هو أنَّه توصَّل إلى أنَّه بإمكانك أخذَ بروتون أو جُسيم ما تُريد تسريعه
و وضعه في مسار دائري
بإستخدام مجالات مغناطيسية .لجعلهِ يتحرك دائرياً
بالتغيير السريع لشحنات القطبين الكهربائية
ابقى (لورنس) البروتون مُطارداً للصفيحة السالبة المُتحركة
.رافعاً مِن سُرعتهِ في مساره
تضربه مرة و عندما يلتفُ تضربه مُجدداً و مُجدداً
و بعد ذلك تحصُل فجأةً على هذا الجُسيم الصغير النشط
و الذي يُمكنك بعد ذلك تصويبه .على هدفك و تقوم بدراسة ما يحدث
بعد أسابيع فقط من انتشار أخبار الانشطار
شرعَ فيزيائي صغير من بيركلي يُدعى (إد مكميلان)
.بدراسة هذه الظاهرة الجديدة
سيُعيد تجارب الألمان
بقصف ذرات اليورانيوم بنيوترونات .من المُسرِّع الدوراني
و لِإعداد هدفه
وضع طبقة رفيعة من أكسيد اليورانيوم
على قطعة ورق ترشيح صغيرة
كانت غايته فصل ذرات اليورانيوم
و تعقَّب المدى الذي ستطير .إليه الشظايا الناتجة
بدأَ (إد) بِإلتقاط مُنتجات الانشطار على مجموعة مكدسة من
رقائق معدنية رفيعة
لكنه اكتشف أخيراً أنَّ أوراق السجائر كانت تفي بالغرض
كدسَ أوراق السجائر خلف ورقة الترشيح .المُتدثرة باليورانيوم
و عندما ضُرِبَ هذا الهدف بالنيوترونات الآتية من المُسرِّع الدوراني
سيتناثر فُتات ذري في جميع الاتجاهات
و البعض سينقبُ في كومة أوراق السجائر
.مُخترقةً إلى أعماق مُختلفة
قامَ (مكميلان) بعد ذلك بتفحُص الورق كل على حِدة
لرؤية المدى الذي ارتحلت .إليه الشظايا النشطةُ إشعاعياً
و كما كان مُتوقعاً
اكتشفَ مُستوياتٍ مُختلفة من النشاط الاشعاعي على أوراقه
و المُفاجأة جاءت عندما قاسَ الهدف نفسه
لقد كان نشط إشعاعيا أكثر بكثير مما كان مُتوقعاً
مو حياً بأنَّ مُنتجاً واحداً من التفاعل لم يتحرك مُطلقاً
.بل بقيَ على ورقة الترشيح
و عوز الحركة هذا
يُشير بأنَّه قد لا يكون مُنتج انشطار .على الاطلاق
مع احتشاد الإمكانيات في عقل (مكمليان)
وصلَ سريعاً إلى تفسير
بأنَّ هذه الأجزاء بقيت في مكانها
لأنها كانت أثقل من الأخرى
فبدلاً من أن تَنقسِم إلى أجزاءٍ أصغر
اِمتَصت ذرة اليورانيوم النيوترون القادم و بعد ذلك تحول ذلك النيوترون عفوياً
إلى بروتون
:بِنفسِ الطريقة التي اقترحها (فيرمي)
ماكان يراهُ (مكمليان) هو ماكان .(فيرمي) يظنُ أنَّه يراه
إن كان كذلك فإنَّ هذا سيكون نوع مادة جديد
.العنصر ال 93 الحقيقي
لكن لاثباته سيحتاج أن يُظِهر أن كيميائيته ليست كَأي عنصرٍ آخر
احتياط لم يضعه (فيرمي) .في حساباته
و للحصول على المساعدة في هذا انصرفَ (مكميلان) إلى صديقٍ قديم
(فيل ابيلسون) و الذي كانَ عائداً إلى بيركلي في عطلة قصيرة
لقد كان (فيل ابيلسون) مأخوذاً بالفعل بهذا
النشاط الذي اكتشفه (مكميلان)
.و قرَّرَ أنَّه سيُتابع الأمر
من المؤكد أنَّها كانت عطلة ناجعة جداً لأنَّ الأمر لم يستغرقه سوى بضعة أيام
ليطرح بأنَّه لم يكُن أياً من ال 92 .عُنصراً الاخرى
.لقد اكتشفنا العنصر ال 93
أطلقا عليهِ النيبتونيوم
لأنَّهُ كانَ يلي اليورانيوم
تماماً كما يلي الكوكب نيبتون الكوكب أورانوس
بهذا الاكتشاف
دخل البحث عن العناصر إلى عالم جديد كامل
و حتى ذلك الوقت كانت مسألة اكتشاف عناصر موجودة مُسبقاً في الطبيعة
لكن من هذه النُقطة و صاعداً
سيعمل صائدوا العناصر على تكوين العناصر
لم يكُن هُناك عِلم بالمدى الذي .قد يمتدُّ له الجدول الدوري
و على الفور شرعَ (مكمليان) في تكوين العنصر ال94
في الوقت الذي كانَ يقومُ بهِ (إد) بهذا البحث
كانَ يعيشُ في نادي الكُلية في طرف الردهة المقابل لي
تابعت تقدمه في الفطور الردهة
.و حتى في الحمام
كانَ أبي مفتوناً ببحث (مكميلان) عن العنصر ال 94
عندما علِمَ أنَّ (مكميلان) كانَ قريباً من اكتشافه
.و بعدَ ذلك اِختفى (مكميلان) فجأة
كعلماء أمريكيين آخرين كُثر
تمَّ اِستدعاء (مكميلان) لمساعدة البلد في الاستعداد للحرب
لقد انتقلَ إلى معهد ماساتشوستس للتقنية
للانضام إلى الفريق الذي طوَّرَ الرادار
لذا قام والدي بمراسلته و سألهُ إن كانَ
بإمكانه الاستمرار في مشروع البحث عن العنصر 94 كَمُساعد
و أجاب (مكميلان) بِلطفٍ بالغ .نعم سأكون مسرور جداً إن قُمت بذلك
إن كان (إد) قد غادرَ إلى معهد ماساتشوستس بعد بِضع أشهر فقط
فمن المؤكد أنَّه كانَ سيكون .من يكتشف العنصر 94
و كما كان الأمر
.كُنت في الوقت و المكان المُناسبين
سيكون الاكتشاف الذي غيَّرَ .كُل شيء بالنسبة لي
ككيميائي كان (سيبورغ) مُتحمساً لفرصة صُنع عنصر جديد
لكنَّهُ أجرى بحثه بعينِ مُراقبة .للتغيرات التي كانت تكتسح العالم
في العام المُنصرم
احتَلت ألمانيا بولندا
و أعلنت فرنسا و بريطانيا العظمى الحرب
و انحازت إيطاليا إلى جانب المانيا
القتال مُستعرٌ الآن في مُعظم أوروبا و شمال أفريقيا
توجَّسَ (آينشتاين) من هذه الأحداث
و معَ معرفته بأنَّ الألمان كانوا قد شرعوا ببحثٍ نووي
أرسلَ إلى الرئيس (روزفلت)
لحثهِ على البدء في مسعى أمريكي لِصنع قنبلة ذرية
.تعمل بإنشطار اليورانيوم
في ذلك الوقت كان من الواضح أنَّ هُناك نوعين مُختلفين من اليورانيوم
و واحد منهما فقط كان .كان سهل القسم
النوع الذي كان سيقوم بذلك بسهولة
كانَ نوع غير اعتيادي من اليورانيوم
يحوي نيوترونات أقل في النواة
هذا النوع النازع للانشطار و المُتفجِّر ربما
هو اليورانيوم 235
إلا أنَّ هذا ليس سوى 1% من إجمالي كُل اليورانيوم
و العُنصر الأكثر شيوعاً
هو اليورانيوم 238 إلا أنَّه .غير قابل للانشطار
لكنَّ (سيبورغ) أدركَ أنَّه قد يكون قادر على تحويل هذا اليورانيوم غير النشط
إلى عُنصر جديد بمقدوره أن ينقسم
كنا نعلم مُسبقاً أنَّ العنصر 94 يُمكن أن يكون جائزة كُبرى
إن استطعنا تحويل اليورانيوم 238 إلى مادة قابلة للانشطار
فسنرفع كمية المادة القابلة .للاستخدام في القنبلة لمائة ضعف
مع وضع هذا الهدف في الحسبان
التقطَ (سيبورغ) ماكان (مكميلان) قد تركه
فقد علِمَ من عمل (مكميلان)
أنَّ اليورانيوم المقصوف بالنيوترونات
تغيَّرَ في بعض الأحيان إلى النيبتونيوم
لكن النيبتونيوم نفسه كان مُشعاً
و عفوي التحول
أيُمكن أن يكون قادراً على التحول إلى العنصر 94
لمعرفة ذلك استخدمَ (سيبورغ) و طالب التخرج (آرثر وال)
مُسرع دوران بيركلي لِصنع عينة من النيبتونيوم
بنفس الطريقة التي قام .بها (مكميلان)
إنَّ مانريده هُنا يا (آرثر)
.هو العينة- .حسناً-
.مُباشرة على نفس الخط أترى
سيبحثون بعد ذلك عن إشارات لتحول النيوترونات في داخله إلى بروتونات
.مكونة العنصر 94
و كما كانَ مُتوقعاً
أظهرَ كاشف اشعاعي خاص أنَّ .ذلك تماماً ما كان يحدث
لكن لكي يكونا مُتأكدان من أنهما حصُلا على عنصر جديد
يتطلبُ منهما أنَّ يصنعا كميه .كافية منه لاختبار خواصه
و لذلك سيكون عليهما انتظار أن يتحلل النيبتونيوم ذرة بذرة
.إلى ما أُملا أنَّهُ كان العنصر 94
..و بعد شهر
كانَ لدى (سيبورغ) و (وال) مادة كافية للاختبار
و بالتنبه لخطأ (فيرمي)
تحققا بجدٍ للتأكد من أنَّ مُنتج تجربتهما
لم يكُم عُنصر قد تمَّ .اكتشافه مُسبقاً
في الواقع استغرقوا أسابيع
لفصلهِ عن كُل عنصر آخر معروف
إلا أنَّهم نجحوا في الأخير .في عمل ذلك
الاحتمالية الأخيرة
أُقصيت أخيراً في وقت مُتأخر من .ليلة من شهر فبراير عام 1941
لم يكن عندها شك
لقد اكتشفا العنصر 94
.البلوتونيوم
أردنا أن نصرُخ بإكتشافنا من أسطح المباني
في الظروف الطبيعية
كُنا سنهرع لنشر ادعائنا
.في اكتشاف عنصر جديد
لكنهما أدركا أنَّه إن كان هذا عُنصر قابل للانشطار
فإنَّه ذا أهمية عسكرية و أنَّ هُناك حرب مُستعرة
و لذا توجبَ عليهما في الواقع .أن يُبقياه سِراً
رُبما أنَّه كان للمرة الأولى على الاطلاق في تاريخ هذا السباق
في اكتشاف و صُنع العناصر الجديدة
لم يكُن مسموحا لِ (سيبورغ) أن يُخبر أي أحد يعرفه و حسب
عن هذا الاكتشاف الجديد المُثير
.ماتغير كان حالة العالم
في ذلك الوقت كانت الطائرات الألمانية تقصف المُدن الإنكليزية بانتظام
و دخلت اليابان الحرب
و كانت هُناك تقارير بأنَّ (أدولف هتلر) شرعَ بمجهود لصنع قنبلة ذرية
و في تجاوب مع التماس (آينشتاين)
سمحَ الرئيس (روزفلت)
ببرنامجِ بحثٍ متواضع
في إمكانية سلاح يُغذى بإنشطار
.اليورانيوم 235
و أدركَ (سيبورغ) أنَّه كانَ على نوعٍ من المواد صنعه من الصفر في المختبر
يُمكن أن تُصبِح وقوداً أكثر فعالية .لنوع الأسلحة ذلك
.لكن هل كانت كذلك
كانَ اكتشاف البلوتونيوم الخطوة الأولى و حسب
(سيبورغ) بحاجة أن يُنتج كميات أكبر منه
لمعرفة ما إذا كان هذا العنصر الجديد قابلاً للانشطار
و من انضمَّ ل (سيبروغ) للاجابة عن هذا السؤال الحساس
كانَ (اميليو سيغري)
و هو فيزيائي يهودي هربَ من .إيطاليا مع تصاعد معاداة السامية
.آمل أن ينتبه لِ(موسيلني)
وضعا عينة يورانيوم تزِن رطلين و نصف بجانب المسرع الدوراني
.و قصفوه بالنيوترونات
خلال العمل المُبكر من اكتشاف البلوتونيوم
كانا يعملان على كميات صغيرة جداً
لذا لم يكونا قلقان من النشاط الاشعاعي
لكن لاختبار الطبيعة الانشطارية
توجَّب عليهما استخدام كميات أكبر بكثير
و هذا عنى أنَّ عليهما القلق بشأن .التعرض للاشعاع
لم يكونا مُستعدان لهذا النوع من العمل حقاً
.لكن كانَ عليهما الارتجال فقط
لذا استعملوا النظارات الواقية و القفازات المُبطنة بالرصاص
انتهى الأمر بهما إلى استخدام دِلاء على أعمدة
عندما كان أبي يتذكر ذلك كان يقول
"أتدري يا (جي) بدا الأمر بدائياً للغاية"
.إلا أنهما تمكنَّا من عمله
فصلَ (سيبورغ) و (سيغري) العنصر 93 من باقي منتجات التفاعل
و قاما بتدويره لمزيداً لمزيداً من التنقية
و من ثم كرروا كامل العملية مرة أخرى
كنا ننتهي في العاشرة مساءً
و لكن كُنا نعود في الصباح لاعادة العملية
سِت دورات على مدى الثلاثة الأيام التالية
لقد كان عمل رتيب
إلا أنَّ الساعات مرت لأننا علمنا أننا على شفا اكتشاف
اكتمل العمل أخيراً في مارس
.من عام 1941
نتاج كُل عمليات الفصل هذه كانت كمية صغيرة جداً من
البلوتونيوم الذي قاموا بوضعه على
طبق صغير و قاموا بتغطيته .بغراء قوي بحيث لا يتحرك إلى مكان آخر
"و عنونوها بالعينة "أ
و بعد ذلك حانت لجظة الحقيقة
هل كانَ هذا العنصر الجديد قابل للانشطار؟
هل كانَ مصدر مُحتمل لطاقة هائلة؟
قُمنا بوضع العينة "أ" في مسار مُسرع نيوترونات دوراني
.حسناً يا (جو)
..و حصلنا على إجابتنا على الفور
سجَّلَ العداد الطقطقات التي لا يُمكن اخطائها
.للإنشطار
علموا على الفور ماستكون التبعات
كان هُناك جزء كبير من اليورانيوم
لا يُمكن أن يُستخدم في صناعة قُنبلة
و ما قدَّمه البلوتونيوم كان فُرصة في تحويل كُل ذلك اليورانيوم 238
.إلى مادة قابلة للانشطار
توصَّلَ (سيبورغ) لكيفية أخذ اليورانيوم 238
و تحويله إلى عنصر جديد البلوتونيوم
.و الذي ينشطر بسهولة
ما عنيَ أنَّه سيكون هُناك مواد أكثر لصنع القنابل أو
.لتُستخدم في الطاقة النووية
سرعان ما لفت اكتشاف (سيبورغ) انتباه قادة
المجهود الأمريكي الناشئ لِصنع قنبلة ذرية
و من ضمنهم الفيزيائي (آرثر كومبتون)
و رئيس جامعة هارفارد (جيمس براينت كوننت)
الذين اجتمعوا في أواخر عام 1941 لمناقشة اكتشافات (سيبورغ)
ذلك هو الغداء الذي ناقشوا فيهِ إمكانية
صُنع قُنبلة و الذي كانَ في السادس .من نوفمبر عام 1941
في اليوم التالي كان أبي في المنزل
في نادي الكُلية يستمع لمباراة كُرة قدم
على الراديو عندما قاطع المُذيع
نقطعُ هذا البرنامج لننقل لكم" نشرة أخبار خاصة
لقد هاجمَ اليابانيون بيرل هاربر في هاواي من الجو
...لقد أعلنَ الرئيس (روزفلت) للتو
كان فريقنا يعمل بِجَدٍ و ترقب للحرب
و في لحظة
"اليوم الذي سيحيَ في ذاكرة العار" *اقتباس من اعلان روزفلت للحرب*
جعلَ العمل على أي شيء آخر يبدو غير ذي صلة
"الشعب الأمريكي بقوتهِ الخيرة"
"سيجتاز الأمر إلى النصر المؤزر"
مع دخول أمريكا الحرب الآن
اتخذَ مَسعى القنبلة الذرية .منحاً جديداً
طلبَ قادة المجهود من (سيبورغ) أن يُرسل لجامعة شيكاغو
حيثُ سيمضي الأربعة أعوام التالية في العمل على مشروع منهاتن
مُتزوج حديثاً و بِعمر الثلاثين فقط
عُيّنَ على رأس فريقٍ كان مسؤول عن فصل البلوتونيوم
.من المنتجات الانشطارية الأخرى
مسؤولية صُنع البلوتونيوم وقعت على (انريكو فيرمي)
الذي كانَ قد هربَ من إيطاليا .الفاشية بعد فوزه بجائزة نوبل
في ملعبِ سكواتش مهجور أسفل مدرجات ملعب كرة قدم الجامعة
بنى فريق (فيرمي) مُفاعل نووي من الخشب
.و الغرافيت و اليورانيوم
في تجربةٍ تاريخية في ديسمبر من عام 1942
"وصلَ مُفاعل "شيكاغو بايل 1 إلى مرحلةٍ حرجة
نافثاً طاقة و نيوترونات بمعدَّل مُطَّرِد
المفاعل النووي الأول على الاطلاق
كانَ في الواقع يصنع تفاعل نووي ذاتي الاكتفاء
نواة معينة ستنقسِم إلى اثنتين و ذلك سيُطلق بعض النيوترونات و كذا الطاقة
تصطدم هذه النيوترونات بعد ذلك مع ذرات أخرى
و بعد ذلك تحصُل على تتالي .نُطلِق عليه التفاعل المُتسلسل
لم يظهر تفاعل فيرمي المُتسلسل أنَّ القنبلة الذرية كانت مُمكنة و حسب
بل و زوَّدَ بطريقة أكثر فعالية في تحويل اليورانيوم 238
.إلى البلوتونيوم
انبثقَ من تجربة (فيرمي)
.استراتيجيتان مُتمايزتان لصنع قنبلة ذرية
إحداها ستسعى لتركيز الكمية الصغيرة لليورانيوم الطبيعي التي يُمكن فصله
و الأخرى ستُركِّز على تصنيع البلوتونيوم
التحدي الذي واجهنا
كانَ في إيجاد طريقة لفصل كمية صغيرة نسبياً من البلوتونيوم
من أطنان من المواد النشطة إشعاعياً
.لا يُمكن لأحد أن يقترب منها
مع وضوح حجم التحدي
سيُجنَّد (سيبورغ) أكثر من مائة كيميائي
.لينضموا معه في المجهود
قُلت مهما عملت لباقي حياتك
لا شيء سيكون بأهمية عملك بهذا المشروع
.إنَّه سوف يُغير العالم
في عام 1943
و بالتعويل على المعالجة التي طورها فريق (سيبورغ)
بدأت الحكومة الأمريكية ببناء مُنشأة فصل عملاقة في هامفورد في ولاية واشنطن
هُنا في مبانٍ بطول ثلاثة ملاعب كرة قدم
سيُصنع البلوتونيوم من على بعد
عندما ذهب أبي هناك ذُعِر و لم يستطِع تصديق أنَّ هذا العنصر
الذي اكتشفه سيؤدي إلى بناء هذه المنشئات الضخمة
من هامفورد أتت أرطال البلوتونيوم .اللازمة لصنع القنبلة
في ال16 من يوليو عام 1945
في موقعٍ صحراوي بالقرب من الموجوردو في ولاية نيومكسيكو
أجرى العلماء بالقربِ من لاس آلاموس
التجربة الأولى لقنبلة ذرية
.بسلاح مصنوع من البلوتونيوم
بريق ضوءٍ يخطف الأبصار و انفجار يصمُّ الآذان
.أذِنَا ببداية العصر النووي
بعد ثلاثة أسابيعٍ فقط
ألقت قاذفة قنابل أمريكية قنبلة يورانيوم على مدينة هيروشيما
.قاتلة 100 ألف ياباني
و بعد بضِع أيامٍ من ذلك
دمَّرت قُنبلة بلوتونيوم مدينة ناجازاكي
.واضعةً حد للحربِ أخيراً
حينها فقط كان لِ(سيبورغ) أن .يُعلن عن اكتشافه الذي جعلَ من هذه القنبلة ممكنة
و لإكتشافهما لأول عنصرين بعد اليورانيوم
فازَ (إد مكميلان) و (غلين سيبورغ)
.بجائزة نوبل في الكيمياء
لكن (سيبورغ) لم يكتفي و يخنع لما كُلل به
كان لدى سيبورغ طموح صُنع
عناصر جديدة أكثر ليذهب إلى .مابعد العنصر 94 البلوتونيوم
لذا حتى قبل أن تنتهي الحرب
واصل هو وفريقه من شيكاغو السعي .خلف عناصر جديدة
"شكراً يا (بوب مورفي) و مساؤ الخير جميعاً"
في واخر عام 1945
كان أبي على برنامج راديو يُدعى "اختبار الأطفال"
العالم الأكثر شهرة (غلين تي سيبورغ)
و سألهُ أحد الأطفال كما يعملون عادةً
هل اكتشفتم أي عناصر .جديدة مؤخراً
نعم مؤخراً كانَ هُناك عنصرين جديدين تمَّ اكتشافهما
.عناصر بأعداد ذرية 95 و 96
و هكذا عرفَ العالم بشأن
.الإميريسيوم و الكيريوم
و بالعودة إلى بيركلي إبان الحرب
واصلَ (سيبورغ) و فريقه مسعاهم
بقصفِ العناصر الثقيلة بأخرى أخف على أمل أن تندمج
.لتكوين عناصر جديدة
لقد صنعوا خمسة عناصر جديدة في العشر السنوات التالية
من ضمنها البيركيليوم و الكاليفورنيوم
و أعادوا ترتيب الجدول الدوري .خلال العملية
منذُ أن غَمِرَ (سيبورغ) و (مكميلان) للمرة الأولى إلى ماوراء اليورانيوم
تمَّ إضافة أكثر من 25 مُدخلاً جديداً للجدول
بما فيها عناصر سُميَّت تيمُناً
بِ (لورانس) و (منديلييف)
و (فيرمي) و (آينشتاين) (كوري) و (راذرفورد)
.و (سيبورغ) نفسه
حول العالم اليوم
يواصلُ آخرون السعي خلف عناصر جديدة
مُستخدمين تقنيات كَتلك التي .راد فيها (سيبورغ)
إلى حد الآن يوجد 118 عنصر معروف
.كُلاً بهويته المُميزة
إلا أنَّ كُل هذه العناصر أو أي عناصر جديدة قد نكتشفها
مصنوعة من مزيج بِضعة أشياء
ليستِ الهواء و الماء و النار كما اعتقد قدماء اليونان
بلِ البروتونات و النيوترونات و الالكترونات
بشكلٍ مُدهش جُل المادة
الكواكب و النجوم النباتات و الحيوانات و أنت و أنا
كُلها مصنوعة من هذه الثلاثة الأجزاء الأساسية فقط
البروتونات و النيوترونات و الالكترونات
.ممزوجة بنِسَبٍ مُختلفة
نعلمُ كُل هذا بفضل سلسلة طويلة من البشر
كافحوا من أجل الإجابة على السؤال البسيط
مما هو مصنوع العالم؟
إننا مُحاطون بالمادة
إنَّها كُل شيءٍ يُمكننا رؤيته و التعامل معه
و معَ هذا في الوقت الذي بدأ بهِ هذا البحث
لم يكُن أحد يفهم مما هي مصنوعة .و لم يكن أحداً يفهمُ شيئاً حولها
عمل خطوة صغيرة فقط لفهم العالم الطبيعي
ذلك قد يستغرقُ في بعض الأحيان أجيال
ليسَ هُناك كتاب إرشادات يُخبرنا كيفية عمل هذا
.علينا اكتشاف ذلك
الطبيعة رائعة و غامضة
و هي محجوبة
لكن إن سخرت أدوات العلم
.يُمكنك جعلها أن تبوح بأسرارها
استغرقَ الأمرُ قروناً للتعرف على العناصر فقط
مع كُل جيل من العلماء الذين واصلوا عملَ أولئك الذين سبقوهم
لكن هذه ليست سوى الخطوة الأولى
مازال هُناك عدد لا يُحصى من الأسئلة حول كيفية ارتباط هذه اللبنات ببعضها
لعمل التنوع اللا نهائي للمواد في الطبيعة
و كيفَ يُمكننا جمعها بطرق مُبدعة لِصُنع مواد جديدة رائعة لم تتخيلها الطبيعة
الإجابة على أسئلةٍ كهذه ستأخذ مجهودات الكثير من المحققين العلميين
كأولئك الذين قابلناهم
بالقدر الذي تعلمناه في سلسلة "البحث عن العناصر"
فإننا بدأنا فقط في حل
..لغــــ المادةـــــز
..ترجمة: أكرم سلمان و فهمي علوان www.facebook.com/Tanweeeeer/
الفريق الذي اكتشفَ العنصر 106 كانوا مُترددين في تقرير
ماسيطلقونه على هذا العنصر و قد مروا على قائمة طويلة من الأسماء
حتى دلفَ (الغورسو) مكتب أبي في أحد الأيام
:و قالَ "مارأيك لو اطلقنا عليه السيبورغيوم"
تفاجأ و تحمس أبي لذلك و قال
أنَّ هذا سيكون أعظم تشريف ناله
لأنَّه سيظل للأبد
طالما و الجدول الدوري موجود .فسيكون السيبورغيوم موجود كذلك