فال لوغسدون فيتش

كان فال لوغسدون فيتش (10 مارس 1923 - 5 فبراير 2015) فيزيائيًا نوويًا أمريكيًا، حاز مع زميله الباحث جيمس كرونين على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1980، وذلك عن تجربة أجرياها عام 1964 باستخدام مسرع السنكروترون ذي التدرج المتناوب في مختبر بروكهافن الوطني، والتي أثبتت أن بعض التفاعلات دون الذرية لا تلتزم بمبادئ التناظر الأساسية. وبالتحديد، أثبتا، من خلال دراسة اضمحلال ميزونات K ، أن التفاعل عند عكس مساره لا يعود إلى مسار التفاعل الأصلي، مما أظهر أن تفاعلات الجسيمات دون الذرية ليست غير مبالية بالزمن. وهكذا تم اكتشاف ظاهرة انتهاك تناظر الشحنة الزوجية (CP) . وقد زعزع هذا الاكتشاف الاعتقاد السائد لدى الفيزيائيين بأن القوانين الطبيعية تخضع للتناظر.

وُلد فيتش في مزرعة لتربية الماشية بالقرب من ميريمان، نبراسكا ، وجُنّد في الجيش الأمريكي خلال الحرب العالمية الثانية، وعمل في مشروع مانهاتن في مختبر لوس ألاموس في نيو مكسيكو . تخرج لاحقًا من جامعة ماكجيل ، وحصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء عام 1954 من جامعة كولومبيا . كان عضوًا في هيئة التدريس بجامعة برينستون من عام 1954 حتى تقاعده عام 2005.

وُلد فال لوغسدون فيتش في مزرعة لتربية الماشية بالقرب من ميريمان، نبراسكا ، في 10 مارس 1923، وكان أصغر أبناء فريد فيتش، مربي الماشية، وزوجته فرانسيس (ني لوغسدون)، وهي مُدرسة. ^{[ 1 ]} كان لديه أخ وأخت أكبر منه. ^{[ 2 ]} كانت مزرعة العائلة تبلغ مساحتها حوالي 10 كيلومترات مربعة . ^[ 1 ^{] كانت المزرعة} صغيرة؛ وكان والده متخصصًا في تربية الماشية. ^{[ 3 ]} بعد ولادته بفترة وجيزة، أُصيب والده إصابة بالغة في حادث سقوط من على ظهر حصان، ولم يعد قادرًا على العمل في مزرعته، فانتقلت العائلة إلى بلدة غوردون القريبة في نبراسكا ، حيث انضم والده إلى مجال التأمين. ^{[ 1 ]} وهناك التحق بالمدرسة، ^{[ 1 ]} وتخرج من مدرسة غوردون الثانوية عام 1940 بمرتبة الشرف الأولى . ^{[ 4 ] [ 5 ]} 

التحق فيتش بكلية تشادرون الحكومية لمدة ثلاث سنوات، ثم انتقل إلى جامعة نورث وسترن . كان ذلك خلال الحرب العالمية الثانية، وانقطعت دراسته بسبب تجنيده في الجيش الأمريكي عام ١٩٤٣. بعد إتمام التدريب الأساسي، أُرسل إلى معهد كارنيجي للتكنولوجيا للتدريب ضمن برنامج التدريب المتخصص للجيش . ^{[ ٢ ]} في إطار هذا البرنامج، التحق نحو ٢٠٠ ألف جندي بالكليات لحضور دورات مكثفة. لم يمكث فيتش في البرنامج سوى أقل من عام قبل أن تتزايد احتياجات الجيش من القوى العاملة بشكل كبير، ما دفعه إلى إنهاء البرنامج. تم توزيع معظم جنود برنامج التدريب المتخصص للجيش على الوحدات القتالية، لكن فيتش كان واحدًا من نحو مئة جندي انضموا إلى فرقة المهندسين الخاصة ، التي وفرت فنيين كانت الحاجة إليهم ماسة لمشروع مانهاتن . ^{[ ٢ ] [ ٦ ] [ ٧ ]}

أرسل الجيش فيتش إلى مختبر لوس ألاموس التابع لمشروع مانهاتن في نيو مكسيكو. وبحلول منتصف عام 1944، كان نحو ثلث الفنيين في لوس ألاموس من وحدة دعم الابتكار. وهناك التقى بالعديد من عمالقة الفيزياء، بمن فيهم نيلز بور ، وجيمس تشادويك ، وإنريكو فيرمي ، وإيزيدور إسحاق رابي ، وبرونو روسي ، وإميليو سيغري ، وإدوارد تيلر ، وريتشارد سي. تولمان ، بل وحضر في بعض الحالات دورات في الفيزياء كانوا يُدرّسونها. عمل فيتش ضمن المجموعة التي يرأسها إرنست تيتيرتون ، العضو في البعثة البريطانية ، واكتسب خبرة واسعة في تقنيات الفيزياء التجريبية . شارك في اختبارات إسقاط قنابل ذرية وهمية أُجريت في قاعدة ويندوفر الجوية التابعة للجيش ومحطة سالتون سي الجوية البحرية المساعدة ، وعمل في موقع ترينيتي، حيث شهد التجربة النووية لترينيتي في 16 يوليو 1945. سُرِّح من الجيش عام 1946. وواصل العمل في لوس ألاموس كموظف مدني لمدة عام آخر لكسب المال. عاد لفترة وجيزة إلى لوس ألاموس في صيف عام 1948. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 7 ]}

دفعت تجارب فيتش خلال الحرب إلى اتخاذ قرار بأن يصبح فيزيائيًا. عرض عليه روبرت باشر ، رئيس قسم الفيزياء في لوس ألاموس، وظيفة مساعد باحث في جامعة كورنيل ، لكن كان عليه أولًا إكمال دراسته الجامعية. وبدلًا من العودة إلى جامعة نورث وسترن أو كارنيجي ميلون، اختار الالتحاق بجامعة ماكجيل ، التي أوصى بها تيتيرتون. تخرج فيتش من ماكجيل بدرجة بكالوريوس في الهندسة الكهربائية عام ١٩٤٨. وبناءً على نصيحة جيري كيلوج، الذي كان طالبًا لدى رابي في جامعة كولومبيا ، وكان رئيس قسم في لوس ألاموس، قرر فيتش متابعة دراساته العليا في كولومبيا. كتب كيلوج له رسالة تعريف إلى رابي. أصبح جيمس رينووتر مشرفًا أكاديميًا عليه. أعطاه رينووتر ورقة بحثية لجون ويلر حول ذرات الميون-ميزيك ، وهي ذرات يُستبدل فيها الإلكترون بالميون . لم تُلاحظ هذه الذرات من قبل؛ كانت نظرية تمامًا ولم يكن هناك دليل على وجودها، لكنها شكلت موضوعًا جيدًا لأطروحة الدكتوراه. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

صمّم فيتش وبنى تجربة لقياس أشعة غاما المنبعثة من ذرات الميونات. واتضح أن هذا كان الوقت الأمثل للبحث عنها. فقد كانت جامعة كولومبيا قد شغّلت مؤخرًا سيكلوترونًا في مختبرات نيفيس قادرًا على إنتاج الميونات؛ وطوّر روبرت هوفستاتر كاشف أشعة غاما من يوديد الصوديوم المنشط بالثاليوم؛ كما أدت التطورات التي شهدتها الإلكترونيات خلال الحرب إلى تطوير مكونات مثل الأنابيب الضوئية الجديدة اللازمة لربط كل ذلك معًا. في البداية، لم يُعثر على شيء، لكن رين ووتر اقترح توسيع نطاق البحث ليشمل ما هو أبعد من نطاق الطاقة الذي توقعه ويلر بناءً على الحجم المقبول آنذاك لنصف قطر نواة الذرة والذي يبلغ حوالي 1.4 × 10⁻¹⁵ ^متر . وعندما تم ذلك، وجدوا ما كانوا يبحثون عنه، واكتشفوا في هذه العملية أن حجم النواة أقرب إلى 1.2 × 10⁻¹⁵ ^متر . ^{[ 1 ] [ 2 ]} أكمل دراسته للدكتوراه عام 1954، وكتب أطروحته بعنوان "دراسات الأشعة السينية من ذرات الميونو-ميزونية". ^{[ 8 ]} نُشرت الأطروحة في مجلة Physical Review في نوفمبر 1953. ^{[ 9 ]}

في عام ١٩٤٩، تزوج فيتش من إليز كانينغهام، وهي سكرتيرة كانت تعمل في مختبر بجامعة كولومبيا. أنجبا ولدين. توفيت إليز عام ١٩٧٢، وفي عام ١٩٧٦ تزوج من ديزي هاربر شارب، فأصبح لديه ابنتان وابن من زوجته السابقة. ^{[ ٤ ] [ ١٠ ]} بعد حصوله على الدكتوراه، تحول اهتمام فيتش إلى الجسيمات الغريبة وميزونات K. في عام ١٩٥٤، انضم إلى هيئة التدريس في قسم الفيزياء بجامعة برينستون ، حيث أمضى بقية حياته المهنية. شغل منصب أستاذ الفيزياء في دفعة عام 1909 من عام 1969 إلى عام 1976، ثم أستاذ الفيزياء في كرسي سايروس فوغ براكيت من عام 1976 إلى عام 1982، وأخيراً أستاذ الفيزياء المتميز في كرسي جيمس إس. ماكدونيل من عام 1982 إلى عام 1993، حيث تقاعد وتولى منصب محاضر زائر برتبة أستاذ لمدة ثلاث سنوات قبل أن يصبح أستاذاً فخرياً. ^{[ 11 ] [ 12 ]} كما ترأس قسم الفيزياء من عام 1976 إلى عام 1981. ^{[ 5 ]}

أجرى فيتش معظم أبحاثه في مختبر بروكهافن الوطني ، حيث تعرف على جيمس كرونين . كانا يلعبان البريدج ليلاً أثناء انتظارهما توفر جهاز الكوزموترون . كان كرونين قد بنى نوعًا جديدًا من الكواشف، وهو مطياف غرفة الشرارة ، وأدرك فيتش أنه سيكون مثاليًا لإجراء تجارب على ميزونات K (المعروفة الآن باسم الكاونات)، والتي أشار الفيزيائي روبرت أدير من جامعة ييل إلى أنها تمتلك خصائص مثيرة للاهتمام تستحق الدراسة. إذ يمكنها أن تتحلل إلى مادة أو مادة مضادة . وبالتعاون مع زميليه، جيمس كريستنسون ورينيه تورلاي ، أقاموا تجربتهم على جهاز السنكروترون ذي التدرج المتناوب في بروكهافن. واكتشفوا نتيجة غير متوقعة. لم يحترم تحلل ميزونات K المتعادلة تناظر CP . تحللت ميزونات K إلى بوزيترونات بشكل أسرع من تلك التي تحللت إلى إلكترونات . ^{[ 10 ] [ 13 ] [ 14 ]} لم تُدرك أهمية هذه النتيجة على الفور؛ لكن مع تراكم الأدلة على نظرية الانفجار العظيم ، أدرك أندريه ساخاروف في عام 1967 أنها تفسر سبب كون الكون مكونًا في معظمه من المادة وليس من المادة المضادة. ^{[ 10 ]} بعبارة أخرى، لقد وجدوا "إجابة سؤال الفيزيائيين: لماذا نحن موجودون؟" ^{[ 15 ]} وقد نال فيتش وكرونين جائزة نوبل في الفيزياء عام 1980 تقديرًا لهذا الاكتشاف . ^{[ 1 ]}

إضافةً إلى جائزة نوبل، حصل فيتش على جائزة إرنست أورلاندو لورانس عام 1968، وميدالية جون برايس ويذرل عام 1976، والميدالية الوطنية للعلوم عام 1993. ^{[ 4 ]} وكان عضوًا في مجلس رعاة نشرة علماء الذرة، والمجموعة الاستشارية للدفاع عن مشروع جيسون . [ ^{16 ] وانتُخب} زميلًا في الجمعية الفيزيائية الأمريكية عام 1964 ^{[ 17 ]،} وعضوًا في كلٍّ من الأكاديمية الوطنية للعلوم والأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم عام 1966. ^{[ 18 ] [ 19 ]} وفي عام 1981، أصبح فيتش عضوًا مؤسسًا في المجلس الثقافي العالمي ^{[ 20 ]} ، وحصل على جائزة اللوحة الذهبية من الأكاديمية الأمريكية للإنجاز . ^{[ 21 ]} شغل منصب رئيس الجمعية الفيزيائية الأمريكية من عام 1988 إلى عام 1989، وعمل في عدد من اللجان الحكومية للعلوم وسياسات العلوم، بما في ذلك اللجنة الاستشارية العلمية للرئيس من عام 1970 إلى عام 1973. ^{[ 5 ]}

يُعد فيتش واحداً من بين 20 أمريكياً حائزاً على جائزة نوبل في الفيزياء، وقد وقّعوا على رسالة موجهة إلى الرئيس جورج دبليو بوش في مايو 2008، يحثونه فيها على "إصلاح الضرر الذي لحق بأبحاث العلوم الأساسية في قانون مخصصات الميزانية الشاملة للسنة المالية 2008" من خلال طلب تمويل طارئ إضافي لمكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة ، والمؤسسة الوطنية للعلوم ، والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . ^{[ 22 ]}

توفي في منزله في برينستون، نيو جيرسي ، عن عمر يناهز 91 عامًا في 5 فبراير 2015. ^{[ 5 ] [ 10 ]}

• فيتش، ف. "بعض الملاحظات حول مكبرات التغذية الراجعة واسعة النطاق" ، مختبر لوس ألاموس الوطني ، وزارة الطاقة الأمريكية (من خلال الوكالة السابقة لجنة الطاقة الذرية )، (16 مارس 1949).
• فيتش، ف. "مقياس عالي الدقة من أربعة" ، جامعة كولومبيا ، وزارة الطاقة الأمريكية (من خلال الوكالة السابقة لجنة الطاقة الذرية )، (25 أغسطس 1949).

• نص مقابلة تاريخية شفهية مع فال فيتش بتاريخ 18 ديسمبر 1986، المعهد الأمريكي للفيزياء، مكتبة وأرشيف نيلز بور
• "مقابلة مع فال فيتش" . مؤسسة نوبل. 17 مارس 2009. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2015 .مقابلة فيديو.
• فال لوغسدون فيتش على موقع Nobelprize.org، بما في ذلك محاضرة نوبل، 8 ديسمبر 1980، اكتشاف عدم تناظر التكافؤ بين الشحنة والاقتران
• "مقابلة فال فيتش" . أصوات مشروع مانهاتن. مؤسسة التراث الذري. 26 مارس 2008. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2015 .مقابلة فيديو.