در 14ام آگوست سال 1894
جمعیت هیجان زده ای در بیرون از موزه ی تاریخ طبیعی آکسفورد جمع شده بودند
این بنای عظیم گوتیک میزبان نشست سالانه ی انجمن
بریتانیاییان را برای پیشرفت علم بر عهده داشت
بیش از 2000 بلیط فروخته شده بود
و موزه کاملا پر شده بود
و همه ی مردم منتظر بحث بعدی بودند که توسط پروفسور الیور الج ارائه شود
نام او ممکن است اکنون برای ما زیاد آشنا به نظر نیاید
اما اکتشافات وی باید او را به اندازه ی
سایر پیشگامان الکتریسیته مانند
بنجامین فرانکلین
الکساندرو ولتا
و یا حتی مایکل فارادی بزرگ مشهور و معروف می کرد
کاملا ناخواسته از مجموعه ای از حرکات و وقایع سریالی را انجام می دهد
که باعث ایجاد انقلابی جهانی
از برنج و سیم تلگراف می شود
این سخنرانی از ابتدا علامت تولد جهان الکتریکی مدرن بود،
جهانی تحت سلطه ی سیلیکون و توده ای از ارتباطات بی سیم
در این برنامه ما کشف می کنیم که چگونه برق جهان را
ز طریق رادیو و تلویزیون و شبکه های کامپیوتری به هم متصل کرد.
و در نهایت ما نحوه ی بازکردن و بهره برداری از برق
را در سطح اتمی یاد می گیریم
پس از قرن ها آزمایش انسان ها با الکتریسیته
،اکنون عصر جدیدی از درک واقعی (الکتریسیته)آغاز می شود
ترجمه و زیرنویس فارسی از گروه ترجمه ی پارس مووی Translation and subtitles Persian By Moh@mm@d
قسمت سوم: الهام و انقلاب
این لوله ها به هیچ منبع قدرتی متصل نیستند
اما هنوز هم نور دارند و روشن هستند
این اثر نامرئی برق
یک اثری است که تنها به سیم هایی که در آن جریان می یابد محدود نیست
در اواسط قرن 19
یک نظریه ی بزرگ برای توضیح اینکه این چگونه می تواند باشد ارائه شد
این نظریه می گوید که اطراف هر بار الکتریکی
مقدار زیادی جریان الکتریکی وجود دارد
که آن نیروی میدان است
این لوله های فلورسنت روشن هستند صرفا به خاطر اینکه آنها تحت تاثیر
نیروی میدان کابل های با قدرت زیاد بالای سرشان هستند
اصل این نظریه که یک جریان برق در برخی موارد
می تواند یک میدان نیروی نامرئی تولید کند توسط
مایکل فارادی پیشنهاد شد اما یک مرد جوان و درخشان اسکاتلندی
به نام جیمز کلرک ماکسول است که ثابت می کند فارادی درست می گوید
و این کار را نه از طریق آزمایش بلکه از طریق ریاضیات انجام داد
همه ی اینها راه کارهای قرن 19امی بودند که برای
درک جهان از آنها استفاده می شد
که نیاز بود آنها را به وسیله ی ماشین های فیزیکی ببینیم
قبل از ماکسول داشنمندان اغلب برای تولید و اندازه گیری الکتریسیته
ماشین های عجیب و غریب و یا آزمایش های شگفت انگیز طراحی می کردند
اما ماکسول متفاوت بود
او به اعداد علاقه مند بود و نظریه ی جدید او نه تنها
میدان نامرئی برق را آشکار کرد بلکه نشان داد که چگونه می توان آن را دستکاری کرد
این امر ثابت می کند که آزمایش وی
یکی از مهمترین اکتشافات علمی در تمامی دوران هاست
ماکسول یک ریاضیدان بزرگ بود
و نگرش او نسبت به الکتریسیته و مغناطیس کاملا جدید بود
او همه ی آن را از نظر معادلات ریاضی بسیار جمع و جور بیان کرد
و مهم تر از هر چیز این است که در معادلات ماکسول
او برق و مغناطیس را به عنوان دو چیز متصل به هم
و چیز هایی که می توانند به صورت موج رخ بدهند و حرکت کنند در نظر گرفته است(رجوع شود به قسمت 2)
محاسبات ماکسول نشان داد که این میدان ها
چگونه می توانند مانند دست زدن به سطح مختل و مرتعش شوند
تغییر جهت این جریان های الکتریکی
موجب ایجاد موج و ریز موج هایی
از طریق این میدان های الکتریکی و مغناطیسی می شود
و همواره تغییر جهت جریان
به جلو و عقب
مانند یک جریان متناوب باعث تولید یک سری از امواج
حامل انرژی می شود
ریاضی ماکسول به او می گفت که تغییر جریان الکتریکی
به طور مداوم باعث ارسال امواج زیاد حامل انرژی
به اطرافش می شود
امواجی که برای همیشه انرژی را با خود حمل می کردند مگر اینکه چیزی آنها را جذب کند
ریاضی ماکسول آنقدر پیچیده و پیشرفته بود
که تنها تعداد انگشت شماری از مردم قادر به درکش در زمان او بودند
و اگر چه که کار وی هنوزتنها یک نظریه بود
اما آن الهام بخش برای یک فیزیکدان جوان آلمانی به نام هاینریش هرتز بود
هرتز تصمیم گرفت که خود را وقف طراحی آزمایشی کند
تا ثابت کند امواجی که ماکسول از آنها صحبت کرده بود واقعا وجود داشتند
و آن آزمایش در اینجاست
این دستگاه اصلی هرتز است
و زیبایی آن در سادگی محض آن است
گرما تولید و جریان متناوب از طریق
دو میله ی فلزی همراه با یک جرقه میان
این دو گوی می پرد
حالا اگر حق با ماکسول بود
بنابراین این جریان متناوب باید یک موج الکترومغناطیسی نامرئی تولید
و آن را به محیط اطراف گسترش می داد
اگر شما یک سیم در سر راه موج قرار دهید
باید در سیم یک تغییر میدان مغناطیسی وجود داشته باشد
که باعث تحریک یک جریان الکتریکی در سیم می شود
پس چیزی که هرتز ساخت یک حلقه از سیم های گیرنده بود
که می توانست آن را با خودش به نقاط مختلف اتاق ببرد
تا ببینید که آیا قادر به تشخیص حضور موج است یا نه
پس کاری که او انجام داد این بود که یک شکاف بسیار کوچک قرار در سیم قرار داد
که اگر جریان حلقه عبور می کرد باعث پرش جرقه می شد
در حال حاضر،به علت اینکه جریان بسیار بسیار ضعیف است
و هرتز بیشتر سال 1887 را
را در یک اتاق بسیار تاریک با یک لنز قوی
درحالی که به آن خیره شد گذراند تا ببیند که آیا می تواند یک جرقه ی ضعیف را شناسایی کند یا نه
اما هرتز در تولید موج های ماکسول تنها نبود
به انگلستان باز می گردیم،یک استاد فیزیک جوان به نام اولیور الج
توسط این موضوع برای یک سال مجذوب شده بود
اما زمان آن را نداشت تا آزمایشی را
برای کشف آنها طراحی کند
سپس یک روز در اوایل سال 1888 در حالی که مشغول راه اندازی آزمایشی
در رابطه ی حفاظت از رعد و برق بود،او متوجه چیز غیر معمولی شد
الج متوجه شد زمانی که تجهیزات خودش را راه اندازی کرد
و یک جریان متناوب از سیم عبور داد توانست
توانست تکه های درخشانی را بین دو سیم ببیند
و با افزایش سرعت جریان دید
دید که این تکه های درخشان الگویی را تشکیل می دهند
نور آبی رنگ و جرقه های الکتریکی در تکه های مجزایی
به طور مساوی در فاصله ی بین دو سیم رخ داد
او متوجه شد که آنها(منظور تکه های آبی رنگ است)قله(برآمدگی) و فرورفتگی
یک موج الکترومغناطیسی نامرئی بودند
الج ثابت کرد که ماکسول راست می گفته است
در نهایت،تصادفا،الج
امواج الکترومغناطیسی ماکسول را در اطراف سیم ساخته بود
سوال بزرگ پاسخ داده شد (منظور این است که مشکل حل شد)
الج پر از هیجان بود تا کشف جدید خود را
در نشست سالانه علمی تابستانی که توسط
که توسط انجمن بریتانیایی برگزار می شد به جهان اعلام کند
هر چند قبل از آن او تصمیم گرفت که به مسافرت برود
زمان بندی او نمی توانست بدتر از این باشد چون دقیقا
در آلمان
هاینریش هرتز نیز مشغول آزمایش کردن نظریه ی ماکسول بود
در نهایت هرتز آنچه را که به دنبالش بود یافت
جرقه ی دقیقه ای
و هنگامی که او گیرنده ی خود را به موقعیت های مختلفی در اتاق می برد
قادر به ترسیم شکل امواجی بود
که توسط دستگاهش تولید می شد
و او هر یک از محاسبات ماکسول را با دقت مورد بررسی قرار داد
و آنها را به صورت تجربی آزمایش کرد
این یک "تور دو نیروی"از علم تجربی بود
به انگلستان باز می گردیم
همین که جمعیت برای جلسه ی انجمن بریتانیایی جمع شده بودند
الیو الج آزام و پر از انتظار از مسافرت بازگشت
این اندیشه ی الج برگ برنده وی
زمانی که اعلام می کند امواج ماکسول را کشف کرده است بود
دوست ریاضی دان بزرگ وی فیتز جرالد آدرس جلسه را به وی داد
اما در آن جلسه او فقط اعلام کرد که نتایج منتظر شده توسط هنریک هرتز حیرت انگیز هستند
او امواج ماسکول را در فضا شناسایی کرد
ما این رعد و برق را از خود ژوپیتر دزدیدیم
و آن را برده ی خودمان کردیم او با صدای اعلام کرد (منظور این است که الج از دزدیده شدن اختراعش ناراحت است)
خوب،من فقط می توانم تصور کنم که الج چه احساسی داشته
وقتی که اختراعش دزدیده شده بود
پرفسور الیور الج لحظه ی پیروزی خودش را
در مقابل هاینریش هرتز از دست داد
نمایش دیدنی و جذاب هرتز از امواج الکترومغناطیسی ،چیزی است که ما اکنون آن را امواج رادیویی می نامیم
،هرچند خود او این را در آن زمان نمی دانست اما نمایشش منجر به انقلاب عظیمی در ارتباطات قرن آینده ی وی شد
تئوری ماکسول نشان داد که چگونه بار های الکتریکی می توانند
در اطراف خودشان میدانی از انرژی تولید کنند
و این امواج می توانند مانند امواج در حوضچه در اطراف آن گسترش یابند
و هرتز دستگاهی را ساخته بود که می توانست
امواجی را که از هوا عبور می کنند تولید و شناسایی کند
اما تقریبا بلافاصله
الهام دیگری در درک ما از برق وجود خواهد داشت
الهامی که یک بار دیگر شامل پروفسور اولیور الج خواهد بود
و یک بار دیگر طرحش دزدیده خواهد شد
داستان از آکسفورد در تابستان سال 1894 شروع می شود
هرتز در اوایل همان سال به طور ناگهانی فوت کرد
و بنابراین الج یک بنای یادبود برای هرتز همراه با سخنرانی
که ایده ی امواج را به تعداد بیشتر مخاطب معرفی می کرد ترتیب داد
الج روی سخنرانی خودش کارکرده بود
و جست و جویی را برای یافتن راه های بهتر تشخیص امواج انجام داده بود
و دستگاه های جدید را از دوستانش قرض گرفته بود
او پیشرفت های مهمی را در ساخت تکنولوژی های
تشخیص امواج ایجاد کرد
این دستگاه جریان متناوبی را تولید می کند
و جرقه ای از این فاصله می گذرد
جریان متناوب یک موج الکترومغناطیسی را
همانطور که ماکسول پیش بینی کرده بود ارسال می کند و این موج توسط گیرنده دریافت می شود
این دستگاه از طریق این دو آنتن متوجه یک جریان الکتریکی ضعیفی می شود
حالا،این کاری است که هرتز انجام داد
بهبودی که الج به این دستگاه بخشیده بود افزودن این دو لوله ی پر از آهن بود
هنگامی که جریان الکتریکی ضعیف از براده ها عبور می کند
،این براده ها آنها را محبور به متراکم شدن می کنند
و هنگامی که آنها متراکم می شوند مدار الکتریکی دومی را به وجود می آورد
که این مدار باعث به صدا در آمدن زنگ می شود
بنابراین اگر من دکمه را در این انتها فشار دهم
باعث به صدا در آمدن زنگ در گیرنده می شود
و این به صدا در آوردن زنگ را بدون هیچ اتصالی بین دو دستگاه انجام می دهد
این مثل سحر و جادو است
صدای زنگ/وز وز الکتریکی
یک محل پر از
از مخاطب را تصور کنید که ناگهان
صدای زنگی را به وسیله ی سحر و جادو می شنوند
این کاملا برای آنها باورنکردنی است
صدای زنگ
این ممکن است که چشمگیرترین نمایش که مخاطبات تا آن زمان دیده اند نباشد
،اما با این وجود قطعا باعث برانگیخته شدن احساسات جمعیت شد
دستگاه الج مانند این بود
و دیگر مثل گذشته فقط به چشم یک آزمایش علمی به آن نگاه نمی شد
در واقع این دستگاه بسیار شبیه به ماشین های تلگرافی بود
که انقلابی در ارتباطات به وجود آورد اما تفاوت این دستگاه با تلگراف این بود که آن کابل های طولانی
بین دستگاه های ارسال و دریافت را نداشتند
برای افراد دنیا دیده تر و زرنگ و دانا حضار
این آزمایش به وضوح چیزی بیشتر از نشان دادن حقانیت استاد ماکسول بود
این شکل جدید انقلابی در زمینه ی ارتباطات بود
الج یادداشت های سخنرانی خود را در مورد چگونگی ارسال و دریافت امواج الکترومغناطیس
با استفاده از دستگاه جدید پیشرفته ی خودش منتشر کرد
در سراسر جهان،مخترعان،علاقه مندان آماتور
و دانشمندان با هیجان گزارش های الج را مطالعه کرده
و شروع به آزمایش کردن آنها بر روی امواج هرتز کردند
دو شخصیت کاملا متفاوت از آن الهام گرفتند
هر دو باعث بهبود تلگراف های بی سیم می شوند
و به خاطر سهمی که در پیشرفت علم و دانش داشتند به مراتب بیشتر از اولیور الج مشهور می شوند و به یاد می مانند
اولین آنها گوگلیلمو مارکونی بود
مارکونی یک فرد بسیار جذاب
،باهوش و زیرک بود
او قطعا جذابیت ایتالیایی-ایرلندی داشت
او تقریبا می توانست هر کسی را از خانم های جوان گرفته تا دانشمندان مشهور جهان مجذوب خودش کند
مارکونی دانشمند نبود
اما او همه ی کار های افراد دیگر را
به منظور ساختن سیستم تلگراف بی سیم خود مطالعه کرد
این امکان وجود دارد که به خاطر اینکه مارکونی در بولونیا بزرگ شده است و بولونیا نزدیک ساحل ایتالیا است
او پتانسیل برقراری ارتباطات بی سیم را برای استفاده ی دریایی دیده باشد
سپس در حالی که تنها 22 سال سن داشت
با مادر ایرلندی اش به بازار لندن آمد
فرد دیگری که از سخنرانی الج الهام گرفته بود یک معلم
در کالج ریاست جمهوری در کلکته
به نام جگیدیش چاندارا بوز بود
با وجود مدارک تحصیلی که بوز از لندن و کمبریج داشت،
انتصاب یک هندی به عنوان دانشمندی در کلکته باعث به وجود آمدن تبعیض نژدای شد
آنها می گفتند که هندی ها خلق و خوی دقیق لازم برای علم را ندارند
خوب بوز مصمم بود که اثبات کند این اشتباه بود
و در این آرشیو ما می توانیم ببینیم که چه قدر به سرعت او این کار را انجام داد
این گزارش 66امین نشست انجمن بریتانیا
در لیورپول در ماه سپتامبر سال 1896 است
و بوز اینجاست
و بوز در اینجاست،اولین هندی که موفق به حضور در جلسه ی نشست شده است
بوز در این جلسه در مورد کار خود صحبت کرد و دستگاه خود را نشان داد
او پیشرفتی را در دستگاه گیرنده ی الج به وجود آورد
زیرا در هوای سخت و گرم هند
او متوجه شد که براده های آهنی که الج در لوله ها برای شناسایی موج های به کار گرفته بود
زنگ زدند و به هم چسبیدند
بنابراین بوز مجبور به ساختن گیرنده یی با کارایی بالاتر از جنس حلقه های سیم بود
او کار خود را با احساس توضیح می داد
کاشف بسیار قابل اعتماد بود و می توانست در پردازنده ی کشتی کار کند
بنابراین او پتانسیل زیادی را برای کار کردن در نیروی دریایی بریتانیا داشت
بریتانیا در مرکز شبکه های مخابراتی گسترده ای بود
که تقریبا در سراسر جهان کشیده شده بود
که از این ارتباطات برای پشتیبانی گسترده ی شناورهای دریایی و تجاری که
از امپراطوری بریتانیا حمایت می کردند استفاده می شد
اما بوز که یک دانشمند اصیل بود بر خلاف مارکونی
به سیگنال های بی سیم تجاری علاقه ای نداشت
این نوعی جدیدی از نگرش بود(منظور نگرش بوز)اما مارکونی
دانشمند آموزش دیده نیست بنابراین همه چیزی را از راه های مختلف و غیر علمی بررسی می کند
و شاید در وهله ی اول این علت پیشرفت سریع او باشد
و او در برقراری ارتباط با افرادی که می دانست
برای به سرانجام رساندن کارش به آن ها نیاز دارد بسیار خوب بود
مارکونی مستقیما از روابط خود با افراد با نفوذ استفاده کرد تا به تنها جایی که توانایی
کمک کردن به وی را داشت برود
اداره ی پست بریتانیا یک نهاد بسیار قدرتمند بود
وقتی که مارکونی اولین بار در سال 1896 به لندن آمد,
این ساختمان ها به تازگی تکمیل شده بودند
و محل ادارات پست امپراطوری و خدمات تلگراف بودند
مارکونی سیستم تلگرافش را از ایتالیا همراه خودش آورد
و ادعا کرد که این سیستم می تواند سیگنال های بی سابقه ای را از راه دور ارسال کند
و مهندس کل قوای ادراه ی پست
ویلیام پریس،بلافاصله پتانسیل این فن آوری را دید
بنابراین پریس به مارکونی منابع زیاد مالی و مهندسی
اداره ی پست را پیشنهاد داد و آنها کارشان را بر روی پشت بام آغاز کردند
محل قدیمی اداره ی پست دقیقا در آنجا است
و بین این سقف و آن سقف مارکونی و مهندسان اداره ی پست
شروع به تمرین ارسال و دریافت پیام های الکترومغناطیسی کردند
مهندسان به او کمک کردند تا دستگاهش را بهبود ببخشد و پس از آن مارکونی و پریس
با هم آن دستگاه را به دولت و نیروی دریایی نشان دادند
چیزی که مارکونی متوجهش نشده بود
این بود که همین که او با افتخار در حال اعلام کردن همکاری مارکونی با اداره ی پست بود
مارکونی در حال نقشه کشی در پشت پرده بود
او اختراع خودش را در یک شرکت بریتانیایی ثبت کرد
و درحال برنامه ریزی برای ساختن شرکت خود در زمینه ی تلگراف بی سیم بود
هنگامی که حق اختراع ثبت شد،تمام جهنم
به جامعه ی علمی راه پیدا کرد
که خود حق ثبت اختراع انقلابی بود
شما می دانید که حق ثبت اختراع فقط برای چیز هایی است که
که جزو واضحات نیستند
اما مارکونی اختراع خودش را داخل جعبه ای مخفی کرده بود
و ایناهاش
سرانجام هنگامی که حق اختراع مارکونی ثبت شد
M،او به دقت در جعبه را باز کرد
همه مشتاق این بودند که ببینند چه اختراعی در داخل آن جعبه بود
باتری تشکیل یه مدار می داد
و براده های آهن درون لوله این مدار را کامل می کردند
تا در نهایت زنگ بالای صفحه به صدا در می آمد.
چیزی که آنها مثلش را قبلا ندیده بودند و مارکونی این کار را چندین بار برای آن ها انجام داد
مارکونی به خاطر اختراعش مشهور نشده است
مارکونی رادیو را کشف نکرد اما بهترش کرد
و آن را به یک سیستم تبدیل کرد
اما الج این کار را انجام نداد و به همین علت ما از مارکونی یاد می کنیم
اما از الج خیر
جهان علمی در دستان ما بود
اینجا مردی وجود داشت که از علم پشت دستگاهش بسیار کم می دانست
و اما در حال به دست آوردن ثروت از کار دیگران بود (منظور مارکونی است)
حتی حامی بزرگ او یعنی پریس وقتی که متوجه شد مارکونی
می خواهد این راه را به تنهایی ادامه دهد و شرکت خودش را راه اندازی کند ناامید شد و صدمه دید
الج و سایر دانشمندان از تک تک جزئیاتی و پیشرفت هایی
که مارکونی روی دستگاه های آنها انجام داد و آنها را به ثبت رساند دیوانه شدند
این جو جدید بوز را هنگامی که به بریتانیا بازگشت شوکه کرد
بوز نامه ای را به خانه اش در هند فرستاد و آنچه را که فهمیده بود برای آنها شرح داد
"همه چیز پول و پول و پول است،عجب حرص وطمعی!"
"من آرزو می کنم که ای کاش شما می توانستید این مردم دیوانه ی پول را ببینید"
او هنگامی که این تغییرات را در کشوری که برای صداقت علمی و تعالی
ارزش قائل بودند دید سرخورده شد
اگرچه سرانجام این دوستانش بودند
که بوز را متقاعد کردند تا اولین اختراع خودش را به ثبت برساند
اختراع اونوعی دستگاه برای شناسایی امواج بود
<font color="#FFFFFF" face="Arial"این کشف بود که شاید منجر به انقلاب بزرگتری در جهان شد
او قدرت کریستال ها را کشف کرد
کریستال ها جایگزین خوبی برای براده های آهن
که کثیف و سخت بودند و به درستی کار نمی کردند بود
و در اینجا یک روش کاملا جدید برای شناسایی امواج رادیویی وجود دارد
که این روش در مرکز صنعت رادیو قرار خواهد گرفت
کشف بوز ساده بود،
اما واقعا جهان مدرن را شکل داد
وقتی که یک کریستال با آهن تماس پیدا می کند تا میزان رسانا بودن آن مشخص شود
آنگاه این کریستال رفتار عجیب و غریب و متفاوتی از خود نشان می دهد
به عنوان مثال این کریستال را در نظر بگیرید
اگر من بتوانم با نوک این سیم فلزی دقیقا وسط آن را لمس کنم
و سپس آن را به یک باتری وصل کنم
آنگاه کریستال یک جریان کاملا قابل توجه ی تولید می کند
اما اگر من جای اتصالاتم به باتری را عوض کنم
و سعی کنم مقدار جریان عبوری در جهت مخالف را اندازه گیری کنم
آنگاه این جریان بسیار کمتر از حالت قبلی است
کریستال رسانای کامل الکتریسیته نیست بلکه نیمه رسانا است
و او آن را برای اولین بار در شناسایی امواج الکترومغناطیسی استفاده کرد
وقتی که بوز از یک کریستال مانند این
به جای براده های اهن در مدار خودش استفاده کرد
متوجه شد که کریستال خیلی کارآمدتر و موثر تر از براده های آهن برای ردیابی امواج الکترومغناطیسی بود
این یک خاصیت عجیب و غریب اتصال بین سیم بود
که به عنوان"شارب گربه"شناخته می شود و کریستال به جریان اجازه ی عبور راحت تر
از یک سو به سوی دیگر را می داد
این به آن معنی بود که کریستال می تواند برای استخراج امواج الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد.
در آن زمان هیچ کس اطلاعی در مورد علت عملکرد اینگونه کریستال نداشت
اما برای دانشمندان و مهندسان این رفتار عجیب و غریب
تاثیری عمیق و معجزه آسا داشت
با وجود کریستال به عنوان گیرنده
حالا امکان پخش و تشخیص صدای واقعی انسان یا موسیقی وجود داشت
درسخنرانی خود در آکسفورد در سال 1894
اولیور الج در یک جعبه ی پاندورا را بازکرد (جعبه پاندورا، به روایت افسانه‌های یونانی جعبه‌ای بود با محتوای تمامی بلا ها و شوربختی‌های ناشناخته بشریت از جمله کار، بیماری، مرگ و غیره.)
به عنوان یک دانشگاهی او در پیش بینی پتانسیل تجاری نوآوری های علمی
که خود او نیز نقشی در آنها داشت با شکست مواجه شد
یک اختراعی که برای ثبتش او باید از آن محافظت می کرد
ابزار بسیار مهم تبدیل یک گیرنده به سیگنال های رادیویی خاص بود
که آن را از شرکت قدرتمند مارکونی خریداری کرده بود
شاید بدترین خشم برای الج
در سال 1909 زمانی که مارکونی جایزه ی
نوبل فیزیک را برای ارتباط بی سیم دریافت کرد بود
این دشوار است که یک ناکامی بزرگتری را برای فیزیکدانی
که در کشف امواج رادیویی به هرتز باخت
و پس از آن می خواست به دنیا نشان دهد
که چگونه امواج را می توان ارسال و دریافت کرد تصور کنیم
اما با وجود این ناکامی الج به علت اختراع رادیو و تلویزیون
که از آزمایشاتش به وجود آمده بود
تا به دیگران اعتبار بخشد
بزرگ باقی ماند و همان طور که در این فیلم نادر از او هم می توانیم آن را مشاهده کنیم
هرتز یک پیشرفت بزرگ به وجود آورد
او فهمید که چگونه امواج را در فضا شناسایی کند
و نتیجه ی آن آوردن اتر برای استفاده ی علمی است
او از آن برای انتقال اطلاعات علمی استفاده کرد
و تعدادی از مردم بعد از او این واقعه را به تفصیل شرح داده اند
امروزه ما به سختی می توانیم دنیا را بدون تلویزیون و رادیو تصور کنیم
زمانی را تصور کنید که مردم حتی خواب تلویزیون و رادیو را نمی دیدند
مهندیس به تصحیح و کامل کردن توانایی
ما برای ارسال و دریافت امواج الکترومغناطیسی ادامه دادند
ولی در نهایت این کشف پیروزی بود
که به خاطر علوم دانشمندانی مانند ماکسول،هرتز و الج به وجود آمده بود
اما هنوز ماهیت اصلی برق غیر قابل توضیح باقی مانده بود
در وحله ی اول چه چیزی باعث تولید بارها و جریان الکتریکی می شود؟
با وجود اینگه دانشمندان در حال یادگیری نحوه ی بهره برداری از الکتریسیته بودند
اما هنوز ماهیت اصلی آن را نمی دانستند
اما این سوال توسط آزمایشی
که به دنبال نحوه ی عبور جریان برق از مواد مختلف بود پاسخ داده شد
به دهه ی 1850 بر می گردیم یکی از محققان بزرگ
و با استعداد آلمانی هاینریش گیسلر بود
که این نمونه های ممتاز برای نمایش را ایجاد کرد
بوززززززز های الکتریکی
گیسلر بیشتر هوای موجود در درون این لوله های شیشه ای پیچ پیچی را از داخل آنها خارج کرد
و به جای آن مقادیر کمی از گاز های دیگر را در درون آنها پمپ کرد
او سپس جریان الکتریکی را از آنها عبور داد
آنها با رنگ های خیره کننده ای درخشیدند
و جریان الکتریکی که از طریق گاز های جاری می شد به نظر ملموس می آمد
اگرچه آنها فقط برای سرگرمی طراحی شده بودند
اما 50 سال بعد دانشمندان لوله ی گیسلر را به عنوان فرصتی
برای بررسی و مطالعه ی چگونگی جاری شدن جریان الکتریکی در نظر می گیرند
تلاش هایی برای استخراج بیشتر و بیشتر هوا از لوله ها صورت گرفت
آیا جریان الکتریکی می توانست از نیستی عبور کند؟
از خلاء؟
این یک کتاب بسیار نادر تلنگری (منظور کتاب هایی است که عکس هستند و با حرکت دادن برگه ها فیلم تولید می شود)از یک دانشمند انگلیسی است
که خلاءی را به خوبی برای پاسخ دادن به این سوال تولید کرد
نام این شخص ویلیام کروکس بود
کروکس لوله ای شبیه به این را ساخت
او به هر اندازه ای که می توانست از لوله هوا را خارج کرد
به طوری که به بیشترین خلاءی که توانایی تولید آن را داشت بسیار نزدیک شد
<font color="#FFFFFF" face="Arial"سپس هنگامی که جریان الکتریکی را از لوله عبور داد
بوووووووووووووز های الکتریکی
او متوجه درخشش روشنی در آن طرف دیگر لوله شد
به نظر می رسید که پرتویی بدرخشد و از لوله عبور کند
و به انتهای دیگر شیشه برخورد کند
در نهایت به نظر می رسید که ما می توانیم الکتریسیته را ببینیم
این پرتو به عنوان اشعه ی کاتدی
و این لوله به عنوان لوله ی کاتدی شناخته شد و لامپ کاتدی
نیز برای چندین دهه در تلویزیون ها مورد استفاده قرار گرفت
فیزیکدان جی جی تامسون کشف کرد که این اشعه های کوچک
از ذرات با بار منفی تشکیل شده اند
و به خاطر اینکه این ذره ها حامل الکتریسیته بودند الکترون نامیده شدند
از آنجا که الکترون ها فقط در یک جهت
یعنی از سمت صفحه ی فلزی گرم شده به سمت بار مثبت در انتهای دیگر حرکت می کردند
آنها دقیقا به همان شیوه که کریستال های نیمه رسانای بوز رفتار می کردند رفتار می کنند
اما،این در حالی بود که کریستال های بوز به طور طبیعی حساس بودند-
و برای اینکه کار کنند باید نقطه ی صحیح آنها را پیدا می کردیم
اما برای این لوله ها اینگونه نیست.
و آنها به عنوان سوپاپ شناخته شدند
و به زودی در همه جا جایگزین کریستال های موجود در دستگاه های رادیویی می شوند
این اکتشافات منجر به انفجاری از فن آوری های جدید شد
در اوایل قرن 20 تمام الکترونیک این بود که شما می توانید با سوپاپ ها چه کارهایی انجام دهید
بنابراین صنایع رادیویی
تلویزیون های اولیه
کامپیوتر های اولیه همه و همه بر اساس سوپاپ ها ساخته شدند
این ها همان چیز هایی هستند که جهان الکترونیکی به وسیله ی آنها ساخته شد
پس از کشف چگونگی عبور الکترون ها از خلاء
،دانشمندان مشتاق به درک چگونگی
عبور الکتریسیته از سایر مواد بودند
اما این به معنای درک چیزهایی است که مواد از آنها ساخته شده اند -
یعنی اتم ها
اوایل سال 20 میلادی بود که در نهایت ما
سرنخی را به منظور اینکه اتم چیست و از چه چیزی تشکیل شده است
بنابراین این که الکتریسیته از دیدگاه اتمی چه بود
در دانشگاه منچستر تیم ارنست رادرفورد
در حال بررسی ساختار داخلی اتم و تولید
و تولید یک تصویر برای توصیف اینکه یک اتم چگونه بود بودند.
این وحی در نهایت کمک به توضیح برخی از ویژگی های گیج کننده ی الکتریسیته می کند
در سال 1913 تصویری از اتم منتشر شد که در آن
یک هسته ی با بار مثبت در مرکز قرار داشت
و توسط بار های منفی که به دور آن در حال گردش بودند احاطه شده بود
که این الگو لایه ای نام داشت
هر کدام از این لایه ها با یک الکترون دارای انرژی حاصی مطابقت دارد
حالا دادن مقداری انرژی به یک الکترون باعث می شود که
بتواند از یک لایه ی داخلی یه یک لایه ی خارجی تر بپرد.
و انرژی باید دقیقا درست باشد
اگر انرژی به اندازه یکافی نباشد الکترون منتقل نخواهد شد
و این بالا رفتن اغلب موقتی است زیرا الکترون
بعد از مدتی دوباره به لایه ی اصلی خودش باز می گردد
و همین که به لایه ی اصلیش بازگشت،الکترون باید
انرژی اضافی خود را با آزاد کردن یک فوتون از دست بدهد
و انرژی هر فوتون بستگی به طول موج آن و
،یا آن طوری که ما قادر به درک آن هستیم، رنگ آن است
درک ساختار اتم اکنون می تواند نمایش بزرگ الکتریکی
طبیعت (رعد و برق) را توضیح دهد
رعد و برق
درست مانند لوله ه ی گلیسر
نوع گازی که الکتریسیته از آن عبور می کند ایجاد کننده ی آن رنگ است
رعد و برق رنگ آبی کمرنگی دارد که به علت وجود نیتروژن در اتمسفر ماست
بالاتر از سطح زمین یعنی در اتمسفر گاز های موجود متفاوت هستند
و به همین علت رنگ های فوتون های تولید شده نیز متفاوت هستند
که باعث به وجود آمدن شفق های حیرت انگیزی می شوند
درک اینکه اتم ها چگونه در مواد کنار هم قرار گرفته اند
و چگونگه الکترون ها رفتار می کنند آخرین کلید برای فهم
ماهیت اساسی و اصلی الکتریسیته بود
این ماشین ویمز هرتس است
و از آن برای تولید بارهای الکتریکی استفاده می شود
الکترون ها به این دیسک های می مالند و یک جریان الکتریکی را
از طریق بازوهای فلزی این ماشین شروع می کنند
حالا،آهن رسانای الکتریسیته است
زیرا میزان محدود بودن الکترون ها در داخل اتم ضعیف است
و بنابراین آنها می توانند ول بچرخند و برای شارش جریان الکتریکی از آنها استفاده شود
از سوی دیگر عایق ها الکتریسیته را از خودشان عبور نمی دهند
چرا که الکترون ها محکم در داخل اتم محدود شده اند
و آزاد نیستند که بتوانند حرکت کنند
در حال حاضر جریان الکترون ها
و از این رو الکتریسیته از طریق مواد درک شده بود
رساناها و عایق ها می توانند توضیح داده شوند
آنچه که سخت تر بود،درک
خواص عجیب و غریب نیمه رساناها بود
پایه های جهان مدرن ما بر روی نیمه هادی ها استوار است
و بودن آنها ساخته شدن جهان مدرن متوقف می شد
جگیدیش چاندارا بوز ممکن است که در سال 1890 تصادفا به خواص آنها اشاره کرده باشد
اما هیچ کس نمی توانست پیش بینی کند که آنها چه قدر به مواد مهمی تبدیل خواهند شد
اما با شیوع بیماری در جنگ جهانی دوم
همه چیز در حال تغییر کردن بودند
اینجا،در آکسفورد در این آزمایشگاه فیزیک تازه ساخته شده
فورا به آنها تحقیقات جنگی ارائه داده شد
تحقیقات اینجا باعث بهبود سیستم رادار بریتانیا شده بود
رادار تکنولوژی بود که در آن از امواج الکترومغناطیسی
برای شناسایی بمب افکن های دشمن استفاده می شد و همین که این تکنولوژی به دقت پیشرفته شد
مشخص شد که سوپاپ ها برای این کار مناسب نیستند
بنابراین این تیم مجبور به استفاده از تکنولوژی های قدیمی
یعنی استفاده از کریستال های نیمه هادی به جای سوپاپ ها بود
حالا،آنها از همان کریستال هایی که
بوز تولید کرده بود استفاده نمی کردند و به جای آن آنها از سیلیکون استفاده می کردند
این دستگاه یک گیرنده ی کریستال سیلیکونی است
یک تنگشتن کوچک وجود دارد که به شکل حلقه ای پایین آمده
و سطح یک کریستال کوچک را لمس می کند
اینکه این دستگاه چقدر مهم بود باورنکردنی است
این اولین باری بود که واقعا از سیلیکون به جای کریستال های نیمه هادی استفاده کردند
اما برای اینکه این قطعه های سیلیکونی کار کنند باید بسیار خالص بودند
و بنابراین هر دو طرف جنگ تعداد زیادی از منابع تصفیه کننده را به این کار اختصاص دادند
<font color="#FFFFFF" face="Arial"در واقع بریتانیا ابزار های سیلیکونی بهتری در اختیار داشت
بنابراین بریتانیا باید زمانی که تازه ما در برلین شروع به استفاده
از سیلیکون کرده بودیم تعدادی سیم پیچی سیلیکونی در اختیار داشته بوده باشد
بریتانیا سیلیکون های نیمه رسانای بهتری داشتند
زیرا آنها از آزمایشگاه در ایالات متحده
به ویژه آزمایشگاه معروف بل کمک گرفتند
و طولی نکشید که فیزیکدانان متوجه شدند
اگر نیمه رساناها می توانند جایگزین سوپاپ ها در رادار شوند
شاید آنها می توانند جایگزین سوپاپ ها در سایر وسایل مانند تقویت کننده ها شوند
لامپ های خلاءساده،که دارای جریان یک طرفه ای از الکترون ها بودند
برای تولید یک دستگاه جدید اصلاح شدند
با قرار دادن یک کوره ی فلزی در مسیر الکترون ها
ا و اعمال یک ولتاژ کوچک به آن
تغییر قابل توجهی در قدرت پرتو تولید می شود
این دریچه ها به عنوان تقویت کننده عمل می کنند که
یک ولتاژ بسیار ضعیف را به یک ولتاژ قوی تر تبدیل می کنند
تقویت کننده چیزی است که از یک طرف بسیار ساده است
شما یک جریان ضعیف به آن می دهید و او آن را به یک جریان قوی تر تبدیل می کند
اما از طرفی،باعث تغییر دنیا شد
زیرا وقتی که شما یک سگنال را تقویت می کنید می توانید آن را به هر کجای دنیا که تمایل دارید ارسال کنید
اما به محض اینکه جنگ تمام شد کارشناس آلمانی میتر هربت
و همکارش هاینریش ویلکر شروع به ساختن
یک دستگاه نیمه هادی کردند که می توانست به عنوان تقویت کننده استفاده شود
و این اولین مدلی کارآمدی است که والکر و هریت ساختند
اگه شما به داخلش نگاه کنید می توانید یک کریستال کوچک را
و سیم هایی را که به وسیله ی آن ها ارتباط برقرار می شد را ببینید
اگر شما از یک سیم جریان کوچکی از الکتریسیته را عبور دهید
این باعث به وجود آمدن جریان بزرگتری می شود که از سیم دیگر عبور می کند
بنابراین این مانند یک تقویت کننده عمل می کرد
این دستگاه های کوچک می توانستند جایگزین سوپاپ های بزرگ و گران
برای استفاده در وسایل ارتباطی راه دور،رادیو و سایر وسایل شوند
که در آن سیگنال ضعیف باید قوی شوند
میتر فورا فهمید که چه چیزی را اختراع کرده
اما در ابتدا رئیسش به آن علاقه ای نشان نداد
این علاقه نداشتن تا زمانی است که مقاله ای در یک مجله مبنی
بر کشف آزمایشگاه های بل ظاهر شد
تیم تحقیقاتی که به همان اثر بر خورد کرده بود
شروع به اعلام اختراع خود به جهان کردند
آنها اسمش را تبدیل کننده گزاشتند
آنها آن را در دسامبر 1947 داشتند و ما آن را در اغاز سال 1948 داشتیم
فقط فقط این زندگیه دیگه می دونید که
اونها یک کم از ما زودتر آن را اختراع کردند
اما به زودی دیگه تبدیل کننده ی آنها خوب نبود
اگر چه دستگاه های اروپاییان
از دستگاه تجربی آزمایشگاه بل قابل اعتماد تر بودند
نه کاملا تحقق وعده
خود آنها کار می کرد، اما خیلی ظریف
بنابراین جست و جو برای پیدا کردن یک راه بهتر جهت تقویت جریان الکتریکی ادامه داشت
و این موفقیت بر حسب اتفاق به دست آمد
در آزمایشگاه های بل،متخصص کریستال های سیلوکونی به نام راسل هول
متوجه شده بود که یکی از شمش های سیلیکونی او خاصیت واقعا عجیب و غریبی دارند
به نظر می رسید که قادر باشد تا ولتاژ خودش را تولید کند
و هنگامی که او سعی کرد با وصل کردن شمش به یک اسیلوسکوپ ولتاژ آن را اندازه گیری کند
متوجه شد که ولتاژ در طول زمان تغییر می کند
مقدار ولتاژی که تولید می کرد به مقدار نوری
که در درون اتاق موجود بود بستگی داشت
بنابراین با انداختن سایه بر روی شمش
دید که مقدار ولتاژ افت کرد
نور بیشتر یعنی ولتاژ بیشتر
چیز دیگر اینکه وقتی او یک فن را بین لامپ و کریستال روشن می کرد
ولتاژ شروع به نوسان کردن با همان فرکانس می کرد
که تیغه های فن در اصل نقش سایه های لحظه ای را بازی مکردند
یکی از همکاران هول فورا متوجه شد
ه شمش یک ترک دارد که با آن محل اتصال طبیعی را تشکیل میدهد
و این محل اتصال طبیعی در بلوک درست مانند
محل اتصال بسیار ظریف
بین پایان یک سیم و کریستالی که بوز کشف کرده بود،بود
به جر اینجا بقیه ی قسمت هایش به نور حساس بود
شمش ترک خورده بود چرا که هر دو طرف
دارای مقادیر متفاوتی از ناخالصی بودند
یک طرف مقداری عنصر فسفر بیشتر
و طرف دیگر مقداری ناخالصی بور بیشتر داشت
و به نظر می رسید که الکترون ها قادر به حرکت .
از سمت فسفر به سمت بور هستند اما نه بالعکس
فوتون های نور درخشان بر روی
الکترون های اتم کریستال ضربه می زدند
اما در اصل این اتم های ناخالصی ها بودند که هدایت این جریان را بر عهده داشتند
فسفر یک الکترون زیادی دارد
و بور تمایل دارد که آن یک الکترون زیادی فسفر را جذب کند
و همین باعث به وجدو آمدن جریانی از فسفر
به بور می شود و مهمتر اینکه این جریان فقط یک طرفه است
رئیس تیم نیمه رسانا ها،ویلیام شاکلی
پتانسیلی را در این جریان یک طرفه ی کریستالی دید
اما چگونه امکان پذیر بود که یک کریستال
با دو جریان به وجود آورد که آن به عنوان تقویت کننده استفاده شود؟
تحقیق دیگری در آزمایشگاه های بل به نام گوردون تیل صورت گرفت
که هدف اون ساختن وسیله ای بود که دقیقا بتواند آن کار را(رجوع شود به 3 خط قبل)انجام بدهد
او یک حالت خاص را برای رشد تک بلور های
نیمه هادی ژرمانیم کشف کرد
در این موسسه ی تحقیقاتی آنها کریستال های نیمه هادی را
همان طوری که تیل در آزمایشگاه های بل انجام داده بود
فقط در این قسمت کوچک،آنها آن را بزرگ و بزرگتر می کردند
در پایین این خمره یک ظرف پر از ژرمانیم درخشان،داغ
و مذاب وجود دارد که شما می توانید آن را خالص دریافت کنید
در داخل آن چند اتم از هر ناخالصی مورد نیاز
برای تغییر خواص آن وجود دارد.
حالا،بازوی چرخان در پایین خودش یک دانه ی کریستالی دارد
که وارد مایع می شود و دوباره به آرامی بالا می آید
همین که ژرمانیم سرد و سخت شد شکل یک کریستال طولانی
مثل یک قطعه ی یخ را به خودش می گیرد
تمام طول آن یک پارچه و یک کریستال ژرمانیمی زیبایی می سازد
تیل در هنگامی که کریستال ها در حال رشد کردن و شکل گرفتن بودند
ناخالصی ها ی دیگری را به خمره اضافه و با آن مخلوط کرد
این به ما یک کریستال واحد شامل لایه های نازکی از ناخالصی ها گوناگون می دهد
که با کریستال اتصال برقرار کرده اند
این کریستال با قابلیت برقراری دو اتصال رویای شاکلی بود
دادن یک جریان کوچک به بخش میانی نازک اجازه ی
عبور جریان بیشتری از تمام دستگاه را می دهد
از یک تک کریستال مانند این
صدها کریستال کوچکتر می توانند به وجود آیند
که هر کدام آنها شامل دو اتصال است که به دقت به جریان الکترون ها
اجازه ی عبور از خودش را می دهد
این دستگاه های کوچک و قابل اعتماد می توانند
در انواع تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار گیرند
شما نمی توانید وسایل الکتریکی را که الان در اختیار دارید بدون این قطعات کوچک داشته باشید
و هر چه که شما می توانید این وسایل را کوچک و کوچک تر کنید آنها قابل اطمینان تر می شوند
این یک موقعیت برنده است
تشویق و تمجید
تیم آزمایشگاه بل جایزه ی نوبل را به علت اختراع دگرگون کننده شان از آن خودشان کردند
این درحالی بود که تیم اروپایی به فراموشی سپرده شد
ویلیام شاکلی آزمایشگاه بل را ترک کرد
و آزمایشگاه نیمه رسانا ی خودش را در سال 1955 در روستایی در کالیفرنیا تاسیس کرد
و به استخدادم کشور فارغ التحصلان فیزیک در آمد
اما خلق و خوی شادی خیلی طول نکشید
زیرا تقریبا برای شاکلی کار کردن غیر ممکن بود
مردم شرکتش را ترک کردند زیرا آنها رفتارش را با خودشان را دوست نداشتند
So, the fact that Shockley was actually such a git
is why you have Silicon Valley.
کل فرآیند از اسپین آف گرفته تا رشد وشرکت های جدید همه و همه با شکالی شروع می شود
با شکالی شروع می شود که این نشان دهنده ی این است که شاکلی چه مرد موثر و تکان دهنده ای است
شرکت های جدید با هم رقابت داشتند
تا آخرین و جدیدترین وسایل نیمه رسانا را تولید کنند
آنها آنقدر ترانزیستور ها را کوچک کردند
که تعداد زیادی از آنها می توانست داخل یک فضای کوچک بر روی یک مدار الکتریکی
از جنس تکه ی کوچکی از کریستال جا بشوند
این قطعات کوچک و قابل اعتماد می توانستند در تمامی انواع وسایل الکتریکی مورد استفاده قرار گیرند
خصوصا در رایانه ها
عصر جدیدی شروع شده بود
امروزه میکروچیپ ها همه جا هستند
آنها تقریبا هر جنبه ای از زندگی مدرن را تحت تاثیر قرار دادند
از ارتباطات گرفته تا حمل و نقل و سرگرمی
اما شاید به همان اندازه مهم
کامپیوتر های ما باشند که آنقدر قدرتمند شده اند
که به ما در درک تمامی پیچیدگی های جهان کمک می کند
امروزه یک ریز تراشه مانند این می تواند
شامل تقریبا چهار میلیارد ترانزیستور در درون خود باشد
این باورد نکردنی است که تکنولوژی در طی 60 سال چه قدر پیشرفت کرده است
این آسان است که ما فکر کنیم به علت پیشرفت های بزرگ و عظیمی
که در بهره برداری و درک ماهیت اصلی الکتریسیته داشته ایم
چیز کمی برای درک باقی مانده است
اما آن زمان ما کاملا در اشتباه هستیم
برای مثال تولید مدار های کوچک و کوچکتر بدان معنی است
که یکی از ویژگی های خاص برق که 100 ها سال پیش شناخته شده است
اکنون مشکل و مشکل تر می شود
مقاومت
یک چیپ کامپیوتر باید مرتبا خنک شود
اکر شما فن کامپیوتر را از روی آن بردارید این اتفاق می افتد
واو!این داره منفجر میشه
100،120،130 درجه
200 درجه و در نهایت خراب شد
این فقط چند ثانیه طول کشید و چیپ واقعا داغ شد و پخت!
همانطوری که می بینید همین که الکترون ها در تراشه ها جریان پیدا می کنند
آنها آزادانه به دور آن سفر نمی کنند
آنها به اتم های سیلیکون ضربه وارد می کنند
و انرژی که از این ضربه آزاد می شود علت تولید گرماست
یک زمانی این انرژی مورد استفاده بود
مخترعان بخاری ها و اجاق گاز های الکتریکی می ساختند
و هر زمان که آنها چیز سفید درخشانی داشتند
خوب اون یک لامپ رشته ای بود
اما مقاومت موجود در درون دستگاه های الکتریکی
و در خطوط انرژی
علت اصلی تلف شدن انرژی است
و البته یک مشکل بزرگ
مقاومت 20 درصد کل انرژی را که ما تولید می کنیم هدر می دهد
این یکی از بزرگترین مشکلات زمان مدرن است
و تحقیقات برای پیدا کردن راهی که منجر به حل این مشکل شود هنوز ادامه دارد
آنچه که ما در مورد درجه ی دما فکر می کنیم
در حقیقت میزان جنب و جوش اتم ها در مواد گوناگون است
و اگر اتم ها در حال جنب و جوش هستند
بنابراین جریان الکترون ها
بیشتر مانند این است که به آنها برخورد کند
بنابراین هر چه قدر که ماده داغ تر باشد
مقاومت بیشتر
و هر چه سردتر باشد
مقاومت کم تر است
اما چه اتفاقی می افتد اگر شما ماده ای را انقدر سرعت کنیم
تا به صفر مطلق برسد؟
-273درجه ی سیلسیوس؟
خوب داخل صفر مطلق
به هیچ وجه گرما وجود ندارد
بنابراین اتم ها اصلا جنب و جوش نمی کنند
آن موقع چه بلایی سر جریان الکتریسیته می آید؟
چه بلایی بر سر شارش الکترون ها می آید؟
با استفاده از یک دستگاه خاص که سرماسنج نام دارد
ما می توانیم اجسام را به صفر مطلق نزدیک کنیم
در درون سرماسنج
در درون این سیم پیچ فلز معروف مایع یعنی
جیوه وجود دارد
و این باعث تشکیل قسمتی از یک مدار الکتریکی می شود
حالا این وسیله ی موجود در اینجا مقاومت جیوه را اندازه گیری میکند
اما نگاه کنید که چه اتفاقی می افتد وقتی که من جیوه را
به سمت پایین یعنی سمت سرد سرماسنج ببرم
ایناهاش
مقاومت به صفر کاهش پیدا کرد
جیوه مانند بسیاری از موادی که ما می شناسیم
دارای این خاصیت است
این به "فوق انجام شدن(ابر رسانا شدن)شهرت دارد
به این معنی که اصلا مقاومتی در برابر جریان الکتریکی ندارد
اما این مواد زمانی کار می کنند که
خیلی خیلی خیلی سرد باشند
اگر ما بتوانیم از یک ماده ی ابر رسانا در کابل هایمان
و در دستگاه های الکتریکی مان استفاده کنیم
ما می توانیم از به هدر رفتن مقدار زیادی از انرژی با ارزش الکتریکی مان به خاطر مقاومت جلوگیری کنیم
البته مشکل اساسی این است که مواد ابر رسانا باید
در دمای بسیار سرد باقی بمانند
سپس در سال 1986
پیشرفتی حاصل شد
در آزمایشگاه کوچکی در زوریخ سوئیس
فیزیکدانان IBM به تازگی امده ی ابر رسانای را در رده ی مواد کشف کرده اند
این تبدیل به یکی از مهمترین پیشرفت ها و اختراعات در بسیاری از دهه ها شد
این یک بلوکی از همان ماده ای است که با تحقیق و پژوهش در سوئس ساخته شد
این قابل توجه به نظر نمی آید
اما اگر شما آن را در داخل نیتروژن مایع فرو ببرید
چیز خاصی اتفاق می افتد
این به یک ابر رسانا تبدیل می شود
و به علت اینکه الکتریسیته و مغناطیس به هم متصل هستند
به آن خاصیت مغناطیسی فوق العاده ای می دهد
این آهن ربا معلق
در بالاتر از یک ابر رسانا است
نکته ی جالب اینجاست که گرچه این ماده سرد است
اما دمایش به صفر مطلق نمی رسد و بالاتر از صفر مطلق است
این میدان های مغناطیسی بسیار قوی هستند
که نه تنها قادر به تحمل وزن ماده ی مغناطیسی هستند
بلکه آنها قادر به تحمل وزن من نیز هستند
من می خواهم که معلق شوم
اوه این حس خیلی خیلی قوی است
وقتی که این ماده برای اولین بار در سال 1986 کشف شد
انقلابی را به وجود آورد
نه تنها هیچ کس این را در نظر نگرفت که ممکن است ابر رسانا باشد
اما این وسیله همین کار را در دما بسیار بیشتر از حالتی که ممکن است انجام می داد
دمای محفظه می شود به وسیله ی ابر رسانا ها کنترل شود
ما هنوز آنجا نیستیم
اما یه روزی ماده ی جدیدی کشف می شود
و وقتی که ما آن را در وسایل الکتریکی مان قرار دهیم
می توانیم جهانی ارزان تر،بهتر و پایدار تر بسازیم
امروزه موادی تولید شده اند که این پدیده را به نمایش می گذارند
و یه جورایی مانند دمایی که شما در یخچال می گیرید است
اما این ابر رسانا های تازه نمی توانند به طور کلی توسط نظریه پردازان توضیح داده شوند
بنابراین بدون درک کامل
آزمایشگران بیشتر توسط شانس هدایت می شوند
تا به وسیله ی یک درک درست علمی
اخیرا یک آزمایشگاه در ژاپن جشنی را/font>
به مناسب به تمام شدن کار ابررساناها
به همراه طیف وسیعی از نوشیدنی ها الکلی برگزار کرند
بطور غیر منتظره آنها متوجه شدند که شراب قرمز
عملکرد ابررساناها را اقزایش می دهد
تحقیقات الکتریکی
یکبار دیگر پتاسیل
منقلب کردن جهان ما را داراست
اگر ابررساناهایی یافت شوند که با دمای اتاق نیز کار کنند
اعتیاد ما به برق فقط در حال افزایش است (منظور این است که به برق نیازمندیم)
و وقتی که ما به درک کامل از شیوه ی بهره برداری ابر رسانا ها برسیم
جهان الکتریکی جدیدی در پیش رو داریم
این خبر منجر به یکی از دوره های هیجان انگیز اگتشافات و اختراعات انسانی خواهد بود
مجموعه ی جدیدی از ابزار ها به وجود خواهد آمد و بار دیگر
که باری دیگر جهان ما را تغییر خواهد داد
الکتریسیته جهان ما را تغییر داد
فقط چند صد سال پیش بود که الکتریسیته به چشم رمز و راز و پدیده های جادویی دیده می شد
سپس از آزمایشگاه ها به وسیله ی یک سری از آزمایشات خیره کننده و عجیب و غریب بیرون آورده شد
در نهایت تحت نظر قرار گرفته و استفاده شد
آن باعث بروز انقلابی در ارتباطات شد
اول از طریق کابل ها
و بعد به عنوان امواج الکتریکی از راه دور
آن جهان مدرن را روشن کرد و به آن قدرت بخشید
امروزه ما به سختی می توانیم جهان را بدون الکتریسیته تصور کنیم
این عصر ما را تعریف کرد
و ما بدون آن واقعا گم می شویم
و با این حال هنوز هم به ما چیز های بیشتری ارائه می دهد
ما یک بار دیگر در ابتدای عصر اختراعات قرار داردیم.
انقلابی جدید
اما بالاتر از هر چیز دیگر
یک چیزی وجود دارد که هر کسی که دانشی در مورد الکتریسیته دارد می داند
و آن این است:داستان هنوز تمام نشده است
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد داستان الکتریسیته
و برای اینکه دانش خودتان را امتحان کنید
بازی انرژی تعاملی دانشگاه را انجام دهید
به:
و لینک را برای رسیدن به سایت دانشگاه دنبال کنید
ترجمه و زیرنویس فارسی از گروه ترجمه ی پارس مووی Translation and subtitles Persian By Moh@mm@d
filmebaran@chmail.ir