الفيزياء

مكتشفات “براغ” في تطوير أنظمة الغواصات وتحديد بنية الجزيئات العضوية

2013 الرمل والسيليكون

دنيس ماكوان

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

لسوء الحظ، أوقف اندلاع الحرب العالمية الأولى عام 1914 مؤقتاً تطور انعراج الأشعة السينية وساهم الثنائي براغ في مجهود الحرب باستعمال معارفهما في الفيزياء لتطوير أنظمة الكشف عن الغواصات ومرابض المدفعية.

عمل وليام براغ لصالح مجلس الاختراع والبحث البريطاني وطور سماعة مائية موجهة للتنصت على الغواصات، لكن نظام الصدى الصوتي (السونار) الذي طوره بول لانغفان أصبح، كما تم مناقشته في الفصل 1، الطريقة المفضلة للكشف عن الغواصات.

كان لورنس براغ في سلاح المدفعية حيث طور نظام قياس مسافة صوتي لتحديد مواقع مرابض المدفعية المعادية.

 أقام مجموعة من الميكروفونات المتباعدة على طول الخنادق لتسجيل فوارق زمن وصول أصوات إطلاق المدفعية المعادية، وبالاعتماد على هذه الفوارق، كان يحسب موقع المدافع الألمانية.

وكان أيضاً يتنصت على أصوات تفجير القذائف الإنجليزية قرب البطاريات الألمانية ويوجه المدفعية الإنجليزية لضبط نيرانها لتدميرها.

 

وعندما كان عام 1915 على الجبهة الفرنسية، تلقى لورنس رسالة تُعلِمُه أنه منح مع أبيه حائزة نوبل في الفيزياء عام 1915 من أجل أعمالهما حول مطيافية وانعراج الأشعة السينية. وبهذا أصبح لورنس براغ وما يزال، أصغر عالم منح جائزة نوبل. وبسبب الحرب، لم تُسلَّم الجائزة حتى عام 1920.

انتقل وليام براغ عام 1915 إلى كلية لندن الجامعية وبدأ بعد الحرب الجهود الأولى لتحديد بنية الجزيئات العضوية مثل الأنتراسين والنفتالين.

وقد حددت واحدة من تلاميذه، كاتلين لونسدال (Kathleen Lonsdale)، بنية البنزين، وأصبحت المرأة الأولى المنتخبة زميلة في الجمعية الملكية والأنثى الأولى التي تولت منصب الأستاذية في كلية لندن الجامعية.

انتقل لورنس براغ بعد الحرب إلى جامعة مانشستر وتابع البحث باستعمال انعراج الأشعة السينية لتحديد بنى بلورية أكثر تعقيداً (صندوق 2.1). واستعمل أيضاً الأشعة السينية لتحديد حجم الذرة في البلورة ولدراسة التغيرات الجسيمة في بنية المواد بدلالة درجة الحرارة. وقد سمي النموذج المعروف جيداً لنوع خاص من الانتقال (نظام- لانظام) بنموذج براغ- وليام (Bragg- Williams).

 

في عام 1938، أصبح مديراً لمختبر كافنديش في جامعة كامبريدج وكان إرنست رذرفورد يشغل هذا المنصب حتى وفاته فكانت هذه التسمية شرفاً للورنس براغ الذي سمّي في أكثر وظائف الفيزياء احتراماً في بريطانيا.

وخلال ولايته، شجع تطوير حيزات بحوث جديدة مثل البيولوجيا، ودعم طالب دراسات عليا شاباً، اسمه ماكس بيروتس (Max Perutz)، كان يرغب في متابعة حل بنية بلورة الهيموغلوبين، الأمر الذي بدا هدفاً مستحيلاً في ذلك الوقت.

وإذ سبق ذلك بكثير الحواسيب، وإذ يتضمن مخطط انعراج الجزيئات الكبيرة مثل الهيموغلوبين آلاف انعكاسات براغ، كان على بيروتس قياس شدة جزء كبير منها.

 ومن أجل تحديد مواقع الذرات في الخلية البلورية، كان عليه القيام بآلاف وآلاف العمليات الحسابية بواسطة الحاسوبات الميكانيكية. لقد شكل ذلك اختبار قوة، ومن خلال مثابرته العظيمة، تمكّن بيروتس من التوصل إلى تحديد البنية.

 

عندما كان لورنس براغ مديراً لمختبر كافندش، انضم جون كندرو (John Kendrew) وفرانسيس كريك (Francis Crick) وجيمس واتسون (James Watson) إلى المختبر.

وقد تشارك كريك وواتسون مع موريس ويلكينز (Maurice Wilkins) في جائزة نوبل في الطب عام 1962 من أجل اكتشاف بنية الحمض الريبي النووي DNA، كما تشارك بيروتس وكندرو في جائزة نوبل في الكيمياء في نفس العام من أجل تحديد بنية البروتينات الكروية.

لقد حدد السيد لورنس براغ أول بنية بلورية، كبريت التوتياء- البلند، مما وضع أساس حيز علم بلورات الأشعة السينية، ومع اقتراب نهاية حياته المهنية الطويلة المتميزة، أدار المختبر الذي حدد بنية الحياة نفسها.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق
إغلاق