جيمس رينووتر

كان ليو جيمس رينووتر (9 ديسمبر 1917 - 31 مايو 1986) فيزيائيًا أمريكيًا شارك في جائزة نوبل في الفيزياء عام 1975 لدوره في تحديد الأشكال غير المتماثلة لبعض النوى الذرية .

خلال الحرب العالمية الثانية ، عمل في مشروع مانهاتن الذي طوّر أولى القنابل الذرية . في عام ١٩٤٩، بدأ بتطوير نظريته التي تنص على أنه، خلافًا للاعتقاد السائد آنذاك، ليست جميع نوى الذرات كروية الشكل. وقد تم اختبار أفكاره لاحقًا وتأكيدها من خلال تجارب آجي بور وبن موتلسون . كما ساهم في الفهم العلمي للأشعة السينية ، وشارك في لجنة الطاقة الذرية الأمريكية ومشاريع الأبحاث البحرية.

انضم رين ووتر إلى هيئة التدريس في قسم الفيزياء بجامعة كولومبيا عام 1946، حيث وصل إلى رتبة أستاذ كامل عام 1952، وحصل على لقب أستاذ بوبين للفيزياء عام 1982. ونال جائزة إرنست أورلاندو لورانس للفيزياء عام 1963، وفي عام 1975 مُنح جائزة نوبل في الفيزياء ، "لاكتشافه العلاقة بين الحركة الجماعية وحركة الجسيمات في نوى الذرات، وتطويره لنظرية بنية نواة الذرة بناءً على هذه العلاقة". ^{[ 1 ]}

وُلد ليو جيمس رينووتر في 9 ديسمبر 1917 في مدينة كاونسل بولاية أيداهو ، وهو ابن المهندس المدني السابق ليو جاسبر رينووتر، الذي كان يدير متجرًا عامًا محليًا، ^وزوجته إدنا إليزا (ني تيغ). ^{[2 ] لم يستخدم} اسمه الأول قط، وكان يُشار إليه دائمًا باسم جيمس أو جيم. توفي والده في وباء الإنفلونزا الكبير عام 1918 ^، فانتقل رينووتر مع والدته إلى هانفورد بولاية كاليفورنيا ، حيث تزوجت من جورج فاولر، وهو أرمل لديه ابنان، فريمان وجون. ومع مرور الوقت، أصبح لديه أخ غير شقيق، جورج فاولر الابن، الذي أصبح ضابطًا في البحرية. في المدرسة الثانوية، برع في الرياضيات والكيمياء والفيزياء، وقُبل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بفضل فوزه في مسابقة في الكيمياء. ^{[ 3 ] [ 4 ]} حصل على درجة البكالوريوس في العلوم تخصص فيزياء عام 1939. ^{[ 5 ]}

ثم اختار رين ووتر الالتحاق بدراسات عليا في جامعة كولومبيا . في ذلك الوقت، كانت هذه خطوة غير مألوفة لباحث من كاليفورنيا، إذ لم تكن كولومبيا مشهورة آنذاك بعلم الفيزياء؛ لكن هذا الوضع تغير مؤخرًا. فقد أسس جورج ب. بيغرام قسم الفيزياء حديثًا، وعيّن علماء مثل إنريكو فيرمي . ^{[ 4 ]} في كولومبيا، درس رين ووتر على يد إيزيدور إسحاق رابي ، وإنريكو فيرمي، وإدوارد تيلر، وجون ر. دانينغ . ^{[ 2 ]} انخرط فيرمي في دراسات حول مُعدِّلات النيوترونات التي أدت إلى بناء أول مفاعل نووي، بينما بنى دانينغ ويوجين ت. بوث أول سيكلوترون في كولومبيا ، في قبو مختبرات بوبين للفيزياء . ^{[ 6 ]} حصل رينووتر على درجة الماجستير في الآداب عام 1941. ^{[ 5 ]} وفي أطروحته لنيل درجة الدكتوراه بعنوان "دراسات مطياف حزمة النيوترونات للبورون والكادميوم وتوزيع الطاقة من البارافين"، ^{[ 7 ]} والتي كتبها تحت إشراف دانينغ، قام ببناء مطياف نيوتروني وتطوير تقنيات لاستخدامه. ^{[ 6 ]} تزوج رينووتر من إيما لويز سميث في مارس 1942. ^{[ 2 ]} أنجبا ثلاثة أبناء، جيمس وروبرت وويليام، وابنة، إليزابيث آن، التي توفيت بمرض اللوكيميا وهي في التاسعة من عمرها. ^{[ 8 ]}

انتقل فريق مفاعل فيرمي إلى مختبر المعادن بجامعة شيكاغو عام ١٩٤٢. وبقي رين ووتر في جامعة كولومبيا، حيث انضم إلى مختبرات مواد السبائك البديلة (SAM) التابعة لمشروع مانهاتن . كان مشروع مانهاتن جهدًا بذله الحلفاء خلال الحرب العالمية الثانية لتطوير القنابل الذرية . تمثلت المهمة الرئيسية لمختبرات SAM في تطوير تقنية الانتشار الغازي لتخصيب اليورانيوم ، لإنتاج اليورانيوم-٢٣٥ القابل للانشطار لاستخدامه في القنابل الذرية. عمل رين ووتر مع ويليام دبليو هافنز الابن وشين شيونغ وو ، في الغالب على دراسات المقاطع العرضية للنيوترونات ، باستخدام مطياف النيوترونات. ^{[ ٢ ]} بعد الحرب، رُفعت السرية عن اثنتي عشرة ورقة بحثية من تأليف دانينغ وهافنز ورين ووتر وو ونُشرت. ^{[ 9 ]} وكذلك كانت أطروحته، التي نُشرت في مجلة Physical Review على جزأين مع أطروحة هافنز، ^{[ 10 ] [ 11 ]} وحصل على درجة الدكتوراه عام 1946. ^{[ 2 ]} وفي عام 1963، مُنح جائزة إرنست أورلاندو لورانس من لجنة الطاقة الذرية الأمريكية ، لعمله في مشروع مانهاتن. ^{[ 12 ]}

بقي رين ووتر في جامعة كولومبيا كمحاضر. في عام ١٩٤٨، بدأ بتدريس مقررات حول بنية النواة. كان نيلز بور وجون ويلر قد طورا معالجة نظرية للانشطار النووي في عام ١٩٣٩، استنادًا إلى نموذج القطرة السائلة للنواة. ^{[ ١٣ ]} وقد حلّت محل هذا النموذج في عام ١٩٤٩ ماريا غوبرت ماير بنموذج القشرة النووية ، الذي استطاع تفسير بنية العناصر الثقيلة بشكل أفضل من النظرية القديمة، ولكنه ظلّ محدودًا. في ندوة عُقدت في جامعة كولومبيا عام ١٩٤٩، عرض تشارلز إتش تاونز نتائج تجريبية أشارت إلى عزم رباعي الأقطاب أكبر من تلك التي أشار إليها نموذج القشرة. خطر لرين ووتر أن هذا يمكن تفسيره، وأن الاختلافات بين نموذج القطرة السائلة ونموذج القشرة النووية يمكن التوفيق بينها، إذا لم تكن نواة الذرة كروية الشكل كما كان يُفترض، بل يمكن أن تتخذ أشكالًا أخرى. ^{[ 12 ]} نشر رين ووتر بحثه النظري عام 1950. ^{[ 14 ]} ومن المصادفة أنه كان في ذلك العام يشارك المكتب مع آجي بور ، ^{[ 2 ]} الذي توصل بشكل مستقل إلى فكرة مماثلة. نشر بور وبن موتلسون نتائج أبحاثهما في ثلاث أوراق بحثية عامي 1952 و1953، والتي أظهرت توافقًا مقنعًا مع البيانات المتاحة. ^{[ 15 ]} شعر رين ووتر أن نموذجه قد تم تجاهله. وقد تذكر لاحقًا ما يلي:

عندما طرحتُ اقتراحي باستخدام نموذج نووي كروي، بدا لي أنه حلٌّ بديهي سيُقترح فورًا من قِبل جميع المنظرين في هذا المجال. لا أفهم لماذا لم يحدث ذلك. كما فوجئتُ وانزعجتُ لسماع واحد أو أكثر من المنظرين المرموقين يُعلنون في كل مؤتمر من مؤتمرات الفيزياء النووية التي حضرتها حتى عام ١٩٥٥ تعليقًا من هذا القبيل: "على الرغم من أن نموذج الغلاف النووي يبدو أنه يعمل بشكل جيد جدًا من الناحية التجريبية، إلا أنه لا يوجد حاليًا أي تبرير نظري لتطبيقه." ^{[ ١٦ ]}

بتمويل من مكتب البحوث البحرية ، ^{[ 2 ]} بنى رين ووتر جهازًا للسنكروكلوترون ، دخل حيز التشغيل عام 1950، في مختبرات نيفيس ، الواقعة على ضفاف نهر هدسون في إيرفينغتون، نيويورك ، والتي أوصت بها عائلة دوبونت لجامعة كولومبيا . ^{[ 17 ]} أصبح أستاذًا متفرغًا عام 1952، وشغل منصب مدير مختبرات نيفيس من عام 1951 إلى عام 1954، ثم من عام 1957 إلى عام 1961. ^{[ 12 ]} عمل مع طالبه فال فيتش على دراسات الذرات الميونية ، وهي ذرات يُستبدل فيها الإلكترون بالميون . ^{[ 18 ] [ 19 ]} بعد عام 1965، عمل على تحويل جهاز السنكروكلوترون في نيفيس إلى منشأة لدراسة الميزونات . عندما اتصل به أحد المراسلين عام 1975 ليخبره بفوزه بجائزة نوبل في الفيزياء ، ظن في البداية أنها عن عمله على الذرات الميونية. وبعد مرور عدة ساعات، اكتشف أنها عن عمله على التركيب النووي، حيث تقاسم جائزة نوبل مع بور وموتيلسون. ^{[ 12 ]}

كان زميلاً في الجمعية الفيزيائية الأمريكية ، وأكاديمية نيويورك للعلوم ، ومعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، وكان عضواً في الأكاديمية الوطنية للعلوم ، والمعهد الأمريكي للفيزياء ، والرابطة الأمريكية لمعلمي الفيزياء ، والجمعية البصرية الأمريكية . ^{[ 20 ]}

خلف رين ووتر روبرت ر. ويلسون في منصب أستاذ مايكل آي. بوبين للفيزياء في عام 1983. ^{[ 21 ]}

انهار مبنى رين ووتر بعد محاضرة ألقاها في مختبرات بوبين عام ١٩٨٥، لكن أحد الطلاب الذي كان يجيد الإنعاش القلبي الرئوي تمكن من إنقاذه . ^{[ ١٧ ]} ومع تدهور صحته، تقاعد وأصبح أستاذاً فخرياً في فبراير ١٩٨٦. توفي إثر سكتة قلبية رئوية ^{[ ٣ ]} في مستشفى سانت جون ريفرسايد في يونكرز، نيويورك، في ٣١ مايو ١٩٨٦. وقد خلّف وراءه زوجته وثلاثة أبناء وأخاه غير الشقيق جورج. ^{[ ٢١ ]}

• فيتش، فال ل. (2009). جيمس رينووتر: 1917-1986 (ملف PDF) . مذكرات السيرة الذاتية للأكاديمية الوطنية للعلوم. الأكاديمية الوطنية للعلوم . تاريخ الاسترجاع: 28 مارس 2013 .
• هافنز، ويليام دبليو. الابن (1986). "جيمس رينووتر" . فيزياء اليوم . 39 (10): 140-143 . Bibcode : 1986PhT....39j.140H . doi : 10.1063/1.2815185 .

• جيمس رينووتر على موقع Nobelprize.org، بما في ذلك محاضرة نوبل، 11 ديسمبر 1975، خلفية اقتراح النموذج النووي الكروي