جوزيف ماتوش

كان جوزيف ماتوش (21 نوفمبر 1895 - 10 أغسطس 1976) فيزيائيًا وكيميائيًا نوويًا. اشتهر بتطوير مطياف الكتلة ثنائي التركيز ماتوش-هرتسوغ، وبأبحاثه في دراسة وفرة النظائر باستخدام مطياف الكتلة ، ^{[ 1 ]} وتحديد الأوزان الذرية. ^{[ 2 ]} أمضى معظم حياته المهنية في معهد القيصر فيلهلم للكيمياء (الذي أصبح لاحقًا معهد ماكس بلانك ).

قام بتطوير قاعدة ماتوش للنظائر المتساوية ("Isobarenregel") في عام 1934. وقد تنبأ بشكل صحيح بأن آخر عناصر الأرض النادرة ، العنصر 61 (الذي سمي لاحقًا بالبروميثيوم )، لن يكون له نظائر مستقرة . ^{[ 3 ]}

وُلد جوزيف هاينريش إليزابيث ماتوش في 21 نوفمبر 1895 ^{[ 1 ]} في أوستراو ، مورافيا . ^{[ 4 ]}

تلقى ماتوش تعليمه في جامعة فيينا ، حيث عمل مع فيليكس إهرنهافت . كان إهرنهافت يعتقد أنه اكتشف "إلكترونًا فرعيًا"، أصغر من أي شيء قاسه روبرت أندروز ميليكان . إلا أن نتائج ماتوش اتفقت مع نتائج ميليكان وليس إهرنهافت. ^{[ 4 ]} حصل ماتوش على درجة الدكتوراه من فيينا عام 1920. ^{[ 2 ]}

وبمساعدة أستاذ آخر، أمضى ماتوش الفترة 1927-1928 في زمالة روكفلر في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . وهناك عمل مع ويليام سميث على تطوير أجهزة قياس الطيف الكتلي المبكرة . ^{[ 4 ]}

عاد ماتوخ إلى فيينا عام 1928 كمحاضر متطوع. ^{[ 5 ]} وهناك، عمل مع الطالب ريتشارد إف كيه هيرتسوغ على تطوير مطياف الكتلة ثنائي التركيز من نوع ماتوخ-هيرتسوغ. وقد أُعلن عنه عام 1934، وكان الأول من نوعه. ^{[ 4 ]} وقد حسّن عمله بشكل ملحوظ دقة وحساسية مطيافات الكتلة. ^{[ 2 ]} سمحت آلية التركيز المزدوج بفصل وقياس النظائر التي لم يكن من الممكن عزلها بالوسائل الكيميائية، ولذلك شكّلت إسهامًا كبيرًا في الفيزياء النووية . ^{[ 4 ]} أصبح ماتوخ أستاذًا مشاركًا في جامعة فيينا عام 1937. ^{[ 5 ]}

في عام ١٩٣٨، فرّت ليز مايتنر من ألمانيا بعد أن غيّر الاحتلال النازي للنمسا جنسيتها من نمساوية إلى ألمانية، مما جعلها خاضعة لقوانين نورمبرغ المعادية للسامية لعام ١٩٣٥. ^{[ ٦ ]} دعا أوتو هان ماتوخ للانضمام إلى المعهد. في عام ١٩٣٩، خلف ماتوخ ليز مايتنر في رئاسة قسم مطياف الكتلة، ضمن قسم الفيزياء في معهد القيصر فيلهلم للكيمياء (KWI). تم تركيب مطياف كتلة جديد من طراز ماتوخ-هرتسوغ. ^{[ ٧ ]} في ٣١ يوليو ١٩٤١، خلف ماتوخ ليز مايتنر في رئاسة قسم الفيزياء. ^{[ ٧ ]}

تم تعيين جوزيف ماتوش أستاذاً مشاركاً للكيمياء النووية في جامعة برلين عام 1940.

نجح هان وماتاوش في الحصول على تمويل لتوسيع كبير للأبحاث الأساسية في الفيزياء الذرية. ^{[ 8 ]} في عام 1942، تمت الموافقة على مشروع مينيرفا، الذي تضمن بناء مبنى جديد وإضافة مولد متتالي ومسرع جسيمات . ^{[ 7 ] [ 8 ]} في 1 نوفمبر 1943، رُقّي ماتاوش إلى منصب نائب مدير المعهد. ^{[ 8 ] : 283 [ 7 ]}

في 15 فبراير 1944، ثم في 24 مارس 1944، ضمن قصف برلين خلال الحرب العالمية الثانية ، تعرض المعهد لأضرار جسيمة جراء القصف. ^{[ 7 ] [ 6 ]} وشملت هذه الأضرار منزل المدير، وجناحًا من المعهد، وجهاز مطياف الكتلة الجديد الخاص بماتاوخ، وأوراقًا بحثية قيّمة. ^{[ 8 ] : 283} نُقل المعهد مؤقتًا إلى تايلفينجن (التي تُعد الآن جزءًا من ألباستادت ) في مقاطعة فورتمبيرغ ، في مصنع نسيج تابع لشركة لودفيج هاسيس. ^{[ 7 ] [ 6 ]}

في الأول من أبريل عام ١٩٤٦، في غوتينغن الواقعة ضمن منطقة الاحتلال البريطاني ، أصبح أوتو هان رئيسًا لجمعية القيصر فيلهلم (Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft, KWG). ^{[ ٦ ] [ ٩ ]} وفي الأول من أكتوبر عام ١٩٤٦، استقال هان من منصبه كمدير لمعهد القيصر فيلهلم للكيمياء، تاركًا ماتوخ لإدارة المعهد. ^{[ ٧ ]} وتولى ماتوخ الإدارة رسميًا في ٣١ يوليو عام ١٩٤٧. ^{[ ٧ ] [ ١٠ ]} إلا أن ماتوخ كان يعاني من مرض السل ^{[ ١١ ]} ، وقضى معظم وقته في تلقي العلاج والسفر والعمل في الخارج. [٧] وفي عام ١٩٤٨، كان ماتوخ أستاذًا زائرًا في جامعة برن بسويسرا ^{. [ ١٢} ] وفي غيابه ، ^{تولى ستراسمان منصب} المدير بالنيابة. ^{[ 6 ]} أيد ماتوش وفريتز ستراسمان بنشاط تعيين ليز مايتنر رئيسةً لقسم الفيزياء في جامعة ماينز . ^{[ 12 ]} طلب هان وستراسمان من مايتنر العودة كمديرة، لكنها رفضت عرضهما. ^{[ 11 ]}

في عام ١٩٤٩، أُعيد تسمية جمعية القيصر فيلهلم إلى جمعية ماكس بلانك (MPG). ^{[ ١١ ]} وفي العام نفسه، انتقل معهد ماكس بلانك للكيمياء، بعد تغيير اسمه، من تايلفينجن إلى ماينز ، ألمانيا . في ذلك الوقت، كان المعهد يتألف من قسمين: قسم مطياف الكتلة والفيزياء النووية، الذي كان تحت إدارة ماتوخ، وقسم الكيمياء النووية، الذي كان تحت إدارة ستراسمان. ^{[ ٧ ]} ونظرًا لاستمرار غياب ماتوخ، تولى ستراسمان رسميًا منصب المدير خلفًا له، ليصبح المدير الثاني لمعهد ماكس بلانك للكيمياء في ٢٨ أبريل ١٩٥٠. إلا أن مجلس شيوخ جمعية ماكس بلانك أعاد هيكلة المعهد في عام ١٩٥٢، مما غيّر تركيزه البحثي. استقال ستراسمان في ٣١ مارس ١٩٥٣، وانتقل إلى جامعة ماينز . ^{[ 7 ]} أصبح ماتوخ مرة أخرى مديرًا لمعهد ماكس بلانك للكيمياء. وافتتح المعهد رسميًا مرافق جديدة في ماينز عام 1956. ^{[ 6 ]}

في عام 1957، كان ماتوخ أحد أعضاء مجموعة غوتينغر أكتزين (غوتينغر ثمانية عشر)، وهي مجموعة من ثمانية عشر باحثًا نوويًا بارزًا في جمهورية ألمانيا الاتحادية، والذين كتبوا بيانًا ( بيان غوتينغر ، غوتينغر إركلارونغ) يعارضون فيه خطوة المستشار كونراد أديناور ووزير الدفاع فرانز جوزيف شتراوس لتسليح جيش ألمانيا الغربية بأسلحة نووية تكتيكية . ^{[ 13 ]}

تقاعد ماتوش عام 1965. ^{[ 3 ]} وخلفه كريستيان يونغه (1912-1996) في منصب مدير المعهد في 1 أكتوبر 1968. ^{[ 7 ]} وتوفي جوزيف هاينريش إليزابيث ماتوش في 10 أغسطس 1976 في كلوسترنويبورغ ، النمسا . ^{[ 14 ]}

ركز ماتوتش بشكل أساسي على مطيافية الكتلة والبحث في طاقة الربط للنوى الذرية. ^{[ 7 ]}

في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، عمل ماتوخ مع ريتشارد إف كيه هيرتسوغ في جامعة فيينا على الجوانب الأساسية لبصريات الأيونات وتطبيقاتها في مطيافية الكتلة. وقد طورا مطياف الكتلة ثنائي التركيز ماتوخ-هيرتسوغ. ^{[ 4 ]} أصبح مطياف الكتلة القطاعي الذي قدماه عام 1934 معروفًا في الأوساط العلمية باسم "نظام ماتوخ-هيرتسوغ". ^{[ 15 ]} يتكون تصميم ماتوخ-هيرتسوغ من${\displaystyle \pi /4{\sqrt {2}}}$قطاع كهربائي رادياني، طول انجراف يتبعه زاوية قائمة (${\displaystyle \pi /2}$قطاع مغناطيسي ذو اتجاه انحناء معاكس. ^{[ 16 ]} يؤدي دخول الأيونات، المصنفة أساسًا حسب الشحنة، إلى المجال المغناطيسي إلى تركيز الطاقة، مما ينتج عنه نفاذية أعلى بكثير من مرشح الطاقة القياسي. وتكمن ميزة هذا التصميم في تركيز الأيونات ذات الكتل المختلفة على نفس المستوى المسطح، مما يسمح باستخدام لوحة فوتوغرافية أو مصفوفة كاشف مسطحة أخرى.

وضع ماتوش قاعدة الأيزوبارات ("Isobarenregel") عام 1934، والتي استُخدمت للتنبؤ بالنشاط الإشعاعي لعنصري التكنيتيوم والبروميثيوم . تنص القاعدة على أنه "إذا كان لعنصرين متجاورين في الجدول الدوري نظائر لها نفس العدد الكتلي (الأيزوبارات)، فلا بد أن يكون أحد النظائر مشعًا". ^{[ 17 ]} مع أن القاعدة لا تنطبق في الواقع على جميع العناصر، ^{[ 17 ]} فقد تمكن ماتوش من التنبؤ بدقة بأن آخر عناصر الأرض النادرة، العنصر 61 (الذي سُمي لاحقًا بالبروميثيوم)، لن يكون له نظائر مستقرة. قاد هذا الباحثين إلى إدراك أن العنصر 61 من المرجح أن يكون نادرًا للغاية، ومن غير المرجح وجوده في الطبيعة. ^{[ 3 ] [ 18 ]}

في خمسينيات القرن العشرين، خلال فترة الاستقرار التي أعقبت الحرب، تمكن ماتوش من بناء برنامج قوي في مجال قياس الطيف الكتلي في معهد ماكس بلانك. ^{[ 4 ]} وباستخدام قياس الطيف الكتلي، استطاع هو وباحثون آخرون تحديد قياسات دقيقة لكتل ​​النظائر، وهو عمل بدأ في برلين. ومن خلال قياس الكتل النووية، تمكنوا من تحديد الكتل النووية للنيوترونات والبروتونات والكلور بدقة. كما ركزوا على الغازات النبيلة ، وقاموا بقياس كميات ضئيلة منها في النيازك. ^{[ 2 ] [ 19 ]}

• 1957، وسام فيلهلم إكسنر ^{[ 20 ]}
• 1964 الوسام النمساوي للعلوم والفنون ( Österreichisches Ehrenzeichen für Wissenschaft und Kunst ) ^{[ 21 ] [ 14 ]}
• 1965، دكتوراه فخرية من جامعة فيينا للتكنولوجيا ^{[ 14 ]}

• فرانز، أندرياس هـ. (2015). "جوزيف هاينريش إليزابيث ماتوش". موسوعة قياس الطيف الكتلي . ص 147-149 . doi : 10.1016/B978-0-08-100379-4.00134-9 . ISBN  9780081003794.