ستيوارت فريدمان

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

ستيوارت جاي فريدمان (13 يناير 1944 - 10 نوفمبر 2012) فيزيائي أمريكي، اشتهر بتجربته التي اختبرت متباينة بيل التي اقترحها عليه جون كلاوزر في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، بالإضافة إلى إسهاماته في الفيزياء النووية وفيزياء الجسيمات، وخاصة فيزياء التفاعلات الضعيفة . تخرج من بيركلي ، وحصل على بكالوريوس العلوم عام 1965 ودكتوراه في الفيزياء عام 1972 تحت إشراف يوجين كومينز . خلال دراسته في بيركلي، عمل مع زميله الطالب ستيفن تشو . كما حصل على جائزة توم دبليو بونر في الفيزياء النووية عام 2007. [ 1 ]

شغل مناصب في جامعة برينستون ، وجامعة ستانفورد ، ومختبر أرغون الوطني ، وجامعة شيكاغو ، وجامعة كاليفورنيا في بيركلي ، ومختبر لورانس بيركلي . [ 2 ]

الحياة المبكرة والتعليم

وُلد فريدمان في لوس أنجلوس في 13 يناير 1944. التحق بالمدرسة الثانوية هناك قبل أن ينتقل شمالًا للدراسة في جامعة كاليفورنيا، بيركلي. بعد أن بدأ دراسته كباحث نظري تحت إشراف البروفيسور تشارلز زيماخ، تحوّل إلى الفيزياء الذرية التجريبية بتوجيه من البروفيسور يوجين كومينز . من بين طلاب كومينز في تلك الحقبة فرانك كالابريس، وستيفن تشو ، وفيليب باكسباوم ، وبيرسيس دريل .

حياة مهنية

اختبرت تجربة فريدمان في أطروحته [ 3 ] [ 4 ] متباينة بيل ، التي تميز بين ميكانيكا الكم التقليدية ونظريات المتغيرات الخفية . وبناءً على اقتراح كلاوسر وهورن وشيموني وهولت [ 5 ] ، صاغ فريدمان متباينة مناسبة للتجربة التي أجراها. واتفقت نتائج هذه التجربة مع تنبؤات ميكانيكا الكم التقليدية، بينما اختلفت مع نظريات المتغيرات الخفية بمقدار ستة انحرافات معيارية. وقد كان لهذه التجربة دور محوري في جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2022 [ 6 ] .

انطلاقاً من هذه البداية الموفقة، أجرى فريدمان سلسلة من التجارب في الفيزياء الذرية والنووية والجسيمية لاختبار النظريات والمبادئ الأساسية.

في تجربة أجريت عام 1975 مع فرانك كالابريس والمتعاونين معه، [ 7 ] درس فريدمان اضمحلال بيتا لـ 19 نيون المستقطب، باحثًا عن وجود تيارات ضعيفة من الدرجة الثانية، أي التيارات المحظورة بواسطة تناظر G.

على الرغم من اكتشاف بوزون هيغز في مركز سيرن عام 2012، إلا أن نطاق الكتلة للبحث الأولي عنه كان غير محدد تمامًا. فقد كان من الممكن أن ينبعث بوزون هيغز خفيف جدًا من نظير الهيليوم -4 في الحالة المثارة 0+ عند طاقة 20 ميغا إلكترون فولت ، وأن يُرصد في تحلله إلى إلكترون - بوزيترون . إلا أن فريدمان وزملاؤه لم يجدوا مثل هذا التأثير، [ 8 ] مستبعدين بذلك كتل هيغز التي تتراوح بين 3 و14 ميغا إلكترون فولت.

تُعد نسبة الاقتران المحوري إلى الاقتران المتجهي للنيوترون في اضمحلال بيتا معلمة أساسية، وقد وضع القياس [ 9 ] لـ g A /g V =1.262±0.005 الذي أجراه فريدمان وزملاؤه في غرونوبل عام 1985 معيارًا جديدًا للدقة.

اشتهر فريدمان بدقته المتناهية في إجراء التجارب، وأصبح بمثابة ترياق فعال للنتائج المذهلة وغير المتوقعة. دفعت التقارير التي أشارت إلى وجود خطوط طيفية ضيقة في تزامن الإلكترون والبوزيترون في تصادمات الأيونات الثقيلة فريدمان وزملاؤه إلى محاولة رصد هذه الظاهرة. وكانت النتيجة سلبية تمامًا. [ 10 ]

ربما كانت التقارير التي أفادت بوجود نيوترينو بكتلة 17 كيلو إلكترون فولت أكثر إثارةً. إذ كان من شأن اختلاط هذا النيوترينو مع النيوترينوات التقليدية عديمة الكتلة أو الخفيفة جدًا أن يُعدّل طيف اضمحلال بيتا. إلا أن فريق فريدمان لم يعثر على مثل هذا النيوترينو. [ 11 ] علاوة على ذلك، تم تأكيد فعالية التقنية بإضافة بعض نظير الكربون -14 الذي يُحاكي اضمحلاله اضمحلال النيوترينو الثقيل المفترض.

يُعد اكتشاف تذبذبات النيوترينو، وما يترتب عليه من أن للنيوترينوات كتلة، من أهم الإنجازات في فيزياء الجسيمات في أواخر القرن العشرين. وقد تطلّب التقييم الدقيق لمصفوفة بونتيكورفو-ماكي-ناكاجاوا-ساكاتا (PMNS) لخلط النيوترينوات تجارب مصممة بعناية. أدرك أتسوتو سوزوكي من جامعتي طوكيو وتوهوكو أن مجموعة من المفاعلات النووية اليابانية تُوفّر المصدر الأمثل لمثل هذه التجربة. قاد جورجيو غراتا من جامعة ستانفورد فريقًا من الجامعات الأمريكية انضم إلى الفريق الياباني. وانضم فريق من جامعة بيركلي، برئاسة فريدمان، إلى هذه التجربة، المعروفة باسم كام لاند (كاشف كاميوكا المضاد للنيوترينو السائل الوميضي)، وأصبح فريدمان المتحدث الأمريكي المشارك مع غراتا في عام 1998. حققت كام لاند نجاحًا باهرًا، [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] حتى أنها أنتجت رسمًا بيانيًا يُظهر التذبذبات بشكل مباشر.

تكريماً لإسهاماته، أنشأت الجمعية الفيزيائية الأمريكية جائزة باسمه، وهي جائزة ستيوارت جاي فريدمان في الفيزياء النووية التجريبية. [ 15 ] وانتُخب زميلاً في الجمعية الفيزيائية الأمريكية عام 1984 لـ"دراساته المهمة لظواهر التفاعلات الضعيفة في النوى". [ 16 ]

مراجع

  1. ↑ "ستيوارت ج. فريمان" . المعهد الأمريكي للفيزياء .
  2. ↑ إلهام
  3. ↑ SJ Freedman and JF Clauser, Phys. Rev. Lett. 28, 938 (1972)
  4. ↑ فريدمان، ستيوارت جاي (5 مايو 1972). اختبار تجريبي لنظريات المتغيرات الخفية المحلية. LBL-391 (تقرير).
  5. ↑ JF Clauser; MA Horne; A. Shimony; RA Holt Phys. Rev. Lett. , 23,880 (1969)
  6. ↑ "جائزة نوبل في الفيزياء 2022" (ملف PDF) .
  7. ↑ FP Calaprice et al., Phys. Rev. Lett. , 35, 1566 (1975)
  8. ↑ SJ Freedman, et al., Phys. Rev. Lett. , 52, 240 (1983)
  9. ↑ P. Bopp et al., Phys. Rev. Lett. 56, 919 (1985)
  10. ↑ TF Wang et al., Phys. Rev. C36, 2136 (1987).
  11. ↑ جي إل مورتارا وآخرون، فيز. القس ليت. ، 70، 394 (1993).
  12. ↑ تعاون كاملاند، رسائل المراجعة الفيزيائية 90، 021802 (2003)
  13. ↑ تعاون كام لاند، رسائل المراجعة الفيزيائية ، 94، 081801 (2005)
  14. ↑ تعاون كاملاند، رسائل المراجعة الفيزيائية ، 100، 221803 (2008)
  15. ↑ "جائزة ستيوارت جاي فريدمان في الفيزياء النووية التجريبية" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 22 مارس 2018 .
  16. ↑ "أرشيف زملاء الجمعية الفيزيائية الأمريكية" . الجمعية الفيزيائية الأمريكية .(ابحث عن عام 1984 والمؤسسة جامعة كاليفورنيا، بيركلي)