ثيودور مايمان

كان ثيودور هارولد مايمان (11 يوليو 1927 - 5 مايو 2007) مهندسًا وفيزيائيًا أمريكيًا يُنسب إليه الفضل على نطاق واسع في اختراع الليزر . [ ^{1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] وقد} أدى اختراع مايمان إلى تطوير أنواع أخرى كثيرة من الليزر. ^{[ 8 ] [ 9 ]} تم إطلاق الليزر بنجاح في 16 مايو 1960. وفي مؤتمر صحفي عُقد في 7 يوليو 1960 في مانهاتن، ^{[ 10 ]} أعلن مايمان وشركة هيوز للطائرات ، التي كان يعمل بها، عن الليزر للعالم. ^{[ 11 ]} مُنح مايمان براءة اختراع لاختراعه، ^{[ 12 ]} وحصل على العديد من الجوائز والتكريمات تقديرًا لعمله. تم سرد تجاربه في تطوير أول ليزر والأحداث اللاحقة ذات الصلة في كتابه، The Laser Odyssey ، ^{[ 13 ]} والذي أعيد نشره لاحقًا في عام 2018 تحت عنوان جديد، The Laser Inventor: Memoirs of Theodore H. Maiman . ^{[ 14 ]}

وُلد مايمان في لوس أنجلوس لعائلة يهودية، والده أبراهام "آبي" مايمان، مهندس كهربائي ^{[ 10 ]} ومخترع، ووالدته روز أبرامسون. انتقلت عائلته في سن مبكرة إلى دنفر ، كولورادو، حيث ساعد والده في تجاربه في مختبر إلكترونيات منزلي . يقول مايمان في سيرته الذاتية: "كما هو الحال مع معظم الأطفال مفرطي النشاط، كنت نحيفًا، أقل من وزني بحوالي 10-15 رطلاً"، ويعتبر نفسه هدفًا محتملاً لدواء ريتالين لو كان موجودًا في ذلك الوقت. ^{[ 15 ]} في فترة مراهقته، كسب مايمان المال من خلال إصلاح الأجهزة الكهربائية وأجهزة الراديو ، ^{[ 16 ]} وبعد تخرجه من المدرسة الثانوية، عمل مهندسًا مبتدئًا في شركة ناشونال يونيون راديو في سن 17. ^{[ 17 ]}

بعد عام من الخدمة في البحرية الأمريكية في نهاية الحرب العالمية الثانية ، ^{[ 18 ]} حصل على بكالوريوس في هندسة الفيزياء من جامعة كولورادو بولدر . ثم تابع مايمان دراساته العليا في جامعة ستانفورد حيث حصل على ماجستير في الهندسة الكهربائية عام 1951 ودكتوراه في الفيزياء عام 1955.

تضمنت أطروحة مايمان للدكتوراه في الفيزياء التجريبية ، تحت إشراف الفيزيائي ويليس لامب ، ^{[ 10 ]} قياسات دقيقة باستخدام الموجات الميكروية والبصرية للانقسامات البنيوية الدقيقة في ذرات الهيليوم المثارة. كما صمم مايمان أجهزة مخبرية لتجارب لامب. ونشر مايمان مقالتين بالاشتراك مع لامب في مجلة Physical Review ، استندت الثانية منهما إلى بحثه في أطروحته. ^{[ 19 ] [ 20 ]} وكان لتجربة أطروحته دورٌ أساسي في تطويره لليزر. ^{[ 14 ] : 43}

في عام 1956، بدأ مايمان العمل في قسم الفيزياء الذرية بشركة هيوز للطائرات (التي أصبحت لاحقًا مختبرات هيوز للأبحاث أو مختبرات HRL ) في كاليفورنيا، حيث قاد مشروع إعادة تصميم ليزر الياقوت لصالح سلاح الإشارة بالجيش الأمريكي ، مُقلّصًا وزنه من 2.5 طن إلى 1.8 كيلوغرام (4 أرطال ) مع تحسين أدائه. ^{[ 5 ] : 88 [ 21 ]} ونتيجةً لهذا النجاح، أقنع مايمان إدارة هيوز باستخدام أموال الشركة لدعم مشروعه الليزري بدءًا من منتصف عام 1959. وبميزانية إجمالية قدرها 50,000 دولار، اتجه مايمان إلى تطوير ليزر قائم على تصميمه الخاص باستخدام بلورة ياقوت اصطناعية ، وهو ما اعتبره علماء آخرون ممن سعوا إلى صنع ليزر غير فعال. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]} 

في 16 مايو 1960، في مختبرات هيوز بماليبو، كاليفورنيا ، أصدر ليزر الياقوت الوردي ذو الحالة الصلبة الذي ابتكره مايمان أول ضوء متماسك في تاريخ البشرية ، بأشعة متساوية الطول الموجي ومتوافقة تمامًا في الطور. ^{[ 16 ]} وثّق مايمان اختراعه في مجلة Nature ^{[ 10 ] [ 17 ] [ 25 ]} في 6 أغسطس 1960، بعد رفضين من قِبل صموئيل أ. غودسميت في مجلة Physical Review Letters ، ^{[ 15 ]} بالإضافة إلى نشره مقالات علمية أخرى تصف العلوم والتكنولوجيا الكامنة وراء ليزره. ^{[ 26 ] [ 25 ] [ 27 ] [ 28 ]}

بدأ مايمان في وضع تصور لتصميم ليزر الحالة الصلبة حتى قبل أن يشرع في مشروع الميزر في هيوز. ^{[ 5 ] : 45 [ 14 ] : 59} ويتطلب رفع تردد الموجات الميكروية للميزرات في الطيف الكهرومغناطيسي بمقدار 50,000 ضعفًا ليصل إلى تردد الضوء، إيجاد وسط ليزري مناسب ومصدر إثارة ، بالإضافة إلى تصميم النظام. ^{[ 5 ] : 34-37 [ 29 ]} كما كانت مجموعات بحثية رئيسية أخرى في آي بي إم ، ومختبرات بيل ، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وويستنجهاوس ، وآر سي إيه، وجامعة كولومبيا ، وغيرها، تعمل على مشاريع لتطوير الليزر. ^{[ 5 ] : 7 [ 14 ] : 78}

استُلهم عملهم من ورقة بحثية نُشرت عام ١٩٥٨ بقلم آرثر إل. شاولاو وتشارلز إتش. تاونز، قدّما فيها تحليلًا نظريًا واقتراحًا لنظام غازي يستخدم بخار البوتاسيوم المُثار بواسطة مصباح بوتاسيوم. ^{[ ٣ ] : ٢١٦ [ ٥ ] : ٩٢ [ ٣٠ ]} مع ذلك، حدّد مايمان عيوبًا عديدة في اقتراح شاولاو-تاونز، وسبب رفضهما لتصميم الحالة الصلبة، بما في ذلك اختلاف كبير في طبيعة فجوة النطاق بين الياقوت الوردي والياقوت الأحمر، وسعى وراء رؤيته الخاصة: ^{[ ٥ ] : ١١١ [ ١٤ ] : ١٥٩-١٦٤ [ ٣١ ] [ ١٥ ]} "كنت الوحيد الذي حلّل الياقوت بتفصيل كافٍ لأمتلك الثقة الكافية للاستمرار فيه." استخدم تصميمه الناجح بلورة ياقوت وردي اصطناعية، نُمت بواسطة قسم ليندي التابع لشركة يونيون كاربايد ^{[ ١٥ ]} ، كوسيط ليزر نشط، ومصباح زينون حلزوني وامض كمصدر للإثارة. ^{[ 3 ] : 226-234 [ 5 ] : 170-182 [ 32 ]} كما كتب تاونز لاحقًا: "كان لليزر مايمان جوانب عديدة لم تُؤخذ في الاعتبار في ورقتنا النظرية، ولم يناقشها آخرون قبل تجربة الياقوت." ^{[ 4 ] : ​​108} ومن الأدلة التي أقنعت مايمان (والعالم لاحقًا) بأنه قد أطلق ليزرًا على الياقوت الوردي، أنه "عندما تم رفع درجة حرارة البلورة فوق العتبة، لاحظنا نسبة سطوع" للخطين الأحمرين التوأمين "أكثر من 50 مرة". ^{[ 15 ]}

بعد اختراعه لليزر، غادر مايمان شركة هيوز عام ١٩٦١ لينضم إلى شركة كوانتاترون حديثة التأسيس، والتي كانت تُنتج بلورات الياقوت داخليًا لأجهزة الليزر. عُيّن مايمان نائبًا لرئيس مختبر الفيزياء التطبيقية، وعيّن سبعة من زملائه في هيوز. ^{[ ١٥ ]} أسسوا معًا مصنعًا في فيرنوي لإنتاج الياقوت الصناعي، الذي كان متوفرًا محليًا آنذاك فقط في شركة لينده، التي اختارتها الحكومة الأمريكية لتلقي تكنولوجيا الحرب العالمية الثانية المنقولة من سويسرا. "استخدم السويسريون لسنوات عديدة تكنولوجيا فيرنوي هذه لصنع محامل الأحجار الكريمة في ساعاتهم الدقيقة الشهيرة." عيّن مايمان الأخوين ريك وتوني باستور من هيوز لبدء مصنع كوانتاترون للياقوت الصناعي. ابتكر ريك طرقًا لإنتاج مسحوق فائق النقاء، بينما حسّن توني الموقد وعملية معالجة المسحوق. ^{[ ١٥ ]}

بحلول عام 1962، وبعد أن نجح سمولين وفيوكو في عكس شعاع ليزر الياقوت ذي طاقة 50 جول ومدة نبضة 0.5 مللي ثانية عن سطح القمر، وكذلك فعل السوفييت، [ ^{33 ] كان} مايمان قد وظّف 35 شخصًا لمختبره في مختبر الفيزياء التطبيقية التابع لشركة كوانتاترون. وعندما نفدت أموال المختبر بسبب استحواذ شركة رأس المال الاستثماري عليه، وجد مايمان شريكًا متحمسًا في شركة يونيون كاربايد ليدعم معه مصنعه المُحسّن للياقوت الاصطناعي، ^{[ 15 ]} وفي عام 1962 أسس مايمان شركة كوراد وأصبح رئيسًا لها، وهي شركة متخصصة في تصنيع ليزرات الياقوت عالية الطاقة. ^{[ 10 ] [ 18 ]} ومن بين التطورات الأخرى التي شهدها خلال فترة عمله في كوراد، دعم مايمان روبرت دبليو هيلوارث في دعواه القضائية المتعلقة ببراءة اختراع مفتاح Q ضد شركة غولد. ^{[ 15 ]} بعد أن استحوذت شركة يونيون كاربايد بالكامل على شركة كوراد في عام 1968، ^{[ 16 ]} عندما مارست الخيار المكتوب في عقد رأس المال الاستثماري، ^{[ 15 ]} غادر مايمان ليؤسس شركة مايمان أسوشيتس، وهي شركة رأس مال استثماري خاصة به.

حصل مايمان على براءة الاختراع الأمريكية رقم 3,353,115 عن "أنظمة الليزر الياقوتية" في 14 نوفمبر 1967، ودفع 300 دولار مقابلها من شركة هيوز للطائرات بصفتها الجهة المتنازلة. وقد تبين أنها براءة الاختراع الأكثر ربحية لشركة هيوز. ^{[ 15 ]}

في عام 1971، أسس مايمان شركة ليزر فيديو، ومن عام 1976 إلى عام 1983، شغل منصب نائب الرئيس للتكنولوجيا المتقدمة في شركة تي آر دبليو إلكترونيكس (التي تُعرف الآن باسم نورثروب غرومان ). ^{[ 3 ] : 232} لاحقًا، عمل مستشارًا لشركة ليزر سنترز أوف أمريكا (التي تُعرف الآن باسم إل سي إيه-فيجن ) ومديرًا لشركة كونترول ليزر. واصل مايمان انخراطه في تطوير تطبيقات الليزر. فبالإضافة إلى براءة اختراعه لأول ليزر عامل، حصل مايمان على عدد من براءات الاختراع في مجال الميزرات، والليزر، وشاشات الليزر، والمسح الضوئي، والتعديل. ^{[ 34 ]}

قبل وفاته، شغل مايمان منصب أستاذ مساعد في كلية العلوم الهندسية بجامعة سيمون فريزر ، حيث عمل على تطوير مناهج دراسية في مجال الفوتونيات الحيوية والفوتونيات والهندسة البصرية. ^{[ 35 ]}

حصل مايمان على العديد من الجوائز والتكريمات على مر السنين لتطويره أول ليزر. مُنح عضوية كل من الأكاديميتين الوطنيتين للعلوم والهندسة . ^{[ 21 ]} كما نال زمالة الجمعية الفيزيائية الأمريكية ، والجمعية البصرية الأمريكية (OSA)، وجمعية مهندسي الأجهزة الكهروضوئية (SPIE). ^{[ 17 ]} وفي عام 1962 ، مُنح مايمان ميدالية ستيوارت بالانتين للفيزياء من معهد فرانكلين . ^{[ 36 ]}

في عام 1966 حصل مايمان على جائزة أوليفر إي. باكلي للمادة المكثفة من الجمعية الفيزيائية الأمريكية وجائزة مؤسسة فاني وجون هيرتز للمساهمة المتميزة في مجال العلوم، ^{[ 36 ]} والتي قدمها الرئيس ليندون جونسون في حفل أقيم في البيت الأبيض . ^{[ 37 ]}

في عام 1976، مُنح مايمان جائزة آر دبليو وود من الجمعية البصرية الأمريكية لـ"ريادته في تطوير أول ليزر". وفي عام 1980، حصل على جائزة اللوحة الذهبية من الأكاديمية الأمريكية للإنجاز . ^{[ 38 ]} كما نال جائزة وولف في الفيزياء لعامي 1983/1984 ^{[ 16 ]} ، وأُدرج اسمه في قاعة مشاهير المخترعين الوطنيين في العام نفسه. ^{[ 10 ] [ 39 ]} وفي عام 1987، مُنح مايمان جائزة اليابان ^{[ 16 ]} في مجال الإلكترونيات الضوئية لـ"إنجازه أول ليزر في العالم". ^{[ 40 ]}

في عام ١٩٩٤، مُنح زمالة فخرية في الكلية الملكية للجراحين في إنجلترا ، وكان العضو الوحيد غير الطبيب وغير الملكي فيها. وقد صنّفت مجلة تايم اختراع مايمان لليزر ضمن أهم عشرين تطورًا تكنولوجيًا في القرن العشرين. ^{[ ٤١ ]} منحت العديد من الجامعات مايمان شهادات دكتوراه فخرية، وكان آخرها من جامعة سيمون فريزر عام ٢٠٠٢. ^{[ ٤٢ ]}

استمرّ التقدير لمايمان واختراعه لليزر حتى بعد وفاته. ففي رثاءٍ نُشر عام 2007، وصف تشارلز إتش. تاونز ، أحد مخترعي الليزر، مقال مايمان المنشور عام 1960 في مجلة Nature حول الليزر بأنه "ربما يكون أكثر أهميةً من أيٍّ من الأبحاث التي نشرتها Nature خلال القرن الماضي". ^{[ 43 ]} أُسست مسابقة ثيودور مايمان السنوية لأبحاث الطلاب عام 2008، بتمويلٍ من كبرى مجموعات الليزر، وتُشرف عليها مؤسسة OSA. ^{[ 44 ]} وفي عام 2010، نظّمت العديد من الفعاليات حول العالم من قِبل كبرى المنظمات العلمية والصناعية في مجال الفوتونيات للاحتفال بالذكرى الخمسين لأول ليزر من ابتكار مايمان، والليزر الذي تلاه، وذلك ضمن فعاليات مهرجان الليزر (LaserFest). ^{[ 45 ]}

أصدر الكونغرس الأمريكي قرارًا احتفاءً باختراع الليزر، مشيدًا بمايمان. ^{[ 46 ]} وفي عام 2010 أيضًا، اعتُرف بإنجاز مايمان في مجال الليزر كإنجازٍ بارزٍ من قِبل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) ، ^{[ 42 ]} وقدمت الجمعية الفيزيائية الأمريكية لوحةً تذكاريةً لمختبرات هيوز للأبحاث، تخليدًا للموقع التاريخي لأول ليزر في العالم. ^{[ 47 ]}

في عام 2011، كرّمت جامعة ستانفورد مايمان بلقب "بطل الهندسة في ستانفورد"، مشيرةً إلى "مزيجه النادر من التدريب المتقدم في الفيزياء والهندسة إلى جانب خبرة معملية واسعة". ^{[ 48 ]} وفي عام 2014، نشرت الأكاديمية الوطنية للعلوم سيرةً ذاتيةً لمايمان تضمنت إشادةً بقلم نيك هولونياك الابن. ^{[ 49 ]}

في عام 2017، أعلنت اليونسكو يوم 16 مايو يومًا دوليًا للضوء، يُحتفل به سنويًا من خلال العديد من الفعاليات المتعلقة بالليزر والضوء حول العالم. ^{[ 50 ]} ويُخلّد هذا التاريخ ذكرى أول إطلاق ناجح لليزر من قِبل مايمان.

توفي مايمان بسبب داء الخلايا البدينة الجهازي في 5 مايو 2007 في فانكوفر ، كولومبيا البريطانية، كندا، حيث كان يعيش مع زوجته الثانية، كاثلين، ^{[ 10 ] [ 51 ]} التي التقى بها في 13 فبراير 1984. وكان لديه ابنة واحدة، اسمها شيري، من زوجته الأولى، شيرلي، التي تزوجها عام 1956. توفيت شيري مايمان بمرض السرطان عام 1988 عن عمر يناهز 30 عامًا. ^{[ 15 ]}

• غوردون غولد

• ثيودور هـ. مايمان: مبتكر أول ليزر
• ثيودور هـ. مايمان عبر شبكة التاريخ العالمي التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات
• فكرة رائعة: الليزر الأول (تاريخ) مؤرشف في 3 أكتوبر 2012، على موقع Wayback Machine
• صور من مجلة تايم، "تكنولوجيا القرن العشرين: الليزر"
• SPIE، "الليزر والمصادر، فيديو: ثيودور مايمان يتحدث عن أول ليزر"
• SPIE، "الليزر والمصادر، فيديو: أول ضوء ليزر لمايمان يسطع من جديد"
• SPIE، "فيديو: الاحتفال بمرور 50 عامًا على الليزر" على يوتيوب
• كليو، "فيديو: أول ليزر في العالم، صنعه تيد مايمان في 16 مايو 1960" على يوتيوب
• قناة MIT Tech TV، "فيديو: الليزر في عامه الخمسين، ندوة، 8 أكتوبر 2010"