تغطية شاملة

في الغلاف النووي

كان صائد الفراشات من وادي يزرعيل يحلم بدراسة علم الأحياء، حتى عثر على كتاب فيزياء قديم واكتشف أن الظواهر الطبيعية يمكن حسابها بأدوات رياضية

كان صائد الفراشات من وادي يزرعيل يحلم بدراسة علم الأحياء، حتى عثر على كتاب فيزياء قديم واكتشف أن الظواهر الطبيعية يمكن حسابها بأدوات رياضية. نموذج الصدفة عندما أغلقت الحكومة السوفييتية المدارس التي تدرس اللغة العبرية، قام البروفيسور بن تسيون دينبورغ (دينور لاحقًا، وزير التربية والتعليم والثقافة) بترتيب تراخيص الهجرة ("الشهادات") للمعلمين على أمل إحضارهم إلى الكيبوتسات والموشافيم. . وهكذا، بعد أربع سنوات من تأسيس كفار يحزقيل، ثاني مستوطنة عمالية في أرض إسرائيل، انضمت إلى صفوفها عائلة بطليموس (سميلانسكي سابقًا)، التي هاجرت من أوكرانيا عام 1925: الوالدان موشيه وليا، مدرسا اللغة العبرية. وابنتهما تحية البالغة من العمر حوالي عشر سنوات، وابنهما الصغير يجال الذي يبلغ من العمر أقل من عام واحد. على متن السفينة التي وصلت من أوديسا إلى يافا، كان هناك عائلتين أخريان من المعلمين، لكنهم بقوا في تل أبيب، الأمر الذي بدا لهم رائدًا جدًا. نشأ يغال في موشاف عند سفح جلبوع، في قلب وادي يزرعيل، ودرس حتى الصف التاسع في مدرسة القرية التي كان والده يديرها (أحد تلاميذه، عزاريا ألون، أشاد بموشيه بطليموس ). كان الصف العاشر في مجموعة جيفا، وكان فيجال وأربعة فتيان آخرين يسيرون إلى جيفا كل صباح. وعندما هطلت الأمطار وتدفقت المياه في الوادي بين المستوطنات، لم يكن العبور ممكنا. البروفيسور يجال بطليموس. ساهم كثيرًا في تشكيل صورة معهد وايزمان
البروفيسور يجال بطليموس. ساهم كثيرًا في تشكيل صورة معهد وايزمان

عندما أغلقت الحكومة السوفيتية المدارس التي تدرس اللغة العبرية، قام البروفيسور بن تسيون دينبورغ (دينور، وزير التربية والتعليم والثقافة فيما بعد) بترتيب تراخيص الهجرة ("الشهادات") للمعلمين على أمل إحضارهم إلى الكيبوتسات والموشافيم. وهكذا، بعد أربع سنوات من تأسيس كفار يحزقيل، ثاني مستوطنة عمالية في أرض إسرائيل، انضمت إلى صفوفها عائلة بطليموس (سميلانسكي سابقًا)، التي هاجرت من أوكرانيا عام 1925: الوالدان موشيه وليا، مدرسا اللغة العبرية. وابنتهما تحية البالغة من العمر حوالي عشر سنوات، وابنهما الصغير يجال، البالغ من العمر أقل من عام واحد. على متن السفينة التي وصلت من أوديسا إلى يافا، كان هناك عائلتان أخريان من المعلمين، لكنهما بقيا في تل أبيب، الأمر الذي بدا لهم رائدًا جدًا.

نشأ يغال في موشاف عند سفح جلبوع، في قلب وادي يزرعيل، ودرس حتى الصف التاسع في المدرسة في القرية التي كان والده يديرها (أحد طلابه، عزاريا ألون، أشاد بموشيه بطليموس ). كان الصف العاشر في مجموعة جيفا، وكان فيجال وأربعة فتيان آخرين يسيرون إلى جيفا كل صباح. وعندما هطلت الأمطار وتدفقت المياه في الوادي بين المستوطنات، لم يكن العبور ممكنا.

ييجال صديق لتوفيا كوشنير، من أولاد الموشاف الذين أُرسلوا، لأسباب عائلية، إلى كيبوتس ياغور ليعيشوا "كطفل خارجي". هناك نجح معلم الطبيعة في إثارة اهتمامه وأصبح من محبي الطبيعة المتحمسين. خلال إجازات ميجور، كان ييجال هو الشخص الوحيد في المقعد الذي يمكن لتوفيا أن يشاركه حماسه. وفي أوقات فراغهما، استمتع الصبيان بالتجول في المناظر الطبيعية البرية في منطقة جلبوع، واصطياد الفراشات، وفحص النباتات، وتوثيق تفاصيلها. أطلق عليهم "صيادو الفراشات" اسم أصدقائهم بسخرية، والذين يقدرون فقط "العمل الحقيقي" في مزارع والديهم. تمت رحلة مليئة بالمغامرات بشكل خاص للاثنين خلال إجازة عيد الفصح عام 1942 إلى جبل حرمون (في لبنان) ؛ وقد ورد وصفها في كتاب ديبورا عمر "عاصفة في الربيع".

كان ييجال يحلم بدراسة علم الأحياء، ولكن من أجل ذلك كان عليه أن ينهي دراسته الثانوية. كانت تلك أيام الحرب العالمية الثانية، وكان والداه يخشيان إرساله للدراسة في تل أبيب وقررا أن يدرس بمفرده. بدأ يغال الدراسة، من بين أمور أخرى، بمساعدة كتاب فيزياء قديم كان في منزلهم، واكتشف أنه من الممكن حساب الظواهر الطبيعية، مثل السقوط الحر للأجسام. أشعل هذا الاكتشاف مخيلته فتخلى شيئاً فشيئاً عن فكرة دراسة علم الأحياء وركز على الفيزياء. لكن الدراسة الذاتية لم تنجح.

درس يغال المواضيع التي كانت تهمه وتخلى عن المواضيع "غير المثيرة للاهتمام". وفي النهاية، وعلى الرغم من الحرب، قرر والداه إرساله إلى تل أبيب، ليعيش مع أصدقائهما. تم قبوله في صالة الألعاب الرياضية في هرتسليا في الثلث الأخير من الصف الحادي عشر، وذلك بشرط أن يدرس في التخصص الواقعي (معرفته بالتاريخ لم تكن ترضي الممتحن). 

من اليسار: يوئيل راكاه، جدعون يكوتيالي، ييجال بطليموس وعاموس دي شاليط، بعد مؤتمر علمي في بازل، سبتمبر 1949، من اليمين: مؤتمر في فيلادلفيا عقد على شرف البروفيسور بطليموس عام 1984.
على اليسار: يوئيل راكا، جدعون يكوتيالي، ييجال بطليموس وعاموس دي شاليط، بعد مؤتمر علمي في بازل، سبتمبر 1949، على اليمين: مؤتمر في فيلادلفيا عقد على شرف البروفيسور بطليموس عام 1984.

موازية العقول

وفي نهاية دراسته عام 1942 تطوع في البلماح. ورغم ضعف بصره، رفض ارتداء النظارات حتى لا يكون "أبو عربة". في تلك الأيام، كانت قواعد البلماح في الكيبوتسات، وكان مقاتلو البلماح يعملون في الكيبوتس لمدة أسبوعين في الشهر، وكان بقية الوقت مخصصًا للتدريب. بعد بضعة أشهر في تل يوسف ورمات هاكوبوس، أطلق سراح يغال عام 1943 لأسباب صحية وبدأ دراسة الفيزياء في الجامعة العبرية في القدس. كما وصل إلى هناك صديقه توفيا، الذي درس علم الأحياء، بعد عامين؛ في وقت لاحق، قُتلت توفيا في حرب الاستقلال كجندي في فرقة HLA. في قسم الفيزياء، التقى ييجال بأوري هابر شيم وإسحق شمعوني، اللذين أصبحا فيما بعد من رواد التلفزيون الإسرائيلي. وبعد مرور عام، انضم إليهم أولئك الذين سيصبحون مؤسسي قسم الفيزياء النووية في معهد وايزمان للعلوم - عاموس دي شليت، وغابي (جفيرول) جولدرينج، وجدعون يكوتيالي. وكان محاضر الفيزياء الذي أثار إعجاب المجموعة هو البروفيسور يوئيل راكاح، الذي هاجر من إيطاليا بسبب القوانين العنصرية في بلاده.

عندما أنهى دراسته وحصل على درجة الماجستير في الفيزياء، اقترح عليه البروفيسور ريخا القانوني أن يصبح ممارسًا له ويتابع درجة الدكتوراه في التحليل الطيفي الذري. لكن إيغال وضع نصب عينيه معهد زيورخ للتكنولوجيا (ETH) والبروفيسور فولفغانغ باولي، الحائز على جائزة نوبل، والذي قام بالتدريس هناك. وعندما بدأ القتال في إسرائيل عام 1947، قام بتأجيل رحلته لأنه أدرك أن أمامنا حملة طويلة وصعبة.

قاتل ييجال في حرب رمات راحيل وفي نيفي يعقوب. حثه ركة وآخرون على الانضمام إلى فيلق العلوم. حتى أن أهارون كاتسير طلب من صديقته في ذلك الوقت، هناء - زوجته فيما بعد - التأثير عليه في الأمر، لكنها رفضت. وبعد مرور بعض الوقت، اضطر ييجال إلى التحرك "بأمر" إلى قاعدة حمد في رحوفوت. وعلى طريق وعرة، وهو مزود بقنبلة يدوية، نزل بسيارة جيب على طريق بورما. وفي الساعة السادسة صباحًا طرق باب أخته، من سكان رحوفوت، التي كانت متحمسة جدًا لرؤيته.

كما خدم هابر شيم ويكوتيالي ودي شليت وغولدرينغ في حمد. وحاولت المجموعة الحفاظ على جو أكاديمي وعقدت محاضرات وندوات. لقد عرفوا مدى تأخر الفيزياء في إسرائيل مقارنة بأوروبا والولايات المتحدة، وناقشوا فيما بينهم أنه سيتعين عليهم السفر إلى الخارج للدراسات والأبحاث، وعندما يحين الوقت، يعودون إلى إسرائيل لتجذير ما لديهم. تعلمت هنا. لقد تحدثوا عن ذلك مع رؤسائهم، كاتسير وإرنست بيرغمان، وقالوا إن الدولة ربما ترسلهم. كان بن غوريون مهتما جدا بالأمور العلمية، وخاصة بكتسير وبيرغمان. على الرغم من فقر الدولة الفتية، تم إرسال دي شاليط وهابر شيم ويكوتيالي وبطليموس وإسرائيل فلاح إلى الخارج. ييجال، الذي كان متزوجًا بالفعل من هانا (ني كيبيلويتز)، حقق خطته وذهب إلى سويسرا لدراسة الدكتوراه مع البروفيسور باولي.

الأسرة النووية

في أطروحته للدكتوراه التي أشرف عليها باولي، طور ييجال طريقة تسهل إلى حد كبير العمليات الحسابية في نموذج الغلاف للنواة الذرية (انظر الإطار الخاص بنموذج الغلاف). بعد حصوله على الدكتوراه في عام 1951، وضع نصب عينيه أمريكا وذهب إلى برينستون لإجراء بحث ما بعد الدكتوراه في هذا النموذج مع البروفيسور يوجين فيجنر. أثناء وجوده في الولايات المتحدة، في عام 1954، استقال بن غوريون من الحكومة. لم يكن وزير الدفاع ليفون مهتمًا بالبحث العلمي، والمجموعة الفيزيائية التي عملت في وزارة الدفاع، والتي انضم إليها الوافد الجديد من الولايات المتحدة تسفي ليبكين، "تم شراؤها" من قبل معهد وايزمان للعلوم. يجال التحق بالمعهد وكان ضمن الفريق الذي أنشأ أول قسم للفيزياء النووية في إسرائيل.

وقد لعب باحثو الفيزياء الشباب، الذين تعرفوا على العالم الأكاديمي في الخارج، دورًا كبيرًا في تشكيل صورة المعهد. لقد نظروا إلى الطلاب كشركاء في البحث وسمحوا لهم، في مرحلة مبكرة جدًا، بالمشاركة في الموضوعات التي تهمهم. وهم الذين كسروا النظام الأوروبي للأستاذ الذي يرأس القسم بينما يقوم مساعدوه وطلاب البحث بتنفيذ أوامره.

واصل بطليموس ودي شليت أبحاثهما التي بدأت في سويسرا ولاحقًا في الولايات المتحدة الأمريكية. بعض النظريات وطرق الحساب التي طوروها يستخدمها الفيزيائيون حتى يومنا هذا. وفي عام 1963 نشر آموس فيجال كتاب نظرية الغلاف النووي الذي انتشر على نطاق واسع ويعتبر كتابًا أساسيًا بين علماء الفيزياء النووية في العالم. كتاب آخر كتبه ييجال حول هذا الموضوع - نماذج بسيطة من النوى المعقدة: نموذج القشرة ونموذج البوزون المتفاعل - تم نشره في عام 1993.

على مر السنين، نال ييجال التقدير والاعتراف في إسرائيل وفي جميع أنحاء العالم. تمت دعوته كأستاذ زائر إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وييل وبرينستون وغيرها من الجامعات الرائدة في مختلف البلدان. تمت دعوته لإلقاء محاضرات في العديد من المؤتمرات الدولية. وحتى تقاعده عام 1995، كان أستاذا في المعهد وعلى مر السنين شغل أيضا منصب رئيس لجنة أساتذة المعهد ورئيس قسم الفيزياء النووية وعميد كلية الفيزياء. وبالإضافة إلى ذلك، كان عضواً في اللجنة الإسرائيلية للطاقة الذرية واللجنة الفرعية للأبحاث. كان ييجال عضوًا في الأكاديمية الوطنية للعلوم في إسرائيل منذ عام 1963، وعلى مر السنين فاز بجائزة وايزمان (1963)، وجائزة إسرائيل للعلوم الدقيقة (1965)، وجائزة روتشيلد (1971)، وجائزة هانز للجمعية الفيزيائية الأمريكية. جائزة بيته (2000) وجائزة أم تي (2003).

وحتى في مرحلة البلوغ لم يتخل عن حبه للطبيعة وهوايته اليوم هي مراقبة الطيور. لقد بدأ هذه الهواية في سن متأخرة نسبيًا بعد رحلات التنزه سيرًا على الأقدام مع ابنه الأكبر، ثم خطر في ذهنه أن هذه المهنة شائعة جدًا بين الفيزيائيين. البروفيسور ماري جيل مان، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء وعالم الطيور الهاوي، جاء في الخمسينيات لزيارة إسرائيل ومعه قائمة من الطيور التي أراد رؤيتها؛ نظم له عاموس فيغال رحلة للطيور وقاموا بالإضافة إلى ذلك بزيارة بن غوريون في سدي بوكار.

حنا وليجال لديهما طفلان - الابن البروفيسور يوآف تلامي، نائب مدير قسم الأنف والأذن والحنجرة حاليًا ومدير خدمة جراحة الرأس والرقبة في مركز شيبا الطبي، والابنة البروفيسور تمار ديان، عالمة الحيوان من جامعة تل أبيب، مؤسس ومدير متحف الطبيعة شتاينهارت. لدى هانا فيجال سبعة أحفاد وخمسة أحفاد.

نموذج القشرة

وبين البروتونات والنيوترونات توجد القوى النووية - القوية وقصيرة العمر - التي تعمل على تثبيت نوى الذرات. تحتوي النوى المستقرة بشكل خاص على "أرقام سحرية" من البروتونات و/أو النيوترونات، والتي تتوافق مع الحد الأقصى لعدد البروتونات أو النيوترونات في أغلفة معينة. وتبين أنه من الممكن الحصول على وصف معقول لحركاتها المعقدة وفقا لحركة الجزيئات الناجمة عن القوة المركزية. في هذا النموذج، يتم ترتيب البروتونات والنيوترونات في نوع من "الأصداف" التي تذكرنا بقشر البصل. نموذج القشرة في النواة، على الرغم من أنه بدا مفاجئًا، إلا أنه أثار الكثير من الاهتمام ولكنه أيضًا أثار الكثير من المعارضة. إحدى صعوبات النموذج كانت القيمة العددية للأرقام السحرية، خاصة تلك التي لوحظت في النوى الثقيلة. في حين أن الأرقام 2 و 8 و 20 تتوافق مع قوة مركزية معقولة، فإن 50 و 82 و 126 تم الحصول عليها فقط من القوى التي كان من الصعب الحصول عليها. فقط في عام 1949 أصبح من الواضح أن حركات البروتونات والنيوترونات تتحدد أيضًا بواسطة القوى بين الزخم الزاوي والزخم الداخلي (اللف المغزلي) للجسيم. ومنذ ذلك الحين، أصبح نموذج القشرة حجر الزاوية في الأبحاث النووية.

النتيجة الرئيسية لنموذج الصدفة هو وجود أرقام سحرية تحددها الأصداف الكاملة. بالنسبة لبعض النوى (حيث تكون أعداد البروتونات والنيوترونات أرقامًا سحرية)، فإن الحالة المثارة الأولى لديها طاقة أعلى من الحالة الأرضية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه من أجل هذا الإثارة، يجب أن يرتفع البروتون أو النيوترون من غلاف كامل إلى غلاف أعلى فارغ. إذا كان هناك بعض البروتونات أو النيوترونات خارج الأغلفة الكاملة، فهناك حالات مثارة منخفضة، حيث تلتصق هذه الجسيمات بالحالات المحتملة وفقًا لنظرية الكم. ليس لديهم نفس الطاقة لأن الطاقة الموجودة في المجال المركزي لا يمكنها أن تصف بدقة القوى النووية المؤثرة بين أي جسيمين.

أراد ييجال بطليموس التوصل إلى حسابات صحيحة للطاقة النووية من الناحية الكمية. قام بالتعاون مع طالب الدراسات العليا، شموئيل غولدشتاين، الذي أصبح فيما بعد عالمًا في جامعة بن غوريون في النقب، باختبار مستويات الطاقة لنظائر البوتاسيوم 40، والتي بدت بسيطة بالنسبة لهم. وللتحقق مما حصلوا عليه، قاموا بحساب طاقات الحالات السفلية للكلور 38. ولم يكن هناك أي اتفاق تقريبًا مع النتائج التجريبية. وبعد عامين فقط، في عام 1956، نُشرت نتائج تجربة دقيقة كانت متفقة بشكل ممتاز مع الحسابات. ومنذ ذلك الحين قام البروفيسور بطليموس وشركاؤه في البحث بالإضافة إلى العديد من العلماء الآخرين بتطبيق الطريقة (استخلاص القوى بين أي جسيمين من الطاقات المقاسة في النواة) أيضًا في الحسابات على النوى الأكثر تعقيدًا. وبهذا تتضح خواص القوى المؤثرة وتأثيراتها على تراكيب النوى المختلفة.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم: