في مثل هذا اليوم 14 نوفمبر1908م..بقلم سامح جميل..

في مثل هذا اليوم 14 نوفمبر1908م..
عالم الفيزياء ألبرت أينشتاين يعلن عن نظرية كمية الضوء وهي النظرية التي ساعدت على تطوير تكنلوجيا الليزر.
ألْبِرْت أينْشتاين (بالألمانية: Albert Einstein) ‏(14 مارس 1879 – 18 أبريل 1955) عالم فيزياء ألماني المولد (تخلى عن الجنسية الألمانية لاحقاً) سويسري وأمريكي الجنسية، من أبوين يهوديين، يُشتهر بأبي النسبية كواضعٍ لنظريتي النسبية الخاصة والنسبية العامة الشهيرتين اللتين كانتا اللبنة الأولى للفيزياء النظرية الحديثة، حاز على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1921 عن ورقةٍ بحثيةٍ حول التأثير الكهروضوئي من ضمن ثلاثمائة ورقةٍ علميةٍ أخرى له في تكافؤ المادة والطاقة (E=mc²) وميكانيكا الكم وغيرها، وأدت استنتاجاته المبرهنة إلى تفسير العديد من الظواهر العلمية التي فشلت الفيزياء الكلاسيكية في إثباتها. بدأ مشواره مع النسبية «بالنسبية الخاصة» التي خالفت نظرية نيوتن في الزمان والمكان لتحل بشكل خاص مشاكلَ النظرية القديمة فيما يتعلق بالأمواج الكهرومغناطيسية عامة، والضوء خاصة، وذلك ما بين (1902 – 1909) في سويسرا. أما «النسبية العامة» فقد طرحها عام 1915 حيث ناقش فيها الجاذبية، وتُمثل الوصف الحالي للجاذبية في الفيزياء الحديثة. تعمم النسبية العامة كل من النسبية الخاصة وقانون الجذب العام لنيوتن بتقديمها وصفاً موحّداً للجاذبية على أنها خاصية هندسية للزمان والمكان، أو ما اصطلح عليه بالزَّمَكان.

وُلد أينشتاين في الإمبراطورية الألمانية، لكنه انتقل إلى سويسرا عام 1895 متخليًا عن جنسيته الألمانية (كمواطنٍ لمملكة فورتمبيرغ) في العام التالي. عاش أينشتاين في سويسرا بين عامي (1895 – 1914) باستثناء عام واحد في براغ، وحصل على دبلومه الأكاديمي من المدرسة التقانية الفدرالية السويسرية في زيورخ في عام 1900. حصل على الجنسية السويسرية في عام 1901، واحتفظ بها بقية حياته بعدما عاش بلا جنسيةٍ لأكثرَ من خمس سنوات. في عام 1905 حصل على درجة الدكتوراه من جامعة زيورخ. وفي العام نفسه نشر أربع ورقاتٍ رائدةٍ (سُمي ذلك العام «العام المعجزة») نقلته إلى العالم الأكاديمي في سن السادسة والعشرين. درّس أينشتاين الفيزياء النظرية في زيورخ بين عامي (1912 – 1914) قبل أن يغادر إلى برلين حيث انتخب في أكاديمية العلوم البروسية.

في عام 1933 -وعندما كان أينشتاين يزور الولايات المتحدة- جاء أدولف هتلر إلى السلطة، وبسبب خلفيته اليهودية لم يعد من بعد ذلك إلى ألمانيا. استقر في الولايات المتحدة وأصبح مواطنًا أمريكيًّا في عام 1940. عشية الحرب العالمية الثانية صادق على رسالةٍ إلى الرئيس فرانكلين روزفلت تنبهه إلى التطور المحتمل ل«القنابل النووية»، ويوصي بأن تبدأ الولايات المتحدة بإجراء بحث مماثل، ما أدى في نهاية المطاف إلى مشروع مانهاتن. دعم أينشتاين قوات الحلفاء، لكنه شجب بشكل عام فكرة استخدام الانشطار النووي كسلاح. ووقع على بيان راسل-أينشتاين مع الفيلسوف البريطاني برتراند راسل الذي سلط الضوء على خطر الأسلحة النووية. عمل أينشتاين في معهد الدراسات المتقدمة في برينستون-نيو جيرسي حتى وفاته في عام 1955.

ي ورقة عام 1905، افترض أينشتاين أن الضوء نفسه يتكون من جسيمات موضعية (كمات).رفضت كمات أينشتاين عالميا تقريبا من قبل جميع الفيزيائيين، بما في ذلك ماكس بلانك ونيلز بور. لم تُقبل هذه الفكرة عالميًا إلا في عام 1919، مع تجارب روبرت ميليكان التفصيلية حول التأثير الكهروضوئي، وقياس تبعثر كومبتون.

خلص أينشتاين إلى أن كل موجة من التردد f مرتبطة بمجموعة من الفوتونات بطاقة كل منها hf، حيث h هو ثابت بلانك. إنه لا يقول أكثر من ذلك بكثير، لأنه غير متأكد من كيفية ارتباط الجسيمات بالموجة. لكنه يقترح أن هذه الفكرة ستفسر بعض النتائج التجريبية، لا سيما التأثير الكهروضوئي.

الاهتزازات الذرية الكمية
في عام 1907، اقترح أينشتاين نموذجًا للمادة حيث تكون كل ذرة في بنية شبكية مذبذبًا توافقيًا مستقلًا. في نموذج أينشتاين، تتذبذب كل ذرة بشكل مستقل- سلسلة من الحالات الكمية المتباعدة بشكل متساوٍ لكل مذبذب. كان أينشتاين مدركًا أن الحصول على تواتر التذبذبات الفعلية سيكون أمرًا صعبًا، لكنه مع ذلك اقترح هذه النظرية لأنها كانت إثباتًا واضحًا بشكل خاص على أن ميكانيكا الكم يمكن أن تحل مشكلة الحرارة المحددة في الميكانيكا الكلاسيكية. صقل بيتر ديباي (نموذج ديباي) هذا النموذج.

مبدأ أديباتي ومتغيرات زاوية الفعل
خلال العقد الأول من القرن العشرين، توسعت ميكانيكا الكم في نطاقها لتشمل العديد من الأنظمة المختلفة. بعد أن اكتشف إرنست رذرفورد النواة واقترح أن الإلكترونات تدور مثل الكواكب، تمكن نيلز بور من إظهار أن نفس الافتراضات الميكانيكية الكمية التي قدمها بلانك وطورها أينشتاين ستفسر الحركة المنفصلة للإلكترونات في الذرات، والجدول الدوري للعناصر.

ساهم أينشتاين في هذه التطورات من خلال ربطها بحجج 1898 التي قدمها فلهلم فيين. أظهر فيين أن الثابت الأديباتي ثابت الحرارة لحالة التوازن الحراري تسمح لجميع منحنيات الجسم الأسود عند درجات حرارة مختلفة ليجري اشتقاقها من بعضها البعض من خلال عملية إزاحة بسيطة. لاحظ أينشتاين في عام 1911 أن نفس مبدأ ثابت الحرارة يظهر أن الكمية التي تحدد في أي حركة ميكانيكية يجب أن تكون ثابتة الأديباتي. حدد أرنولد سومرفيلد هذا الثابت الأديباتي باعتباره متغير الفعل للميكانيكا الكلاسيكية.!