العلماء الذين فاتهم نوبل
أثبتت تشين شيونغ وو نظرية فائزة بجائزة نوبل. اكتشفت جوسلين بيل بورنيل النجوم النابضة. لم يفز أي منهما بالجائزة عن ذلك. إليك ما حدث بالفعل، ولماذا.
في ديسمبر 1956، أمضت الفيزيائية تشين شيونغ وو العطلات في مختبرها بجامعة كولومبيا، تجري تجربة على الكوبالت-60 المشع المبرد إلى ما يقرب من الصفر المطلق. كانت تختبر ما إذا كانت التماثل الأساسي للطبيعة، والذي يسمى التكافؤ، ينطبق بالفعل داخل نواة الذرة. لم يكن كذلك. أظهرت نتائج وو أن الطبيعة لها اتجاه مفضل على المستوى دون الذري - وهو اكتشاف مهم بما يكفي لمنح جائزة نوبل في الفيزياء عنه في العام التالي، 1957. ذهبت الجائزة إلى المنظرين اللذين اقترحا الفكرة وطلبا منها اختبارها. لم تذهب إلى وو، التي أجرت التجربة التي أثبتت صحتهما.
بعد إحدى عشرة سنة، وعبر المحيط، لاحظت طالبة دراسات عليا في كامبريدج تدعى جوسلين بيل بورنيل وميضًا غريبًا ومنتظمًا في أميال من ورق الرسم البياني من تلسكوب راديوي ساعدت في بنائه بيديها - نبضة تصل كل 1.337 ثانية، سريعة ومنتظمة جدًا لأي شيء معروف في السماء آنذاك. لقد اكتشفت النجوم النابضة، وهي نجوم نيوترونية تدور بسرعة وأصبحت واحدة من أكثر الأدوات فائدة في علم الفلك. ذهبت جائزة نوبل لعام 1974 عن هذا الاكتشاف، وهي الأولى التي تمنح في علم الفلك، إلى مشرفها.
ما أثبتته وو بالفعل
في أكتوبر 1956، نشر الفيزيائيان النظريان تسونغ-داو لي وتشن نينغ يانغ ورقة بحثية زعما فيها أن التكافؤ - الافتراض بأن الطبيعة تتصرف بشكل متطابق مع صورتها المرآوية - لم يتم اختباره فعليًا في التفاعلات النووية الضعيفة مثل التحلل الإشعاعي، على الرغم من أنه كان يُفترض أنه ينطبق في كل مكان. وو، زميلة لي في كولومبيا ومعترف بها بالفعل كواحدة من أكثر الفيزيائيين التجريبيين دقة في جيلها، تركت عملها جانبًا لاختبار ذلك. قاس فريقها ما إذا كانت نوى الكوبالت-60، مع محاذاة دورانها بالبرودة الشديدة، تبعث جسيمات بيتا بالتساوي في كلا الاتجاهين على طول محور الدوران هذا. لم تفعل. عدم التوازن الذي قاسهت بحلول أواخر ديسمبر 1956 دحض حفظ التكافؤ في التفاعلات الضعيفة، وهي نتيجة أعادت تشكيل فهم الفيزيائيين للتناظرات الأساسية للكون. على مدار حياتها المهنية، تم ترشيح وو لجائزة نوبل ثلاث وعشرين مرة ولم تفز بها أبدًا.
ما وجدته بيل بورنيل بالفعل
كانت بيل بورنيل طالبة دكتوراه تحت إشراف أنتوني هيويش، وساعدت في بناء تلسكوب راديوي مصمم للكشف عن الكوازارات من خلال وميضها أو تلألؤها. أثناء فحصها لما يقرب من 100 متر من ورق تسجيل الرسوم البيانية شهريًا يدويًا، رصدت أثرًا غريبًا أطلقت عليه اسم "قليل من الخدوش" وتتبعت مصدره إلى مصدر ينبض بانتظام شبه مثالي. أمضت هي وهيويش أسابيع في استبعاد التداخل من السيارات والأقمار الصناعية والمعدات المعيبة، وأطلقا على الإشارة اسم LGM، اختصارًا لـ Little Green Men (الرجال الخضر الصغار)، على سبيل المزاح، قبل أن تجد بيل بورنيل مصدرًا ثانيًا ينبض بانتظام مماثل في مكان آخر في السماء - دليل على أن الإشارات طبيعية وليست اصطناعية. تبين أن الأجسام هي نجوم نابضة: نجوم نيوترونية تدور عدة مرات في الثانية، وتكنس شعاعًا من الإشعاع عبر الأرض مثل المنارة. مُنحت جائزة نوبل لعام 1974 عن هذا الاكتشاف لهيويش وزميله عالم الفلك مارتن رايل. قالت بيل بورنيل في مقابلات إنها لا تستاء من الإغفال، مشيرة إلى أن طلاب البحث لم يكن يتم الاعتراف بهم عادة من قبل لجنة نوبل في ذلك الوقت.
نمط، وليس مجرد حالتين معزولتين
تحدد قواعد نوبل أي جائزة فردية بثلاثة مستلمين، باستثناء الجوائز بعد الوفاة، وتعتمد على الترشيحات المقدمة قبل الموعد النهائي في أوائل العام - نتائج وو النهائية، التي نُشرت في فبراير 1957، صدرت قبل أسابيع فقط من إغلاق ترشيحات ذلك العام، وتظهر أرشيفات الترشيحات التاريخية أن لا هي ولا الفرق الأخرى التي أكدت انتهاك التكافؤ تم ترشيحها في الوقت المناسب. أظهرت الدراسات الإحصائية لتاريخ الجائزة أن نتائج مثل نتائج وو وبيل بورنيل - حيث تم منح الفضل للمنظّر أو المشرف بدلاً من التجريبي أو الطالب الذي قام بالقياس - تتكرر بما يكفي لاعتبارها نمطًا هيكليًا، وليس صدفة. تم تكريم بيل بورنيل في النهاية في مكان آخر: في عام 2018، مُنحت جائزة Breakthrough الخاصة في الفيزياء الأساسية بقيمة 3 ملايين دولار، والتي تبرعت بها بالكامل لتمويل منح دراسية للمجموعات الممثلة تمثيلاً ناقصًا التي تدخل مجال الفيزياء.
قصص مصورة
قصصهم في Wonder Science
الأسئلة الشائعة
هل فازت تشين شيونغ وو بجائزة نوبل على الإطلاق؟
لا. تم ترشيحها لجائزة نوبل في الفيزياء ثلاث وعشرين مرة خلال مسيرتها المهنية ولم تفز بها أبدًا، على الرغم من إجرائها تجربة 1956-1957 التي دحضت حفظ التكافؤ وحصل لي ويانغ على جائزة 1957 عن النظرية التي اختبرتها.
لماذا لم تفز جوسلين بيل بورنيل بجائزة نوبل لاكتشاف النجوم النابضة؟
ذهبت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1974 عن اكتشاف النجوم النابضة إلى مشرفها، أنتوني هيويش، وزميله عالم الفلك مارتن رايل، وليس إلى بيل بورنيل، التي كانت طالبة دراسات عليا في ذلك الوقت وقامت بالاكتشاف الفعلي. لقد صرحت علنًا بأنها لا تستاء من ذلك، وقد تم تكريمها منذ ذلك الحين بأوسمة شرف كبرى أخرى، بما في ذلك جائزة Breakthrough الخاصة لعام 2018.
ما هو النجم النابض، بعبارات بسيطة؟
النجم النابض هو نجم نيوتروني يدور بسرعة - وهو اللب شديد الكثافة المنهار الذي يتبقى بعد انفجار نجم ضخم - يمسح شعاعًا من الإشعاع عبر الأرض مع كل دورة، على غرار المنارة. اكتشفت بيل بورنيل أول واحد في عام 1967 من خلال نبضاته الراديوية المنتظمة بدقة.