با اینکه سالهاست در اسپانیا ساکن هستم و ارتباطاتم هم بزبان اسپانیاییست، ولی هنوز برای نوشتن نامه های رسمی حتی در زندگی روزمره ترجیح میدهم از امکانات هوش مصنوعی چت چی پی تی کمک بگیرم. بعنوان مثال پارسال نامه ای برای فسخ قرارداد بیمه اتومبیل یا نامه ای برای استفاده از گارانتی و تعویض یک وسیله شخصی و چند کار اداری دیگر که نیاز به نوشتن ایمیل دقیق رسمی داشت، چت جی پی تی نامه هایی را تهیه کرد که دقت کمتری از یک حقوقدان نداشت. بارها بعد از جواب دادن به تلفن و بعد از چندین دقیقه صحبت کردن فهمیده ام که فرد انطرف گوشی یک ربات هوش مصنوعی است که در حال تبلیغ برای شرکتش بوده ولی با مهارت بالایی و در یک مکالمه دوطرفه روان بدون کوچکترین لهجه و تفاوت با یک انسان، در حال صحبت با من بوده است. حتی در کارهای روزمره پژوهشی هم، استفاده از چت جی پی تی و سایر ابزارهای هوش مصنوعی نظیر آن میتواند کمک زیادی در وقت و انرژی کند. دوسال پیش قرار شد که مقاله ای در کنفرانس شتابگری بنویسم که در «سرن» انجام میشد. از انجاکه مشغول ازمایشات دیگری در اینجا بودم و اصلا زمانی برای نوشتن مقاله و رفتن به سوییس نداشتم، از چت جی پی تی خواستم که سرفصلهای مقاله را برایم پیشنهاد کند. بعد از ان با استفاده از داده ها و نتایج ازمایشگاهی که انجام داده بودیم، مقاله را در مدت کوتاهی تکمیل کردم و فرستادم. اتفاقا ان مقاله از مقالات عالی ارایه شده در ان کنفرانس بود. مدتی پیش که در پنل مصاحبه برای انتخاب دو نفر از متخصصین برای این مرکز بودم ، بدلیل نداشتن وقت کافی از جی پی تی خواستم تا سوالاتی را برایم تهیه کند تا علاوه بر موارد خودم در جلسه از افراد مصاحبه شونده بپرسم. در همه این موارد هوش مصنوعی دستیار عالی بوده است..
امروزه ابزارهای هوش مصنوعی که اغلب بصورت رایگان در دسترس همه هستند میتوانند با استفاده از کلمات کلیدی ما، در زمان اندکی، داستان کوتاه و بلند و یا کتاب علمی و غیر علمی بنویسند و یا عکس و فیلم بسازند و یا برای شما سخنرانی هیجان انگیز تهیه کنند ! هر چند که هنوز تا پخته شدن نتایج ابزارهای هوش مصنوعی زمان لازم هست و بعضی اوقات نتایج ارایه شده توسط هوش مصنوعی بی معنی و غیر واقعی است، بخصوص وقتی از او درخواست غیر علمی و یا احساسی کنید. مثلا از هوش مصنوعی خواستم بیتی بسازد از زبان «مولانا» که شامل دو کلمه «اتم » و «هسته» باشد. نتیجه ان در چت جی پی تی:
در دل اتم، عشق نهان چون هسته ای
ذرات هستی را کند او خسته ای
هر چه در عالم ز اتم تا کهکشان
همه در رقص اند، مست از ان نهان
!! نتیجه ای شبیه اشعار بگوری برره
شاید زمانی در سه دهه پیش داشتن یک مدرک دانشگاهی میتوانست شرط لازم برای برخی کارها باشد، ولی امروزه حتی کارکرد خود دانشگاه سنتی فعلی هم با وجود ابزارهای اینترنتی و هوش مصنوعی زیر سوال است. امروزه علم بر خلاف فناوری بصورت تقریبا رایگان در اینترنت قابل دسترس است و نیازی به دانشگاه ندارد. تغییر روش و کارکرد دانشگاهها از آموزشی و علمی به سمت فناوری و پژوهشی از موهبتهای اجباری اینترنت و هوش مصنوعی است که هر چه دیرتر کشوری به سمت ان حرکت کند، در اینده هزینه های سهمگینتری پرداخت خواهد کرد.
اغلب ما فراموش میکنیم علمی که میشناسیم در واقع مدلی از یک واقعیت است و نه احتمالا تمام واقعیت. بهمین دلیل در همه علوم مدرن از جمله علم فیزیک هم قوانین و مدلها کامل نیستند و به تدریج در حال تکمیل شدن است. اینکه در آینده ذرات بنیادی جدیدتر و یا قوانین کاملتری از قوانین فعلی فیزیک و یا منابع جدیدی از انرژی جایگزین شود ، بنظر منطقی می اید. این احتمالا با بکارگیری هوش مصنوعی که میتواند اطلاعات زیادتری را در زمان کمتری تحلیل کند و از ذهن انسان توانایی بیشتری دارد، شدنی بنظر میرسد. شاید روزی بعضی به اصطلاح خرافات قدیمی هم به نحوی جزوی از علم آینده شوند.
مدتی پیش مستندی دیدم در مورد تکنولوژی طبیعی حرکت میکروبها که طبیعت هوشمند ساخته است. ساختار مکانیکی یک میکروب سالمونلا با کمک اشعه ایکس و میکروسکوپ نور فرکانس بالا، بصورت سه بعدی عکسبرداری شده بود. ساختار قسمت پیشران آن بصورت غیرباوری شبیه یک موتور الکتریکی مینیاتوری دارای سیم پیچی و استاتور است! برق ان هم توسط یونهای هیدروژنی که در سطحش ذخیره میشوند به ان رسانده میشود. اعجاب طبیعت با شعور..با کمک تکنولوژی های نو برای عکسبرداری و فیلمبرداری ذرات اتمی کم کم هوشمندی بیکران موجودات زنده بیشتر و بیشتر دیده میشود. درک هوشمندی عجیب طبیعت و انرژی هوشمندی طبیعی در پس اتفاقات و ذرات حیرت انگیز است. دانشمندان و محقیقن واقعا چیز جدیدی اختراع نمیکنند، بلکه بصورت دست و پا شکسته ای قوانین طبیعت هوشمند را پیدا میکنند. اما واقعا یافته ها و راه حلها و خیلی از قوانین و مدلسازیهای علمی ما بیشتر شبیه تفسیر سایه یک پرنده است، و نه خود پرنده. دریافتی که مولانا قرنهاپیش ارایه داد.
مرغ بر بالا پران سایه‌اش
می‌دود بر خاک پران مرغ‌وش
ابلهی صیاد آن سایه شود
می‌دود چندانک بی‌مایه شود
بی‌خبر کان عکس آن مرغ هواست
بی‌خبر که اصل آن سایه کجاست
تیر اندازد به سوی سایه او
ترکشش خالی شود از جست و جو
ترکش عمرش تهی شد عمر رفت
از دویدن در شکار سایه تَفت
سایهٔ یزدان چو باشد دایه‌اش
وا رهاند از خیال و سایه‌اش
(مولانا)
سه سال پیش کاپ فاراده ای برای یکی از مراکز شتابگر ساختیم که کمی با کاپهای فاراده رایج متفاوت بود. کاپ فاراده یکی از ساده ترین تجهیزات دیاگنوستیک در شتابگرهای ذرات است که معمولا برای اندازه گیری جریان الکترون، پروتون و یا ذرات سنگینتر استفاده میشود. ساده ترین ساختار ان شامل یک کاسه مسی است که در مقابل باریکه ذرات قرار میگیرد و از طریق یک کانکتور و یک مقاومت الکتریکی به اسیلوسکوپ وصل میشود. ازین طریق روی اسیلوسکوپ خارج از تونل شتابگر میتوان جریان ذرات را دید. البته معمولا برای اندازه گیری با کیفیت تر یک سری اجزای دیگر هم به ان اضافه میشد ولی اساس ان بهمین سادگیست. بعنوان مثال در طراحی ما، ولتاژ بایاسی روی کاپ قرار دادیم تا از خروج الکترونهای ثانویه جلوگیری کند. همین تجهیز ساده یکی از پرکاربردترین تجهیزات برای اندازه گیری جریانهای خیلی کوچک ذرات باردارست. البته کاربردش در انرژیهای بالا محدودیتهایی دارد.
.....
سالها پیش شاید سال ۲۰۰۷ یا ۲۰۰۸ بود که پروژه ای در دست طراحی وساخت داشتیم که وابسته به سازمان علمی ملل متحد (یونسکو) در کشور اردن بود. یادم ماید که در حال نصب و تست یک شتابدهنده الکترون مایکروترون بودیم. برای برخی سیستمهای دیاگنوستیک و فرکانس آر.اف نیاز به یک سری قطعات فرکانس بالا داشتیم که منحصرا یک شرکت ایالات متحده میساخت. درخواست خرید این قطعات را دادیم. از انجا که کشور اردن در انزمان از نزدیکان ایالات متحده بود اصلا فکر نمیکردیم که مشکلی برای صادرات قطعات به ان کشور وجود داشته باشد. ولی بعد از مکاتبات گفتند که ظاهرا اجازه صادرات این قطعات به اردن داده نمیشود. البته واقعا قطعات پیچیده و تکنولوژی خیلی بالایی هم نبودند. اتفاقا در انزمان بحث تحریمهای علیه ایران هم جدی شروع شده بود. یک روز موقع نهار یکی از متخصصان انجا که اتفاقا از اردنی های بازگشته به کشورش بود در مورد تحریمهای ایران پرسید. کلی صحبت کردیم. اخر صحبتهایم گفتم «شما هم تحریم هستید فقط خودتان نمیدانید!» در واقع در زمینه فناوریهای مهم، کشورها تنها باید به توان داخلی خودشان اتکا کنند، نه به امید دیگر کشورها.
اصولا نویزها پدیده ای کاملا چالش برانگیز در شتابدهنده های ذرات هستند. این بخصوص در مواقعی که بخواهید سیگنالهای بسیار کوچک و دقیق را بررسی کنید میتواند بصورت جدی دردسر ساز شود. در غالب شتابدهنده ها انبوهی از تجهیزات با جریانها و هارمونیکها و سطح انتشار امواج الکترومغناطیسی متفاوت مشغول کارند. تا موقعیکه نیاز به دقت بالا برای اندازه گیری سیگنالها نباشد، این مشکل بالایی ایجاد نمیکند. ولی برای برخی ازمایشات نیاز به اندازه گیری سیگنالهای بسیار کوچک است و در نبود یک زمین الکتریکی خوب در تاسیسات شتابدهنده، مشکل فراوانی ایجاد میشود. مثلا سیگنالهای پالسی یک کاپ فاراده، یا اندازه گیری امیتانس باریکه و یا حتی یک آ.سی سی تی از جمله این موارد هستند.
نویزها در فرکانسهای بالای آر.اف برخلاف انتظار، راحتتر قابل بهبودند. در این موارد یک فیلتر باند بالا یا پایین معمولا خوب جواب میدهد. دلیلش انست که معمولا فرکانس کار در این موارد مشخص است و میتوان با قرار دادن فیلتر ، نویز را از بین برد. ولی در سیگنالهای پالسی که دارای اسپکتروم گسترده فرکانسی هستند، رفع نویز پیچیده تر است.
مدتی پیش بعد از اینکه تجهیزی را برای «سرن» طراحی کردیم و در آزمایشگاه ساختیم. قرار شد که انرا با باریکه پروتون انرژی پایین در مرکز خودمان ازمایش کنیم. پس آنرا در شتابدهنده کم انرژی نصب کردیم. هنگام تست ان در شتابگر، متوجه شدیم که بدلیل دامنه بالای نویز، سیگنال خروجی تجهیز بسیار معوج و غیر دقیق شده بود. تقریبا دامنه سیگنال پالسی اصلی از دامنه نویز کوچکتر بود و قابل تشخیص نبود. مدت زیادی زمان صرف کردیم و با مجموعه ای از امپلی فایر و فیلتر و تغییر زمین الکتریکی ، سرانجام مشکل حل شد. به همین دلیل است که برای شتابدهنده های جدید توصیه میشود که طراحان سیستم برق، در هنگام طراحی سازه اولیه، طراحی یک زمین الکتریکی خوب را مدنظر قرار دهند تا در آینده با مشکلات کمتری مواجه شوند.
برخی شتابدهنده های ذرات البته در تونلهایی در عمق زمین ساخته میشوند که ربطی به نویز الکتریکی و الکترومغناطیسی ندارد، و دلیل ان کاهش انتشار و دریافت تشعشعات نوترونی و نظیر آن در برخی آزمایشات خاص است.
.....
معمولا سوالی که غالبا در سفر به ایران، از من پرسیده میشود اینست که ایا مهاجرت به خارج از کشور خوب است یا نه؟ جواب من البته از دو دهه پیش تا الان با تجربه بیشتر زندگی در خارج کشور تغییر کرده است.تقریبا پاسخ من بخصوص وقتی صادقانه باشد اینست که مهاجرت را بصورت کلی پیشنهاد نمیکنم. پدیده مهاجرت برخلاف ظاهر ساده و جذاب آن، ولی پیچیده و سخت است. من غالبا این شباهت را مطرح میکنم. یک درخت نخل را از جنوب ایران از ریشه در اورید و در ساحل دریای خزر بکارید، در آنجا ممکن است رشد کند ولی میوه ای نخواهد داد. مهاجرت از ایران هم تقریبا شبیه همین است و با گذشت زمان بیشتر واقعیت پیدا میکند.
چند سال پیش در تیم طراحی یک تجهیز «اندازه گیری امیتانس ذرات کم انرژی» که برای یکی از مراکز شتابدهنده پروتون میساختیم، بدلیل نبودن فردی در قسمت الکترونیک این تجهیز، خودم کارهای مربوط به ساخت قسمت الکترونیک انرا به عهده گرفتم. بخاطر ان مجبور شدم که مدت زیادی صرف مطالعه و یاداوری نکات مربوط به طراحی الکترونیک و مدارهای مربوطه کنم. بعد از ان هم نیاز به یک مولد پالس سریع گوسی ولتاژ پایین چند صد پیکوثانیه ای داشتیم که مدتی برای ان هم مطالعه کردم و یک مولد بر اساس دیود «آوالانژ » و دیگری بر اساس دیود «استپ ریکاوری» ساختیم. در این بین با مقالات «جیم ویلیامز» آشنا شدم که بسیار عالی بودند. بعد متوجه شدم که او یکی از مشهورترین افراد در زمینه الکترونیک انالوگ است که در شرکت «انالوگ دیوایس» سالها مشغول بوده است. زندگیش را که خواندم دیدم که اصلا سابقه دانشگاهی الکترونیک نداشته و در رشته ای دیگر درس خوانده بود، ولی با عشق و علاقه وارد زمینه الکترونیک شده بود و توانسته بود با طراحی های عملی و پژوهشهای شخصی از تاثیرگذارترین متخصصین این رشته و در واقع رفرنس علمی این زمینه شود. در میان تاثیرگذاران دیگر زمینه های علمی هم افرادی شبیه جیم ویلیامز زیاد دیده میشود که بدون مدارک بالای دانشگاهی در رشته ای توانسته اند با عشق و استعداد و تلاش مستمر، تاثیرات مثبت علمی بی نظیری در علم و تکنولوژی داشته باشند. تب مدرک گرایی و مقاله گرایی، مسئله ایست که در کشورهای کمتر توسعه یافته، شدیدا باعث افت فناوری کشورهایشان و مهاجرت متخصصین و فناوران و تبعات اقتصادی آن شده است.
در تجربه دو دهه گذشته ام در مراکز شتابگر ذرات، بارها در پنل هایی برای انتخاب افراد متخصص حضور داشته ام. واقعیت اینست که کارهای عملی مرتبط که انجام داده بودند بیشتر از مدرک تحصیلیشان توجهم را جلب میکرد. بارها و بارها دیده ام که همانگونه یک مهندس بهتر از یک تکنسین میتواند کارهای مهندسی را انجام دهد، یک تکنسین هم کارهای تکنسینی را به مراتب بهتر از یک دکترا انجام میدهد. در عوض در یک کار پژوهشی یک دکترا بهتر از یک تکنسین میتواند پژوهش را انجام دهد. در پروژه های فناوری و عملگرایانه موفقیت آمیز، مدرک درست مثل شماره کفش است. بالا بودن یا پایین بودن ان خیلی مهم نیست. مهم اندازه بودن آنست.
...........
حکایت مولانا از گاوی در یک جزیره سرسبز که روزها از فراوانی نعمت چاق میشود و شبها از اضطراب فردا لاغر میشود..
یک جزیره سبز هست اندر جهان اندرو گاویست تنها خوش دهان
جمله صحرا را چرد او تا به شب تا شود زفت و عظیم و منتجب
شب ز اندیشه که فردا چه خورم گردد او چون تار مو لاغر ز غم
چون براید صبح گردد سبز دشت تا میان رسته قصیل سبز و کشت
باز زفت و فربه و لمتر شود ان تنش از پیه و قوت پر شود...
باز چون شب میشود ان گاو زفت میشود لاغر که آوه رزق رفت...
سالها خوردی و کم نامد ز خور ترک مستقبل کن و ماضی نگر
«مولانا»
از دهه ۵۰ میلادی که اولین شتابگر حلقوی ساخته شد، نسلهای مختلف بعدی به خاطر نیاز صنایع و موسسات و آزمایشگاههای تحقیقاتی به نور سینکروترون بوجود آمد. شتابدهنده حلقوی آنزمان بسیار کوچک و محیطی حدود چند متر داشت! و تنها برای تحقیقات ساده فیزیک ساخته شد. در آنزمان نور سینکروترون همانند اشعه ایکس در اوایل پیدایشش، جنبه پارازیت و ناخواسته داشت. بعدها که ابعاد استفاده از ان روشن شد، نسل اول شتابگر سینکروترون ساخته شد. اما نور سینکروترون از همان اول ثابت کرد که اصطلاحا نور «پر برکتی» برای صنعت، فناوری و حتی اقتصاد و زندگی مردم است. یک دهه بعد شتابگر سینکرونروم نسل دوم با بکارگیری insertion device مانند «ویگلر» و «اندولاتور» ساخته شد که نور با کیفیت تری را در اختیار کاربرانش قرار میداد. و سرانجام از دهه ۹۰ میلادی تقریبا تمام سینکروترون های ساخته شده به نسل سوم 3rd generation light source و حلقه هایی بین ۳۰۰ تا ۶۰۰ متر ارتقاع داده شدند. نوری با تابندگی و درخشش هزاران برابر اشعه ایکس و کیفیت فرکانسی میلیونها برابر بالاتر از خورشید. صنایع و تحقیقات لبه علم شیفته این نور شدند. تقریبا هیچ کشور توسعه یافته ای وجود ندارد که حوالی سال ۲۰۰۰ میلادی طراحی سینکروترون ملی نسل سوم خود را آغاز نکرده باشد. و در همه انها هم تا حوالی سال ۲۰۱۰ توانسته اند کار طراحی، ساخت و تولید نور سینکروترون را به پایان برسانند. در کنار کشورهای توسعه یافته، کشورهای در حال توسعه آنزمان نظیر چین، هند و برزیل هم در همان سالها اینکار را انجام دادند. انها بعد از بیست سال در حال آغاز به چیدن میوه تصمیمات درستشان در علم و فناوری هستند.
مولانا گفته بود: «چون که صد آمد، نود هم پیش ماست» این بدرستی بیانگر سرمایه گذاری در فناوریهای پیشرفته نظیر ساخت شتابدهنده های ذرات و فناوریهای فضایی و انرژی و غیره است.
اما در چند سال اخیر نسل چهارم سینکروترونها هم در حال ظهور هستند. انها امیتانس emittance بسیار پایین و درخشندگی و تابندگی دهها برابر نسل قبلی خود دارند. البته نیازهای انها از پایداری زمین و پایداری تاسیسات برق و منابع تغذیه الکترومغناطیسها گرفته تا خطای بسیار پایین مکانیکی ساخت تجهیزات و فیزیک ذرات ، ساخت انها را با چالشهایی روبرو میکند که البته در حال حل شدنند.
یکی از کارهایی که عموما موقع ساخت نسل جدیدتر شتابدهنده توسط کشورها انجام میشود، معمولا dismantle کردن ماشین شتابدهنده نسل قبلی و اهدای ان به مراکز ملی دیگر یا حتی کشورهای دیگر برای استفاده دوباره است. دلیل انست که اصولا بعد از ارتقا به نسل بعدی، غالب تجهیزات و زیرسیستمهای شتابدهنده باید از اول طراحی و ساخته شوند. سالها پیش شتابدهنده سینکروترونی را طراحی کردیم که قسمت اعظم اینجکتور و حلقه بوستر ان اهدایی کشور آلمان تحت برنامه علمی سازمان ملل یونسکو بود.
ساخت یک شتابدهنده نسل سوم هنوز هم به شرط اراده جدی و بودجه مناسب و هدفمند برای ان، اگر حتی بتواند تا سال ۲۰۳۰ نور با کیفیت سینکروترون را به مرحله تولید برساند، کار بزرگ و پرافتخار برای هر کشوری است.
..........
ماه گذشته سفری به ایران داشتم که بسیار خوب بود، البته بدلیل گرمی هوا نتوانستم به مسجدسلیمان بروم که حیف شد. از زمان کوید، به ایران نرفته بودم، ولی تغییرات ملموسی را دیدم. در زمینه کاربرد دیجیتال و راحتی کارها، از کارهای اداری و دولتی تا اپلیکیشنهای موبایلی برای خرید، تاکسی و غیره تغییرات خیلی مثبت و مبتکرانه دیدم. در زمینه قیمتها ولی شبیه کسی بودم که از «غار کهف» خارج شده باشد!
من در زمان تحصیلاتم در سالها پیش در دانشگاه تهران علاقه ای به مباحث الکترونیک نداشتم. بهمین دلیل بود که در دانشگاه در سال سوم به بعد گرایش برق قدرت و مباحث الکترومغناطیسی را انتخاب کرده بودم. واقعیت اینبود که بعد از پاس کردن مدارهای الکترونیک ۱ و ۲ ، نحوه تدریس اساتیدمان آنقدر فرمولی و غیر عملی بود که هیچ هیجانی برای یاد گرفتن حتی نحوه کار ترانزیستورها نداشتم! اپ امپ ها یکی از کمپننتهای الکترونیکی هستند که صدها نوع با ویژگیهای مختلف دارند و تقریبا در تمام مدارات الکترونیکی استفاده میشوند. آنها شبیه آچار فرانسه در مدارات الکترونیک هستند. یادم میامد در دانشگاه تهران حدود بیست و چند سال پیش در مبحث ترانزیستور و یا اپ امپها، استادمان فرمولهای بی حاصلی را روی تخته کلاس مینوشت که بعید میدانم جذابیت و حتی منفعتی برای دانشجویان داشت. او حتی یکبار اشاره ای به کاربرد عملی آن نمیکرد و یا اینکه مثلا با ان چه کارهایی میشود کرد.در انزمان نتوانستم ارتباطی دوستانه با گرایش الکترونیک برقرار کنم. همین باعث شد که موقع انتخاب واحدها در سال سوم، گرایش قدرت را انتخاب کنم. البته صادقانه بگویم دلیل دیگری هم داشت! در آنزمان گرایش برق قدرت بازار کار و پول بهتری برای فارغ التحصیلانش داشت، پس آنرا انتخاب کردم. ولی سالها گذشت و سالها بعد از کار در مراکز شتابدهنده ذرات و آشنایی اجباری با مباحث الکترونیک شیفته آن شدم. تقریبا از اغاز به کارم از بیست سال پیش در مراکز شتابدهنده ذرات همیشه در کنار کارهای حرفه ای با گرایش الکترومغناطیسی و دیاگنوستیکس، بصورت عمومی مباحث الکترونیک آنالوگ را هم مطالعه و تحلیل میکردم ولی نه در حد طراحی و ساخت مدارات الکترونیک بصورت حرفه ای. تا اینکه چند سال پیش در تیم طراحی یکی از اجزای شتابدهنده که برای کشور بلژیک انجام میدادیم، مجبور شدم که کارهای مطالعه و طراحی الکترونیک مدارات آنالوگ را خودم انجام دهم. قرار بود مداری ساخته شود که بتواند جریانهای پالسی تا حد ۱۰۰ نانو امپر را به ولتاژ تبدیل کرده، آمپلی فای و اندازه گیری کند. از طراحی ان در ltspice تا طراحی مدار چاپی ان در kicad و بعد ساخت و تست ان، از جمله یاداور این موضوع بود که بعضی مباحث علمی هر چه بیشتر انرا بشناسی بیشتر شیفته آن میشوی. الکترونیک آنالوگ یکی از آنهاست. دنیایی از جذابیت و کاربرد و خلاقیت، هر چند که به اندازه امواج الکترومغناطیسی مرموز و جادویی نیست.
بعد از ان تجربه، به این نتیجه رسیدم که کار و پژوهش در فیلدهایی که حتی علاقمند نباشی، ممکن است درهایی را به پژوهشگر باز کند که دارای جذابیت های عالی باشند.
شاید یک پیشنهاد به معلمان بخصوص رشته های فنی، این باشد که قبل از ارایه یک موضوع برای دانشجویان سال پایین، انرا بصورت عملی و تجربی درک کنند. و مهمتر اینکه در کنار فرمولهای ریاضی، مثالهایی از کاربرد موضوع در صنعت یا پژوهش گفته شود. اگر آزمایشگاه های تجربی در دانشگاه وجود ندارد، حداقل میتوان انرا در کامپیوتر شبیه سازی کرد و انرا قبل از تدریس درک کرد. بعنوان مثال در مورد ترانزیستور اگر استاد با گفتن یک جمله که مثلا «ترانزیستور در اغلب جاها مثل یک کلید جریان برق عمل میکند» میتواند راهی در ذهن دانشجویانش برای ارتباط با این موضوع ایجاد کند. چه اشکالی دارد که استاد در کلاس درس چند ترانزیستور یا اپ امپ از جیبش در اورد و نشان دانشجویان بدهد. این ممکن است سبب فهم تئوری بیشتر دانشجویان نشود، ولی باعث درک و انگیزه بیشتر دانشجویانش میشود. امروز با وجود گوگل و چت جی.پی.تی و هوش مصنوعی، استادانی که کاربردهای عملی و بومی و یا صنعتی و تجربی موضوعات را درک نکرده و به دانشجویان انتقال نمیدهند، ممکن است جایشان را به گوگل و یوتیوب و جی.پی.تی بدهند، چون انها هم هوشمند ترند و هم تقریبا رایگان.
وقتی به تاریخ علم مدرن و بخصوص علم فیزیک نگاه میکنم، شلوار جین ی برایم مجسم میشود که هر چند دهه قسمتی از آن پاره میشود و دانشمندان مجبور میشوند آن را «وصله پینه» کنند. دانشمندان نمیتوانند شلوار را عوض کنند، فقط مجبورند روی قسمت پاره شده اش یک وصله یا با اصطلاح لاتین extension بدوزند. من اصطلاحا یک دانش اموخته مهندسی بوده ام ولی بواسطه کارهایی که طی دو دهه در پروژه های فیزیکی انجام داده ام، و مطالعات تفریحی در این زمینه، درک شخصی نسبتا مناسبی در این زمینه پیدا کرده ام. شاید تا چندین قرن پیش تنها فیزیک کلاسیک در حد قانون گرانش خیلی ابتدایی، جوابگوی پدیده های اطراف و صنایعمان بود. بعنوان مثال چرا سیارات دور خورشیدشان میچرخند یا قانون جاذبه روی زمین چکار میکند. بعدها که امواج و نیروهای الکترومغناطیسی پدیدار شدند، دیگر اعتبار قانون گرانش محدود به اجسام بزرگ شد و نیروهای الکترومغناطیسی بعنوان نیروهای اصلی توجیه حیات بشری و طبیعت و صنعت شناخته شدند. زمانیکه اتمها بصورت دقیقتر شناخته شدند، نیروهای الکترومغناطیسی هم اعتبار خود را در محدوده اتم و زیر اتم از دست دادند ، چرا که بر مبنای این نیروها امکان قرار گرفتن چندین پروتون در کنار هم در هسته اتم غیرممکن است. انها چنان نیروی دافعه عظیمی نسبت بهم دارند که میتوانند همدگیر را به درو دیوار بکوبند. در اینجا علاوه بر نیروی بنیادی اول یعنی گرانش، نیروی بنیادی دوم یعنی الکترومغناطیسی هم اعتبار خود را از دست داد. دومین وصله پینه فیزیک بنام «نیروی قوی» برای توجیه وجود پروتونها در کنار هم ایجاد شد. تا سالها فیزیکدانان نفس راحتی کشیدند تا اینکه مواد پرتوزا و انتشار پرتوها در ابعاد زیراتمی شناخته شدند . اینجا هم سه نیروی بنیادی قبلی فیزیک اعتبار خود را از دست دادند و وصله پینه سوم یعنی «نیروی ضعیف» ایجاد شد تا بتواند این پدیده را تفسیر کند. تا امروز همین چهار «نیروی بنیادی طبیعت » تقریبا تمام پدیدهای عالم و فناوریهای موجود را تفسیر میکنند. اما شما باور نکنید. از چند دهه پیش به موازات فیزیک کلاسیک، فیزیک کوانتوم هم بصورت کاربردی وارد زندگی مردم شده است و هر چند که فیزیک کلاسیک را کاملا نفی نمیکند ولی بعنوان جایگزین معتبرتری برای توجیه پدیده های ریز استفاده میشود.
بعنوان مثال طبق یکی از نظریات کوانتمی و البته آزمایش معروف دو شکاف در مورد فوتون، ذرات زیراتمی و در کل وضعیت اشیا حالتی شبیه ابر و یا موج دارند، آنها دارای تابعی موجی هستند که تا موقعی که به آنها نگاه نشود خواه توسط انسان یا ماشین و دستگاه ، بصورت ذره در نمی آیند. تماشا کردن یا اصطلاحا observation این ذرات، تابع موجی آنها را فرو میریزد و آنها را بصورت ذرات با وضعیت مشخص در حافظه جهان و مشاهده کننده تثبیت میکند. مثال مقایسه ای: صفت جالبی در زبان فارسی است که به کسی که کاری را بصورت عالی متفاوت با دیگران انجام میدهد میگویند «فووت کوزه گری دارد». برای چنین شخصی به یمن شناخت درست حرفه اش، تابع موجی احتمالات کوانتمی حرفه اش فرو ریخته و تبدیل به یک وضعیت مشخص و معین و تثبیت شده است. یعنی احتمالات خطا ازبین رفته و نتیجه کارش همیشه عالی است.
اگر درست حدس زده باشم شاید بپرسید حالا چه اهمیتی دارد فیزیک کوانتم درست باشد یا کلاسیک. اصلا اتفاقات زیراتمی چه فرقی به حال من و مردم کوچه و بازار میکند؟؟
جواب من آنست که اول باید بگویم که غالب دانشمندانی که عمیقا در علم کنکاش کرده اند (رجوع به زندگینامه فیزیکدانهای بزرگ) به این نتیجه میرسند که در پایان در لایه ای عمیقتر از مردم کوچه و بازار دچار عدم توانایی فهم جهان هستی و گیجی شده اند. دومین پاسخ اینست که به احتمال زیاد اگر توسعه دهنده و طراح صنایع مدرن نیستید و یا فناوری در حد کار با ذرات زیراتمی ندارید، و تنها استفاده کننده از تکنولوژی هستید ، واقعا فرقی نمیکند کدامشان درست باشد.اما اگر بعنوان مثال تولید کننده دستگاه MRI برای درمان بیماران سرطانی هستید یا توسعه دهنده مغناطیسهای سوپرهادی، دیودهای نوری، کامپیوترهای کوانتومی، لیزرها، ترانزیستورها و پروسسورها و چیپهای نیمه هادی هستید، درک و سپس توسعه این صنایع نیاز به قبول و اعتماد به نظریه کوانتوم در کنار فیزیک کلاسیک دارد.
البته ممکن است در آینده ، دانشمندان در «مرکز اروپایی سرن »در سوییس متوجه شوند که این نظریه هم قابل اعتماد نیست. ولی در هر صورت فعلا در زمینه های گفته شده درست جواب میدهد، و مهمتر اینکه نظریه جایگزین مناسبتری پیدا نشده است. آیا روزی بجای وصله پینه کردن، شلوار علم فیزیک عوض میشود؟
آن قصر که جمشید در آن جام گرفت
آهو بچه کرد و روباه آرام گرفت
بهرام که گور میگرفتی همه عمر
دیدی که چگونه گور بهرام گرفت
«عمر خیام»
چند سال پیش در کنفرانسی شرکت کرده بودم در زمینه شتابدهنده های ذرات. موقع شام بحثی شد راجع به «کیکرهای مربوط به تیونینگ بتا» در سینکروترون. من در ان موقع کیکری را برای رینگ سینکروترون طراحی کرده بودم و مطالعات خوبی در این زمینه داشتم. درضمن طراحی کیکرها در سینکروترون بسیار شبیه بی.پی. ام هاییست که تجربه خوبی داشتم. کیکرهای تیونینگ یا kickers tune shakers تجهیزاتی هستند که در حلقه انبارنده خلا قرار میگیرند و کارشان تولید میدان الکترومغناطیسی در فرکانسهای مختلفی است که بصورت مصنوعی باعث تحریک و لرزش خفیف باریکه شود. از آنجا که باریکه الکترونها درحلقه خلا در یک فرکانس بسیار خاص دچار لرزش شدید میشوند، با کمک یک پیکاپ در نقطه ای دیگر از حلقه خلا میتوان لرزشهای باریکه را مشاهده کرد که ناگهان در یک فرکانس خاص بسیار بیش از حد نرمال میلرزد. از آنجا میتوان فرکانس بسیار خاص باریکه را پیدا کرد که مولفه مهمی از کار شتابدهنده های حلقوی است. همکاری از آزمایشگاه سینکرروترون مهمی امده بود که میگفت نمیداند چرا کیکرشان توان مایکرویو زیادی مصرف میکند و در قبال دریافت توان آر.اف، فقط مقدار کمی باریکه الکترون را اصطلاحا میلرزاند. آنها این کیکر را دو سال پیش از آن ساخته بودند و بعد از نصب آن در حلقه خلا سینکروترون متوجه شدند که باریکه را به اندازه کافی نمیلرزاند. روز بعد کمی با او گفتگو کردم و فرکانس آر.اف و مشخصات کیکر و بی.پی.ام را بازبینی کردیم. ولی سرانجام متوجه شدم که طول استریپ بی.پی.ام کیکرشان را به جای یک چهارم طول موج مایکرویو یعنی حدود 21 سانتیمتر، یک دوم یعنی 42 سانتیمتر طراحی کرده بودند. این درست شبیه سطل آبی است که کف آن سوراخ است و تو انتظار داشته باشی انرا با آب پر کنی. یک دوم طول موج از دید امواج الکترومغناطیسی ، یعنی سطل سوراخ و اتلاف تقریبا همه انرژی آر.اف. او بعد از این گفتگو متوجه این اشتباه فاحش شده بود ولی دو سال بعد از نصب در شتابدهنده ، آغاز به طراحی و ساخت کیکر یا بی.پی.ام جدید تقریبا کار غیرممکنی بود. این در طراحی بی.پی.ام و یا کیکرها آنقدر بدیهی است که نیاز به شبیه سازی کامپیوتری و غیره ندارد. بعضی اوقات دقت بیش از حد در جزییات کم ارزش تر ، طراح را از دیدن بدیهی ترین پارامترهای ساخت یک تجهیز باز میدارد.
.......................................................
خیلی سال پیش فیلم سینمایی دیدم که اسمش خاطرم نیست. در قسمتی از ان ابیاتی از سیمرغ عطار نیشابوری خوانده شد. بعدها داستان سیمرغ عطار را خواندم. مراکز و لابراتوارهای تحقیقاتی و بومی سازی تکنولوژی دقیقا نمایی از داستان سیمرغ عطار است. در واقع مسیر و چالشهای ساخت مراکز تحقیقاتی بزرگ و تکنولوژیهای پیشرفته از جمله آزمایشگاههای شتابدهنده ذرات است که آنها را به راههای مهم کمک به اقتصاد و توسعه زیرساخت کشورها تبدیل میکند نه فقط داشتن آنها بصورت turn-key یا درخواست از یک کشور دیگر برای ساخت آن. در میان کشورهای صاحب آزمایشگاههای شتابدهنده ذرات که من میشناسم، بیشتر کشورها در غالب کنسرسیومهای ملی داخلی یا بین المللی طراحی و ساخت شتابدهنده های ذرات را عملی کرده اند و منافع بیشمار فنی حاصل از سرریز تکنولوژی بدست آمده را در صنایع حیاتی دیگر استفاده کرده اند. البته در میان کشورهای توسعه یافته معدود کشورهایی هم بوده اند که بدلیل نداشتن دانش فنی لازم و از طرفی نیاز و عجله برای داشتن آن ؛ در واقع یک لابراتوار شتابدهنده را بصورت تقریبا turn-key با کمک کشور دیگر در کشورشان نصب کرده اند. دو کشور استرالیا و کانادا از معدود کشورهای دارای آزمایشکاه ملی شتابدهنده ذرات سینکروترون هستند که تقریبا چنین کاری کرده اند. البته نتیجه آن را نیز براحتی در این کشورها میتوان دید که بعد از دو دهه نتوانسته اند نظیر سایر کشورهای توسعه یافته، تاثیر قابل توجهی در پیشرفت صنعت شتابدهنده ذرات داشته باشند. هر چند که از مزایای داشتن چنین صنعتی بهره برده اند.
در داستان سیمرغ عطار گروهی از پرندگان تصمیم به یافتن پادشاهی برای مرغان میکنند. آنها مجمعی برگزار کرده و در این میان پیر دانا «هدهد» ، نام پادشاهی را به آنها میگوید که نامش «سیمرغ» است و در کوه «قاف» ساکن است.
مجمعی کردند مرغان جهان آنچه بودند آشکارا و نهان
پس همه با جایگاهی امدند سر به سر جویای شاهی آمدند
هدهد آشفته دل پر انتظار در میان جمع آمد بی قرار
تیزفهمی بود در راه آمده از بد و از نیک آگاه آمده
انبوه مرغان پرواز به سمت کوه دور دست قاف برای یافتن پادشاه را آغاز میکنند ولی گروه گروه در میانه راه پاپس میکشند و پس از عبور از «هفت شهر»، از انبوهی از مرغان تنها سی مرغ در مسیر میمانند. عطار در پایان این داستان نتیجه میگیرد که تلاش و پرواز در مسیر حرکت برای یافتن پادشاه بود که این سی مرغ را به پادشاه تبدیل کرد. و «هدهد دانا» از همان اول میدانست که پرنده سیمرغ تنها در خیال است و مرغان بعد از این مسیر سخت پادشاهان واقعی زندگیشان میشوند.
چندین و چند سال پیش زمانیکه در مرکز شتابدهنده ای وابسته به «یونسکو« کار میکردم، سفری به مرکز سینکروترون سولیل در نزدیکی پاریس داشتم. سفری حدود دو هفته برای همفکری با مهندسان گروه دیاگنوستیک شتابدهنده سولیل در فرانسه. در آنزمان «ژان کلود» رهبر گروه دیاگنوستیک شتابدهنده سولیل بود. ژان کلود مهندس برق بسیار باسابقه و البته مسنی بود که معاونش «لودویک« هم با کمی اختلاف مسن بود و بعدها بازنشسته شدند. روزی بهمراه انها و سه نفر دیگر از گروهشان برای قهوه بعد از ناهار دور میزی نشسته بودیم و راجع به تجهیزات دیاگنوستیک سولیل صحبت میکردیم. ژان کلود قبلا در آزمایشگاه «فرمی» در ایالات متحده کار کرده بود. یادم میاید او و لودویک دو فرمول ریاضی متفاوت برای محاسبه دامنه ولتاژ روی پیکاپ بی.پی.ام ها داشتند. بی.پی.ام ها پیکاپهایی دارند که با استفاده از میدانهای الکترومغناطیسی ذرات درون شتابدهنده مکان انها را پیدا میکنند. ژان کلود بر مبنای تحلیل فرکانس یا امپدانس انتقالی محاسبه میکرد و لودویک بر مبنای تحلیل زمانی یا جریان مجازی در بی.پی.ام ها محاسبه میکرد. مشکل اینجا بود که در آخر جوابهایشان در یک رادیکال 2 با هم تفاوت داشت !!! از آنجا که سیگنالهای بی.پی.ام ها در سولیل از کابلهای طولانی و امپلی فایرهای آر.اف و فیلترها عبور میکردند و بعدا وارد قسمت الکترونیک میشدند، هیچ وقت امکان انرا نداشتند که واقعا سیگنالهای خروجی بی.پی.ام ها را در حضور باریکه الکترونها مستقیما اندازه گیری کنند و فرمول یکی از انها بصورت تجربی تست شود! و از طرفی هم اثبات درست بودن یکی از فرمولها کمک جدی به سیستم بی.پی.ام نمیکرد. چون اصولا بی.پی.ام ها بر اساس دامنه نسبی پیکاپهایشان مکان باریکه را پیدا میکنند نه بر اساس دامنه مطلق. اینگونه بود که انها همیشه و از جمله در آنروز روی میز قهوه گفتند که هر کدام به درست بودن فرمولش اصرار دارد و فرمول دیگری را قبول ندارند و البته میدانند که در یک رادیکال 2 با همدیگر اختلاف دارند!!! من ولی به دلیل سن پایین ترم باورم در طراحی بی.پی.ام ها بر مبنای شبیه سازی محاسباتی کامپیوتری بود و چندان به دقت بالای فرمولهای ساده در طراحیهایم اعتقاد نداشتم و ندارم . در واقع به فرمولها تنها در طراحی اولیه یا conceptual design اعتماد دارم ولی در طراحی نهایی و جزیی در بسیاری موارد استفاده از نرم افزارهای محاسباتی را بدون جایگزین میدانم. امروزه استفاده از شبیه سازها و نرم افزارهای کامپیوتری در محاسبه رفتار ذرات و تجهیزات الکترومغناطیسی در شتابدهنده ها کاملا همه گیر شده است. ژان کلود و لودویک آدمهای متخصص جالبی بودند که کارهای خوبی در زمینه دیاگنوستیک انجام داده بودند. لودویک از شیفتگان سینمای ایرانی بود و میگفت که امکان ندارد او و همسرش فیلمی ایرانی که ترجمه یا زیرنویس فرانسوی داشته باشد را از دست بدهند.
در آنزمان آزمایشگاه سینکروترون سولیل از جمله با کیفیت ترین باریکه نور را در زمینه پایداری باریکه الکترون تولید میکرد و طول عمر چرخش الکترون در حلقه انبارنده بالایی داشت.
به نظرم در سیستمهای مهندسی و فیزیکی ، ایده و تجسم ذهنی طراح و محاسبات عددی در پایان، بالاتر از هر سیستم کامپیوتری و نرم افزاری عمل میکند. مثال آن شتابدهنده ها و یا سیستمهای فیزیکی یا مهندسی ظاهرا پیچیده دیگر است که بیش از شصت سال پیش توسط مهندسان و با محاسبات با قلم و روی کاغذ انجام شده است و موفقیت آمیز و پرافتخار بوده است. هر چند که استفاده از سیستمهای شبیه ساز و نرم افزارهای کامپیوتری به کیفیت کار می افزاید ولی تضمینی برای موفقیت آن نیست. درست شبیه یک کار هنری. هیچ کامپیوتری حتی با کمک هوش مصنوعی، نمیتواند یک اثر هنری ماندگار خلق کند، مگر اینکه هنرمندی پشت کامپیوتر نشسته باشد.
اگر بخواهم نگاهی به فیلدهای کاری تحقیقاتیم در شتابگرهای ذرات از دو دهه پیش تا کنون بیندازم، شاید مبحث «امواج الکترومغناطیسی» و کاربردشان در شتابگرهای ذرات، جذابترین مبحث باشد. امواج از فرکانسهای بسیار پایین تا فرکانسهای بسیار بالا چنان در صنعت، تکنولوژی، پزشکی و زندگی روزمره مان کاربرد دارند که شاید کمترین وسیله ای در اطرافمان باشد که از منافع این علم و تکنولوژی بی بهره باشد.اولین اشنایی عملی من با بحث الکترومغناطیس زمانی بود که کاراموزیم را در «نیروگاه سد عباسپور» در شمال «مسجدسلیمان» گذراندم. ژنراتورهای عظیم برق و مطالعه نقشه های فنی آنها از نزدیک و صدای خوش فرکانس خروجی توربینها و بالاخره «اب گوشت های» خوشمزه! ناهار نیروگاه، مرا از کلاسهای دانشگاه تهران به واقعیت جالب کاربرد فورمولهای الکترومغناطیس وارد کرد. بعد از تولید برق، ما از تماشای تلویزیون و یا شنیدن رادیویی لذت میبریم که برنامه هایشان از طریق امواج الکترومغناطیسی با فرکانسهای کمی بالاتر حدود چند کیلو هرتز و چند مگاهرتز به آنتن خانه ها میرسد. فرکانسهای چند صد مگاهرتز تا چند گیگاهرتز، باند فرکانس دوست داشتنی کاویتی ها در شتابدهنده های ذرات اعم از شتابگرهای الکترون یا پروتون است. سپس فرکانسهای بالاتر حدود چند گیگاهرتز که برای انتقال داده ها به انتن گوشیهای تلفن همراه در جیبمان استفاده میشود. اینروزها کمتر کسی است که در خانه اش اجاق مایکرویو نداشته باشد و یا رادارهای سرعت سنج پلیس یکبار جریمه اش نکرده باشند. همه از مزایای ماهواره ها و رادارهای پیش بینی آب و هوا قبل از سفرهایمان بهره برده ایم و یا شاید بدون توجه به پیش بینی اب و هوا گرفتار برف و یا طوفان شده باشیم! اینها به یمن همین امواج مایکرویو چند گیگا هرتزی است. بسیاری از تجهیزات تشخیصی مهم پزشکی نظیر MRI که در دو دهه اخیر وارد بازار شده اند هم به نوعی از تابش چنین امواجی بر بافت بدن انسان و سپس تحلیل بازتاب آن برای تشخیص و درمان بیماریهای لاعلاج استفاده میکنند. کمی بالاتر ماهواره ها و رادارهای شناخت از راه دور و ...که امواج الکترومغناطیسی چند ده گیگاهرتزی را بکار میگیرند. اگر به فرکانسهای بالاتر برویم، به نور «فرو سرخ» میرسیم که برای تشخیص میزان حرارت اجسام از راه دور کاربرد دارد. و فرکانسی کمی بالاتر ، «نور مرئی» قرار دارد که طول موجی حدود چند ده تا چند صد نانومتر دارد که البته این آخری نعمت مستقیم آفرینش و ازلوازم حیات بشر است و انسانها در تولید ان نقش نداشته اند. تا اینجا این امواج خاصیت یونیزه کردن ندارند. یعنی اینکه قرار گرفتن در معرض این امواج از امواج خطوط فشار قوی برق تا تلفن و مایکرویو و حتی فرو سرخ و نور مرئی ءانرژی کافی برای یونیزه کردن اتمهای بافت بدن انسان را ندارد. اما این به معنی بی خطر بودن این امواج نیست. ضرب المثل فارسی «گل بی خار کجاست» در اینجا هم صادق است. این امواج الکترومغناطیسی پایین تر از ماورا بنفش توانایی تحریک و جنبش اتمها را دارد. جنبش اتمها یعنی تولید گرما. پس نتیجه مستقیم ان اینست که استفاده طولانی مدت از گوشی تلفن و یا روشن گذاشتن همیشگی «وای فای» اینترنت در خانه و یا قرار گرفتن مداوم در زیر این امواج الکترومغناطیسی در دراز مدت میتواند سبب ایجاد «حرارت زیاد» و و ناکارایی یا بدکاری برخی سیستمهای حساس بدن انسان شود. در مورد سایر احتمالات قرار گرفتن طولانی مدت در برابر امواج الکترومغناطیسی شواهد علمی مستند کامل نشده است.
موضوع در مورد امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالاتر از نور مرئی متفاوت است، چرا؟ دلیل ان یونیزه کردن اتمها و در مورد جانداران ، ایجاد شکافت یا تخریب دی.ان.ای و ژنوم . به زبان ساده، این امواج به خصوص هنگام ورود به باند بالای «ماورای بنفش» و سپس امواج اشعه ایکس و گاما بر اثر تحریک الکترونها در اتم ، منجر به ناپایداری اتم و در نتیجه انتشار این امواج از درون خود اتم میشود. البته همین خاصیت در کنار خطرات بالقوه آن، باعث فواید بینظیر و سودمند ان در صنایع مختلف الکترونیک,، پتروشیمی، مواد، کشاورزی، گمرک، فرودکاهها و پزشکی و نیز در درمان برخی بیماریهای لاعلاج انسان است. از اینجا به بعد امواج الکترومغناطیسی عملا خاصیت رادیواکتیو پیدا میکنند.
-------------------------
گردون نگری ز قد فرسوده ماست
جیحون اثری ز اشک پالوده ماست
دوزخ شرری ز رنج بیهوده ماست
فردوس دمی ز وقت آسوده ماست
«عمر خیام»
هر سال در اینجا مثل سایر کشورهای اتحادیه اروپا، در روز «درهای باز علمی» گروههای دانش اموزی و دانشجویی وارد مراکز علمی و تکنولوژی و دانشگاهی میشوند و با کارهای انجام شده توسط محققین این مراکز آشنا میشوند. این کمک زیادی به دانش اموزان و دانشجویان امروز و محققان و دانشمندان آینده میکند تا در محیطی غیر رسمی، سوالاتی در ذهنشان ایجاد شود و انگیزه های بیشتری در زمینه های علمی پیدا کنند.
چند سال پیش در یکی ازین روزهای درب باز ، در حال توضیح در مورد یکی از تجهیزاتی بودم که در اینجا طراحی کرده بودیم. یک بی.پی.ام. توضیح میدادم که هنگام عبور پروتونها یا سایر ذرات باردار از داخل این وسیله، امواجی الکترومغناطیسی در این بی.پی.ام ایجاد میشود ، و ما با دریافت این امواج و سپس جمع و تقسیم کردن دامنه ولتاژ آنها در یک مدار الکترونیکی میتوانیم بفهمیم که ذرات باردار دقیقا در کجا قرار دارند، بدون اینکه بتوانیم داخل آنرا ببینیم. و سپس در مورد روش ساخت آنها میگفتم که دانش اموزی پرسید ببخشید پروتونها و الکترونها چه رنگی هستند؟؟
کمی مکث کردم و خنده ام گرفت چون انتظار چنین سوالاتی نداشتم. بعد توضیح دادم اندازه پروتونها و الکترونها خیلی کوچکتر از طول موج نور قابل دیدن در طبیعت است. بهمین دلیل نور قابل دیدن ، مثل نور خورشید قابلیت بازتاب از روی انها ندارد. در نتیجه نه رنگ دارند و نه دیده میشوند. بعد گفتم بهمین دلیل در شتابدهنده های ذرات ، نورها یا اشعه هایی تولید میشود که طول موج بی نهایت کوچکی دارند و با تاباندن ان بر موجودات غیر قابل دیدن، میتوان انها را قابل دیدن کرد. شبیه نور اشعه ایکس.
............
یادش به خیر سالها پیش در دوران مدرسه در منطقه «نمره چهل » «مسجدسلیمان» معلم گرانقدری داشتیم با نام «آقای آهی» که معلم درس علوم بود. چند جمله داشت که زیاد سر کلاس میگفت. یکی اینبود که بچه ها به چشمانتان و آنچه میبینید باور نداشته باشید ، تنها به عقلتان باور کنید. بعد میگفت امشب در حیاط خانه تان به آسمان پر ستاره نگاه کنید. بیشتر این ستاره هایی که در آسمان میبینید ، سالهاست که از بین رفته اند و دیگر وجود ندارند ! چون نور سرعت معینی دارد ، چند صد و یا هزاران سال طول میکشد تا نورشان به ما برسد. بعضی از انها هزاران سال قبل در آنجا بوده اند و همانجا از بین رفته اند، ولی چون نورشان الان به چشمان شما رسیده فکر میکنید هنوز وجود دارند..
او از ان معلمان گرانقدری بود که حتی درس علوم را هم بصورت «بومی» و تولید داخل درس میداد. در انزمان مسجدسلیمان تقریبا تمام خانه ها یک طبقه بودند و حیاط داشتند و اغلب در کوهپایه ها و تپه ها ساخته شده بودند. اسمان شبها مملو از ستاره ها بود و دیدن شهابسنگ در شبها خیلی عادی بود...در آنزمان زیاد برایم قابل درک نبود که به آسمان نگاه کنم و ستاره ها را ببینم و بگویم که وجود ندارند...
یک جمله دیگرش این بود که اگر روزی تخم مرغ اب پز کردید، به محض اینکه اب جوش امد، شعله را کم کنید چون با شعله بالاتر ، تخم مرغ زودتر نمیپزد ، فقط اب بیشتری تبخیر میشود.... این را در آنزمان نمیفهمیدم که چه ربطی به ما دارد که هی تکرار میکرد. تا زمانیکه رفتم دانشگاه تهران و در خوابگاه موقع اب پز کردن تخم مرغ ، یاد حرفش افتادم .
مکن کاری که پا بر سنگت آید
جهان با این فراخی تنگت آید
چو فردا نامه خوانان نامه خوانند
تو بینی نامه خود، ننگت آید
«باباطاهر عریان»
سالها پیش حدود هجده سال پیش وقتی برای اولین بار یکی از تجهیزات اندازه گیری شکل باریکه الکترون را از نزدیک دیدم برایم عجیب به نظر میرسید. محفظه استوانه ای کوچکی که درونش یک صفحه فلورسنت قرار داشت. باریکه الکترون با عبور از دیواره های فولادی محفظه به صفحه فلورسنت برخورد میکرد و انرا نورانی میکرد. با استفاده از یک دوربین که روی صفحه فلورسنت زوم شده بود ، میشد شکل باریکه نور را دید. همه اینها عادی و نرمال بود. قسمت عجیب این بود که چرا مهندسان آلمانی در شتابدهنده «بسی»، بجای قرار دادن صفحه فلورسنت درون خلا ، انرا درون محفظه ای فولادی قرار دادند که وارد خلا میشد و در مقابل باریکه الکترونها قرار میگرفت ، در حالیکه صفحه فلورسنت در هوای عادی قرار داشت. چگونه الکترونها میتوانستند از یک دیواره فولادی عبور کنند و خود را به صفحه فلورسنت برسانند؟
این تکنولوژی آلمانها در دهه ۸۰ میلادی برای دیدن شکل باریکه الکترونها بود.
بعدها که کمی مطالعه کردم فهمیدم که این دیواره فولادی برای چشمان ما یک دیواره سخت است. ولی در واقعیت فیزیکی تقریبا همه حجم ان خالی است و یک الکترون پر انرژی براحتی از ان عبور میکند. یک دانه نخود را درون یک استادیوم فوتبال بیندازیم. اگر اتم را استادیوم در نظر بگیریم، قسمت پر آن به اندازه همان دانه نخود است. بقیه ان واقعا خالیست! فولاد و هر ماده ای در اطراف ما هم همینطور خالیست..
———————————
شخصا علاقه ای به سفرهای دوردست کاری خارج از اتحادیه اروپا نداشته ام، هر چند میدانم عادت خوبی نیست. اخرین سفر کاری خارج از اتحادیه اروپا رفتن به ژاپن بود که حدود هفت یا هشت سال پیش برای شرکت در کمیته علمی کنفرانس دیاگنوستیک شتابدهنده ها داشتم که ان سال در ژاپن برگزار میشد. سفری حدود یک شبانه روز در هواپیما و کلی جت لگ و خستگی. بعد از ان دیگر سفر کاری دور و خارج از اتحادیه نرفتم و سال‌های بعد دوبار دیگر در کمیته علمی که در استرالیا و چین برگزار شد بصورت ویدیوی شرکت کردم. یادم میاید حدود دوازده سیزده سال پیش هم وقتی کنگره شتابدهنده پاک که آن سال در کانادا برگزار میشد بمن خبر دادند که مقاله ام برای ارایه حضوری و شفاهی و اصطلاحا «اینوایتد» انتخاب شده است. مقاله در موضوع «راه اندازی سیستمهای مولد پالس و منابع تغذیه ولتاژ بالا بوستر شتابدهنده » بود. به سفارت کانادا رفتم و درخواست ویزا دادم. وقتی دیدم برای ارایه ویزا بدلیل هویت ایرانی من، دست دست میکنند! ایمیلی به دست اندرکاران کنگره زدم عذر خواهی کردم و گفتم بدلیل تاخیر در صدور ویزا ، سفرم را کنسل کرده ام و در کنگره شرکت نخواهم کرد..
همچو آن وقتی که خواب اندر روی تو ز پیش خود به پیش خود روی
بشنوی از خویش و پنداری فلان با تو اندر خواب گفتست آن نهان
تو یکی تو نیستی ای خوش رفیق بلک گردونی و دریای عمیق
دم مزن تا دم زند بهر تو روح آشنا بگذار در کشتی نوح
«مولانا»