من أول من اخترع الليزر؟ وما هي أهم التطورات التاريخية لهذا الاكتشاف؟؟

مثل أي اكتشاف طبي او علمي يمر بالعديد من المراحل والتطورات حتى يصل إلى شكله الحديث، الذي يتطور هو آخر وتزيد تقنياته، ومن تلك الاكتشافات هو اكتشاف الليزر، الذي أحدث ثورة في عالم الطب، نتعرف معًا على مخترع هذه التقنية.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• من اخترع الليزر؟
• نشأة ثيودور مخترع الليزر
  • الجوائز التي نالها ثيودور
  • متى مات ثيودور؟
• تاريخ تطور الليزر
  • تطور الليزر في العشرينات
  • تطور الليزر في الخمسينات والستينات
  • تطور الليزر في السبعينات والثمانينات
  • تطور الليزر في التسعينيات
  • تطور الليزر في الألفية

من اخترع الليزر؟

كلمة ليزر تعني "تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع"، يتم إنشاء الليزر بشكل أساسي من ضوء مضخم، وله العديد من الاستخدامات، ومنها:

• من قراءة "الأقراص المضغوطة" إلى استخدامه كأدوات قطع في الجراحة المجهرية.
• أول من اخترع الليزر بشكله المتطور هو العالم ثيودور إتش ميمان حيث ابتكر أول ليزر روبي في عام 1960 في مختبر أبحاث هيوز في كاليفورنيا.
• تحدث وظيفة الليزر الياقوت في قضبان صلبة من اكسيد الالمونيوم المعدني، حدث التطور التالي لليزر في عام 1961، باستخدام مادة الليزر بغاز النيون في العلوم.

نشأة ثيودور مخترع الليزر

• وُلد ثيودور هارولد ميمان في لوس أنجلوس، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية، عام 1927 م.
• كان والده مهندسًا، في تطوير الأجهزة الكهربائية، كما أنه كان حاصلًا على بكالوريوس الفيزياء من جامعة كولورادو.
• ثم تابع دراسته في جامعة ستانفورد المرموقة للحصول على درجة الماجستير في الفيزياء عام 1951 م، ثم الدكتوراه في نفس التخصص عام 1955 م.
• التحق ميمان بالعمل في مصانع هيوز للأبحاث في كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية، والتي تعد واحدة من المعامل أهم بحث أمريكي.
• وفي هذه الفترة انصب اهتمام ميمان على الموجات الكهرومغناطيسية، واستغلالها لإنتاج أشعة ضوئية نقية ومتماسكة، والتي تعرف بالليزر.
• نشر ميمان نتائجه في مقال في المجلة العلمية المرموقة "نيتشر"، وقال عنها العالم الأمريكي تشارلز تاونز، إنها أهم مقالة نشرتها "نيتشر" في تاريخها البالغ مائة عام.

الجوائز التي نالها ثيودور

• بفضل عمله المهم في الليزر، تم ترشيح ميمان مرتين لجائزة نوبل، وحصل على عضوية الأكاديمية الوطنية للعلوم والهندسة التي تمنحها مؤسسة العلوم والتكنولوجيا اليابانية.
• منحته العديد من الجامعات مرتبة الشرف والأوسمة، كان آخرها في عام 2002 من جامعة سيمون فريزر، كندا.

متى مات ثيودور؟

• توفي تيودور ميمان في عام 2007 في منزله في فانكوفر بكندا، وأقيم حفل وداعه في 16 مايو.
• وهو نفس تاريخ ولادة الليزر في يده في مختبره في كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية.

تاريخ تطور الليزر

مر الليزر بالعديد من التطورات على مر الزمان حتى وصل إلى شكله الحالي، وفي الحقيقة صاحب الفكرة الأول لليزر، لم يكن ثيودور إتش ميمان، وإنما سبقوه علماء آخرين، ولكن لم يكونوا قادرين على تنفيذ الفكرة مثلما تمكن هو، وتتمثل فيما يلي:

تطور الليزر في العشرينات

• طرح ألبرت أينشتاين النظرية الأصلية لابتكار الليزر في عام 1917، وقال إنه عندما يكون هناك عدد من الفوتونات يفوق عدد الإلكترونات في شكل إشعاع، فإن الاختلاف في الطاقة سيحفز الإلكترون ليكون في مستوى طاقة أقل، مما يؤدي في النهاية إلى انبعاث فوتون آخر.
• ولكن على الرغم من أن أينشتاين قد وضع أساس إنشاء الليزر من خلال نظريته، إلا أن تطبيقه ليس بالأمر السهل.
• يحتاج العلماء إلى سنوات حتى يتمكنوا من تطبيق الأساس النظري، ثم أدى منطق أينشتاين إلى ولادة العديد من النظريات الجديدة فيما يتعلق بشكل الإشعاع والطاقات الأخرى.
• في عام 1928 تمكن العالم الألماني رودلف فالتر من ملاحظة انبعاثات محفزة، ولكن ليس لها أي فائدة علمية.

تطور الليزر في الخمسينات والستينات

• في عام 1951، وصف الفيزيائي الأمريكي تشارلز هارد تاونز، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1964، نظامًا مشابهًا لنظرية أينشتاين، يكمن الاختلاف بين الاثنين في استخدام الموجات الدقيقة وليس الضوء.
• في عام 1955، اخترع تاونز جهازًا يسمى "MASER"، والذي يستخدم الموجات الدقيقة كطاقة للتضخيم.
• في عام 1957، أجرى جوردون جولد من جامعة كولومبيا تجربة على نظام بصري باستخدام الضوء، والذي عُرف فيما بعد باسم الليزر.
• قال جولد إن الفكرة الأولية لاختراع الليزر جاءت من العدم، وسرعان ما كتبها في مجلة شخصية بعنوان "بعض الحسابات التقريبية حول جدوى الليزر".
• ولكن حتى عام 1959، لم يتقدم جولد بطلب للحصول على براءة اختراع لاختراعه حتى ظهر تصميم مماثل.
• في عام 1960 تمكن ميمان من بناء النموذج الأول لليزر.
• وبعدها في عام 1964، اخترع كومار باتيل جهاز ليزر باستخدام ثاني أكسيد الكربون، لاستخدامها في حفر المعادن.

تطور الليزر في السبعينات والثمانينات

• في عام 1972 اخترع تشارلز هنري ليزر آبار الكم، وهو أكثر كفاءة من ليزر الصمام الثنائي التقليدي، ويتطلب تيارًا أقل للوصول إلى عتبة الليزر.
• بعدها في عام 1976 اخترع John MJ Maddie وآخرون أول ليزر إلكتروني حر، وهو ليزر يستخدم شعاعًا من الإلكترونات متسارعًا بالقرب من سرعة الضوء ثم يمر عبر مجال مغناطيسي لإنتاج شعاع متماسك.
• بعد ذلك في عام 1981 حصل آرثر شاولو ونيكولاس بلومبيرج على جائزة نوبل في الفيزياء لعملهما في تطوير عمليات التحليل الطيفي بالليزر.
• استخدم ستيفن تشو من مختبرات بيل عملية تبريد بالليزر لإبطاء سلوك الذرات ومعالجته والتحقيق فيه، وذلك في عام 1985.

تطور الليزر في التسعينيات

• تم اختراع ليزر الشلال الكمي (QC) عام 1994 وهو أول ليزر أشباه موصلات يمكنه إصدار الضوء في وقت واحد، على عدة أطوال موجية منفصلة، وهو مثالي للاستشعار عن بعد الغازات في الغلاف الجوي.
• 1996 اختراع أول ليزر ذري نبضي يستخدم المادة بدلاً من الضوء.
• 1997 تطوير ليزر نيتريد الغاليوم، الذي ينبعث منه ضوء أزرق بنفسجي لامع.

تطور الليزر في الألفية

• 2003 تم إطلاق أول طائرة تعمل بالليزر، يتم التحكم فيها بواسطة ليزر أرضي يتتبع الطائرة أثناء الطيران ويوجه شعاع قوتها إلى الخلية الكهروضوئية المحمولة للطائرة لتشغيل مراوح الطائرة.
• وفي عام 2006 تم اكتشاف أول بناء هجين، وهو ليزر السيليكون والكهرباء، مفيد في صنع أنابيب المعلومات في أجهزة الكمبيوتر الرخيصة.
• في عام 2009 تمكن ناسا من استخدام الليزر في جمع البيانات على القمر، وإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد للقمر أيضًا.
• وبعدها في عام 2011 أنتج العلماء ليزرًا حيًا، ويستخدم لتعديل الخلايا وراثيًا لإنتاج مواد جديدة، في نفس العام، تم إنتاج ليزر أكسيد الزنك بطول الموجة النانوية.
• 2014 وكالة الفضاء الأوروبية تستخدم الليزر لإنشاء جيجابت بين قمر صناعي في مدار أرضي منخفض وآخر في مدار متزامن مع الأرض، مما يسهل تدفق المعلومات بين الأقمار الصناعية وبالتالي العودة إلى الأرض.
• 2015 يتم إنتاج ليزر رامان العشوائي القادر على إنتاج صورة واسعة المجال وخالية من التلطخ في وقت قصير يبلغ حوالي نانوثانية على صور مجهرية لخلايا حيوانية ومكوناتها.
• 2019 طور العلماء طريقة لإيصال الهمس للمستمعين باستخدام الليزر، تسمح هذه التقنية بإرسال رسائل سرية إلى الجيش ووسائل الإعلام.