موضوع مقاله: چارلز تامسون ریس ویلسون | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # چارلز تامسون ریس ویلسون | مقدمه: شهرت عمده او به دلیل اختراع اتاقک ابر است؛ دستگاهی که مشاهده مسیر ذرات زیراتمی را برای نخستین بار ممکن ساخت. | ## بخش 1: چارلز تامسون ریس ویلسون | او به خاطر این اختراع ارزشمند، در سال ۱۹۲۷ به همراه آرتور کامپتون، برنده جایزه نوبل فیزیک شد. اوایل زندگی و تحصیلات ویلسون در محله‌ای به نام گلنکورس در میدلودیان، واقع در اسکاتلند به دنیا آمد. پدرش، جان ویلسون، کشاورزی بود که گوسفند پرورش می‌داد و زمانی که چارلز تنها چهار سال داشت، درگذشت. او تحصیلات اولیه خود را در مدرسه گرین‌هیس گذراند و سپس وارد کالج اونز (که امروزه بخشی از دانشگاه منچستر است) شد. در ابتدا، ویلسون قصد داشت در رشته زیست‌شناسی تحصیل کند تا پزشک شود، اما به مرور زمان علاقه او به علوم فیزیکی و شیمی بیشتر شد. در سال ۱۸۸۸، او با دریافت بورس تحصیلی وارد کالج سیدنی ساسکس در دانشگاه کمبریج شد و در آنجا به تحصیل فیزیک و شیمی پرداخت. در کمبریج، او تحت تأثیر جوزف جان تامسون (کاشف الکترون) قرار گرفت و به آزمایشگاه کاوندیش پیوست. ابداع اتاقک ابر ایده اختراع اتاقک ابر نه از فیزیک ذرات، بلکه از علاقه ویلسون به هواشناسی نشأت گرفت. در تابستان ۱۸۹۴، او برای کار در رصدخانه بن نویس، که بر فراز بلندترین کوه اسکاتلند قرار داشت، انتخاب شد. در آنجا، او مجذوب پدیده‌های جوی، به ویژه تشکیل ابرها و پدیده‌ای نوری به نام شبح بروکن شد؛ پدیده‌ای که در آن سایه ناظر بر روی مه یا ابر تشکیل می‌شود و با حلقه‌های رنگین‌کمانی احاطه می‌گردد. ویلسون پس از بازگشت به کمبریج، تصمیم گرفت این پدیده را در آزمایشگاه بازسازی کند. او هوای مرطوب را در یک محفظه محبوس کرد و با انبساط ناگهانی حجم ظرف، دمای هوا را کاهش داد. | ## بخش 2: چارلز تامسون ریس ویلسون | این کاهش دما باعث می‌شد هوا به حالت فراسیرشدگی برسد و بخار آب روی ذرات گرد و غبار موجود در هوا میعان کند و ابر تشکیل شود. ویلسون متوجه شد که حتی پس از حذف کامل ذرات گرد و غبار، اگر انبساط هوا به اندازه کافی زیاد باشد، باز هم قطرات آب تشکیل می‌شوند. او با آزمایش‌های دقیق دریافت که در غیاب غبار، یون‌ها (ذرات باردار) می‌توانند به عنوان هسته‌های میعان عمل کنند. پس از کشف پرتو ایکس توسط ویلهلم رونتگن در ۱۸۹۵، ویلسون از این پرتوها برای یونیزه کردن هوای داخل محفظه استفاده کرد و مشاهده کرد که مه غلیظی تشکیل می‌شود. در سال ۱۹۱۱، او مدل پیشرفته‌تری از دستگاه خود را ساخت که می‌توانست مسیر حرکت ذرات باردار (مانند ذرات آلفا و ذرات بتا) را آشکار کند. هنگامی که یک ذره باردار از میان محفظه عبور می‌کرد، در مسیر خود اتم‌های هوا را یونیزه می‌کرد و بخار آب روی این یون‌ها می‌نشست. نتیجه نهایی، ظهور خطوط سفید و باریکی از مه بود که مسیر دقیق حرکت ذره را نشان می‌داد. دوران علمی و پژوهش پس از اختراع اتاقک ابر، ویلسون تمرکز خود را بر روی درک عمیق‌تر پدیده‌های اتمی و جوی گذاشت. تحقیقات او را می‌توان به دو بخش اصلی تقسیم کرد: فیزیک ذرات اتاقک ابر ویلسون به یکی از مهم‌ترین ابزارهای تاریخ فیزیک ذرات تبدیل شد. پیش از اختراع آشکارسازهای الکترونیکی مدرن، این اتاقک تنها وسیله‌ای بود که فیزیکدانان می‌توانستند با آن "دیده شدن" ذرات بنیادی را تجربه کنند. کشفیات مهمی توسط سایر دانشمندان با استفاده از این دستگاه انجام شد، از جمله: کشف پوزیترون توسط کارل دیوید اندرسون. الکتریسیته جوی علاوه بر فیزیک اتمی، ویلسون علاقه زیادی به مطالعه الکتریسیته در جو زمین داشت. | ## بخش 3: چارلز تامسون ریس ویلسون | ویلسون مکانیزمی را پیشنهاد کرد که در آن قطرات باران با بار الکتریکی القایی در میدان الکتریکی زمین حرکت می‌کنند و باعث جداسازی بارهای مثبت و منفی در ابر می‌شوند. او همچنین ابزارهایی برای اندازه‌گیری میدان الکتریکی در نزدیکی سطح زمین طراحی کرد و تخمین‌های دقیقی از ولتاژ تخلیه الکتریکی در آذرخش ارائه داد. جوایز و افتخارات چارلز ویلسون به دلیل خدمات ارزنده‌اش به علم فیزیک، جوایز متعددی دریافت کرد: عضویت در انجمن سلطنتی: در سال ۱۹۰۰ انتخاب شد. جایزه نوبل فیزیک: در سال ۱۹۲۷ «به خاطر روش او برای آشکارسازی مسیر ذرات باردار الکتریکی به وسیله تراکم بخار». با وجود شهرت جهانی، او تا پایان عمر روحیه‌ای آرام داشت و عاشق طبیعت و پیاده‌روی در کوهستان‌های اسکاتلند بود. سال‌های پایانی و مرگ ویلسون در سال ۱۹۳۴ از سمت استادی در دانشگاه کمبریج بازنشسته شد و به زادگاهش اسکاتلند بازگشت. با این حال، او تا اواخر عمر و حتی در سنین بالای هشتاد سالگی، به تحقیقات خود در زمینه الکتریسیته جوی و پرواز با هواپیما بر فراز توفان‌ها برای مطالعه ابرها ادامه داد. چارلز تامسون ریس ویلسون سرانجام در ۱۵ نوامبر ۱۹۵۹ در سن ۹۰ سالگی در کارلوپس، نزدیکی ادینبرو درگذشت. میراث اختراع ویلسون، یعنی اتاقک ابر، مسیر فیزیک تجربی را در قرن بیستم تغییر داد. ارنست رادرفورد، پدر فیزیک هسته‌ای، اتاقک ابر را «اصیل‌ترین و شگفت‌انگیزترین ابزار در تاریخ علم» نامید. اگرچه امروزه ابزارهای پیشرفته‌تری مانند اتاقک حباب و آشکارسازهای سیلیکونی جایگزین آن شده‌اند، اما اصول اولیه کار ویلسون همچنان پایه‌ای برای درک تعامل تابش با ماده است. | ## جمع‌بندی | دهانه برخوردی «ویلسون» بر روی ماه به افتخار او، الکساندر ویلسون و رالف المن ویلسون نام‌گذاری شده است.