ჯოზეფ ჯონ თომსონი

ჯოზეფ ჯონ თომსონი (; დ. 18 დეკემბერი, 1856 — გ. 30 აგვისტო, 1940) — ინგლისელი ფიზიკოსი, ნობელის პრემიის ლაურეატი ფიზიკის დარგში. თომსონმა პირველი სუბატომური ნაწილაკი (ელექტრონი) აღმოაჩინა. იგი იყო ლონდონის სამეფო საზოგადოების წევრი და შემდგომ მისი პრეზიდენტი 1915-1920 წლებში. თომსონს ხშირად მოიხსენიებენ როგორც „ელექტრონის მამა“.

ბიოგრაფია
ჯოზეფ ჯონ თომსონი დაიბადა დიდი ბრიტანეთის პატარა ქალაქ ჩითემ-ჰილში, მანჩესტერთან ახლოს, 1856 წლის 18 დეკემბერს ბუკინისტის ოჯახში. ბავშვობაში თომსონი ფიზიკით და ფეხბურთით იყო დაინტერესებული, მაგრამ ბოლოს ჯოულისა და სტუარტის გავლენით ფიზიკამ დასძლია. მეცნიერულ აღმოჩენებზე იგი ბავშვობიდან ოცნებობდა. გააჩნდა ერთი თავისებურებაც: ბავშვობიდანვე უყვარდა ყვავილები, განსაკუთრებით კი ზამბახი. დამოუკიდებელი თეორიული შრომების საფუძველზე 14 წლის თომსონი მანჩესტერის კოლეჯის მისაღებ გამოცდებზე დაუშვეს. ასეთი ასაკის შეგირდი ჯერ არავინ მიეღოთ. სწორედ მის გამო კოლეჯის ლექტორმა განაცხადა: „მალე ჩვენ სტუდენტებს საბავშვო ეტლებით მოიყვანენ“. საბჭომ მალევე გადაწყვიტა, რომ „თომსონის შემთხვევა პირველი და უკანასკნელი იყოსო“. შემდგომში ეს კოლეჯი მანჩესტერის უნივერსიტეტად გადაკეთდა. თომსონი თავიდანვე გამოირჩეოდა სტუდენტებს შორის თავისი მომზადებით და უნარით. ამით აიხსნება, რომ ორი უდიდესი ფიზიკოსი - ჯოული და რელეი განსაკუთრებით დაინტერესდნენ მისით და ბუკინისტის შვილს ხშირად ბინაზე იწვევდნენ სასაუბროდ. თომსონის მოგონებებით ფიზიკოსებმა მის შესახებ ბევრი რამ შეიტყვეს. ძალიან საინტერესოა ამ მოგონების მცირე ფრაგმენტი:

1876 წელს თომსონი საცხოვრებლად კემბრიჯში გადავიდა. სწორედ იქ დაამთავრა უნივერსიტეტი და მეცნიერული მუშაობაც 1880 წელს ქვენდიშის განთქმულ ლაბორატორიაში დაიწყო (ლაბორატორიას რელეი მართავდა). იქვე დაიცვა სადოქტორო დისერტაცია და გახდა პროფესორი, ხოლო რელეის წასვლის შემდეგ ლაბორატორიას ჩაუდგა სათავეში. 1918 წელს თომსონი ტრინიტი კოლეჯის პრეზიდენტის თანამდებობაზეც დანიშნეს, ამიტომ ერთი წლის შემდეგ მან ქავენდიშის ლაბორატორიის დერექტორის პოსტი თავის მოწაფეს, გამოჩენილ ფიზიკოსს რეზერფორდს დაუთმო და თვითონ კონსულტანტად დარჩა.

მოღვაწეობა
პირველი თმეცნიერული ნაშრომები თომსონმა ფარადეი-მაქსველის ელექტრომაგნიტური თეორიის დაფუძნებასა და მის შემდგომ განვითარებას მიუძღვნა. 1881 წელს გამოქვეყნებულ ნაშრომში („დაელექტროებულ სხეულების მოძრაობით გამოწვეული ელექტრული და მაგნიტური ეფექტის შესახებ“) იგი ძირითად აღმოჩენამდე მიდის: „დაელექტროებული მოძრავი სხეულების ინერციული მასა უნდა აღემატებოდეს მის უძრავ მასას, რადგან მას ემეტება ასეთი სხეულის მოძრაობის დროს აღძრული ელექტრომაგნიტური მასა“. აღსანიშნავია, რომ სწორედ თომსონდა შემოიღო პირველად „ელექტრომაგნიტური მასის“ ცნება. 1889 წელს გამოქვეყნდა თომსონის მეტად მნიშვნელოვანი ნაშრომი — მან აღმოაჩინა კავშირი მოძრავი დამუხტული სხეულის მასასა და მის ენერგიას შორის ( = 2). იგივე ფორმულა შემდგომში სხვა მეცნიერებმაც მიიღეს, თუმცა ამ საკითხში პირველობა საბოლოოდ ალფრედ აინშტაინს დარჩა. აინშტაინმა შეძლო და შეაჯამა კერძო შემთხვევებისათვის ადრე გამოთქმული მოსაზრებები და მოგვცა ზოგადი დამოკიდებულება ნივთიერების მასისა და მის ენერგიას შორის.

30 წლის განმავლობაში თომსონი ცდილობდა ფიზიკურ მოვლენათა ერთიანი მექანიკური სურათის შექმნას, მაგრამ ვერ მოახერხა. სიცოცხლის ბოლო წლებში კი სცადა სინათლის კვანტის გრიგალური მოდელის შექმნა. აღსანიშნავია შემდეგი ფაქტი: იგი პლანკის კვანტთა თეორიას და აინშტაინის ფარდობითობის თეორიას გულგრილად შეხვდა. თუმცა აქვე აღნიშნავდა: 1884 წელს მან დაიწყო გაზებში ელექტრული განმუხტვის შესწავლა. ამ დარგში მან განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი შედეგები მიიღო რენტგენის სხივების აღმოჩენის შემდეგ (1895), ვინაიდან ეს სხივები გაზის ძლიერ იზონიზაციას იწვევდა.

თომსონი იკვლევდა კათოდური სხივების ბუნებას და თვისებებს, რაც ადრე ნაწილობრივ უკვე იყო შესწავლილი. საკუთარი გამოკვლევების შედეგად იგი მივიდა პირველი ელექტრონული ნაწილაკის - ელექტრონის აღმოჩენამდე. თომსონს სურდა აეხსნა თუ რატომ იქცევა სხვადასხვანაირად კათოდური სხივები მაგნიტურსა და ელექტრულ ველებში. ასეთი ექსპერიმენტებით მან დაამტკიცა, რომ მაგნიტური ძალები კათოდურ სხივებს ისევე ხრიან, როგორც უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკებს.

თომსონმა შემოიღო მეთოდი, რომლის საშუალებითაც შეიძლება გაზომოს კათოდური სხივების შემადგენელი ნაწილაკების სიჩქარე და \{}{} ფარდობა, სადაც ნაწილაკების მასაა, ხოლო — მისი ელექტრული მუხტი. ელექტრონის ექსპერიმენტული აღმოჩენის შემდეგ თომსონმა ლონდონის სამეფო საზოგაოებას 1897 წლის 29 აპრილს მოახსენა. ეს იყო დიდი ტრიუმფი ფიზიკაში. ეს თარიღი შევიდა თანამედროვე ფიზიკის ისტორიაში როგორც პირველი ელემენტარული ნაწილაკის დაბადების დღე. დაახლოებით ერთი წლის შემდეგ თომსონმა გამოთქვა მოსაზრება, რომ რენტგენის სხივები წარმოიშობა სწრაფი ელექტრონების ანტიკათოდზე დამუხრუჭების დროს. იგი იყო ერთ-ერთი პირველთაგანი ვინც ახსნა ლითონების მაღალი ელექტროგამტარობა და მრავალი სხვა თვისება, მათში თავისუფალი ელექტრონების არსებობით.

ელექტრონის აღმოჩენის შემდეგ თომსონს დაებადა აზრი, რომ ატომი იყო რთული აღნაგობის და ელექტრონი იყო მისი ნაწილაკი; რომ გაკრკვეულ პირობებში ისინი შეიძლება ატომებს მოწყდნენ, დამოუკიდებლად არსებობდნენ ან სხვა ატომს შეუერთდნენ. 1903 წელს თომსონმა გამოაქვეყნა ატომის საკუთარი მოდელი, რომელიც წარმოადგენდა დადებითად დამუხტული მატერიის ღრუბელს, სიმეტრიულად დაწინწკლული ელექტრონებით. რადიოაქტიურობის შემდგომი კვლევის პროცესში თომსინის მოდელმა ვერ ახსნა რიგი მოვლენები, რის გამოც თომსონი იძულებული გახდა ათი წლის შემდეგ ადგილი დაეთმო რეზერჰორდ-ბოილის ატომის მოდელისათვის.

ფილოსოფიური შემეცნებით თომსონი მექანიკური მატერიალისტი იყო. იგი დარწმინებული იყო ბუნების შეცნობის უსაზღვრო შესაძლესაძლებლობაში და თვით შემეცნების პროცესის უსასრულობაში. „ელექტრონი ნივთიერების აგებულების მართლა უკანასკნელი საფეხურია?“ — წერდა თომსონი. 1926 წელს მან პირველად დასვა საკითხი ელექტრონის შინაგანი აგებულების შესახებ, ხოლო 1930, 1934, 1936 წლებში მან ელექტრონის აგებულების მოდელიც კი წამოაყენა. თომსონი თავის ერთ-ერთ წიგნში წერდა: .

ჯოზეფ ჯონ თომსონი გარდაიცვალა 1940 წლის 30 აგვისტოს კემბრიჯში.