علی جوان

علی جوان (زادهٔ ۵ دی ۱۳۰۵، تهران – درگذشته ۲۲ شهریور ۱۳۹۵، لس‌آنجلس) فیزیک‌دان و مخترع ایرانی-آمریکایی بود که نخستین لیزر گازی هلیوم_نئون جهان، ساختهٔ وی می‌باشد. او استاد بازنشسته دانشکده فیزیک دانشگاه ام‌آی‌تی و ساکن ایالات متحده آمریکا بود.

علی جوان در دسامبر ۱۹۶۰ نخستین لیزر گازی جهان را اختراع کرد که ترکیبی از دو گاز هلیوم و نئون بوده و به همین خاطر با نام لیزر هلیوم-نئون نامیده می‌شود. این لیزرلیزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation می‌باشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است. نخستین لیزر جهان توسط تئودور مایمن اختراع گردید و از یاقوت در آن استفاده شده بود در سال ۱۹۶۲ پرو فسور علی جوان نخستین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود و بعدها نوع سوم و چهارم لیزرها که لیزرهای مایع و نیمه رسانا بودند اختراع شدند. از نوع لیزرهای بی خطر به حساب می‌آید و رنگ آن سرخ بوده و در آزمایشگاه‌های دانشگاه‌ها برای بررسی پدیده‌هایی مانند تداخل امواج و آزمایش دو شکاف یانگDouble-slit experiment توماس یانگ در سال ۱۸۰۳ به آزمایشی دست زد که نتیجه آن تأیید فرضیه موجی هویگنس دربارهٔ ماهیت نور بود. آزمایش یانگ مربوط به نوری است که از دو شکاف باریک می‌گذرد و نوارهای تاریک و روشن را به وجود می‌آورد. قبول این مطلب که چگونه جمع دو نور تاریکی را به وجود می‌آورد، به سادگی ممکن نبود، ولیکن نتیجه آزمایش یانگ، صحت فرضیه موجی بودن نور و پدیده تداخل امواج نور را تأیید کرد. کاربرد دارد.

 پیشینه 
علی جوان در تهران در یک خانواده آذربایجانی اهل تبریز به دنیا آمد. او از سن ۵ سالگی شیفته ریاضیات و بازی با اعداد بود.گفتگو با Betty Blair با عنوان: Scientist Who Made a Difference دوران دبیرستان را در دبیرستان البرز گذراند. وی تحصیلات دانشگاهی خود را در دانشگاه تهران شروع کرد. پس از یک سال در سفری به نیویورک در سال ۱۹۴۸، در چندین دوره تحصیلات تکمیلی در دانشگاه کلمبیا شرکت کرد و مدرک دکترای خود را بدون اینکه قبلاً لیسانس و فوق لیسانس داشته باشد در ۱۹۵۴ دریافت کرد.Smithsonian April 1971 (Volume 2, Number 1), Ali Javan and his 40 lasers, Francis E. Wylie در سال ۱۹۵۵، جوان به عنوان فوق دکتر در آزمایشگاه پرتویی مشغول به کار شد و با تاونز در تحقیقات ساعت اتمی کار کرد و از طیف‌سنج پرتو اتمی مایکروویو برای مطالعه ساختار فوق‌ریز اتم‌هایی مانند مس و تالیم استفاده کرد. جوان به هنر و به ویژه به موسیقی هم عشق می‌ورزید و در کلاس‌های هنری دانشگاه کلمبیا شرکت می‌کرد. خودش گفته است موسیقی باخ جلوه‌ای از عالم ریاضی است.Scientists Who Made A Difference - Ali Javan: The Gas Laser and Beyond by Ali Javan with Betty Blair

جوان در سال ۱۹۵۸ که عضو گروه تحقیقاتی آزمایشگاه بل بود، اصول لیزر گازی را پایه گذاشت. دو سال بعد، دقیقاً در ساعت ۴ و بیست دقیقه بعد از ظهر دوازدهم دسامبر سال ۱۹۶۰ درحالی‌که برف سنگینی شروع به باریدن کرده بود، موفق شد لیزر گازی هلیوم–نئون را ابداع کند. نام دو تن از همکاران وی «ویلیام به‌نت»William Bennett و «دونالد هه‌ریوت»Donald Herriott بود. جوان فردای آنروز لیزر گازی را به وسیلهٔ فرستادن پیغامی تلفنی امتحان کرد و برای نخستین بار در تاریخ، یک مکالمه تلفنی به وسیله یک لیزر نوری انجام شد. تاریخ دقیق آن رویداد، ۱۳ دسامبر سال ۱۹۶۰ بود.

وی در سال ۱۹۶۱ با درجه دانشیاری به عضویت هیئت علمی مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) درآمد و در سال۱۹۶۴ به عنوان استاد منصوب شد. او تا قبل از فوت، استاد بازنشسته مؤسسه فناوری ماساچوست در ایالات متحده آمریکا بود. گرایش وی در فیزیک اتمی–مولکولی و اپتیک است. نام علی جوان در کنار بزرگان فیزیک جهان همانند تئودور میمن، نیکولای باسوف، گوردون گولد، آرتور لئونارد شالو، رابرت دیک، سی کومار ان پاتل (لیزرشناس هندی)، احمد زویل (دانشمند مصری که جایزه نوبل شیمی را در سال ۱۹۹۹ برد)، دنیس گابور، (برنده نوبل فیزیک در سال ۱۹۷۱)، نیکلاس بلومبرگن، چارلز هارد تاونز و الکساندر میخایلوویچ پروخورف در تاریخ علم ثبت شده است.

 لیزر گازی 
لیزرهای گازی نوع ویژه‌ای از لیزر است که در آن گازی درون یک لوله شفاف، مانند لامپ مهتابی، می‌رود. عبور جریان از این لوله باعث رفت‌وآمد فوتون می‌شود؛ یعنی جریان الکتریکی، برای تولید نور، در یک گاز تخلیه می‌شود. نخستین نوع این لیزرها هلیم–نئون بود که در لیزرهای خانگی و مدارس کاربرد دارد. لیزر گازی جوان نخستین لیزری بود که به صورت مداوم کار می‌کرد و باعث شد که در جهان جلب توجه کرده، پایه‌ای برای تحقیقات بیشتر در این زمینه باشد.

نوع دیگر لیزر، لیزر دی‌اکسید کربن (CO2) است که می‌تواند نور لیزری بسیار پرقدرت تولید کند و در رادارها بکار برده می‌شود. همچنین، در صنایع جوشکاری و نیز برای ساخت دقیق مواردی که برای بیماران قلبی استفاده می‌شود، قابل استفاده است. در محفظه این لیزر هلیوم و مقداری نیتروژن هم هست. گاز نیتروژن، انرژی الکترودها را ذخیره می‌کند. پس از برخورد مولکول‌های نیتروژن به مولکول CO2 این انرژی انتقال می‌یابد و مولکول‌های CO2 برانگیخته می‌شوند. گاز هلیوم به انتقالِ انرژی کمک می‌کند و سبب می‌شود تا مولکول‌های دی‌اکسید کربن زودتر به ترازهای انرژی عادی یا حالت عادی خود برگردند.

لیزر گازی یک نقطه عطف در تاریخ فناوری‌های نوین دنیا به حساب می‌آید. جوان قبل از اختراع لیزر گازی، تئوری لیزر سه سطحی را پایه‌گذاری کرد و اهمیت همگرایی فازی را در این وسیله مایکروویو (ریزموج) نشان داد. این عمل، ایده لیزر بدون پراکندگی را معرفی کرد و او بعداً این ایده را در استفاده از اثر رامان تحریک شده گسترش داد که نهایتاً منجر به بسط نوظهور رژیم نوری شد.

پژوهش‌های جوان باعث ایجاد بزرگ‌ترین تحقیق لیزری در دهه‌های شصت و هفتاد میلادی شد و پس از آن بسیاری از بنیان‌های اولیه در استفاده از لیزر به وقوع پیوست. این بنیان‌ها شامل ابداعات زیادی در زمینه اسپکتروسکوپی لیزری، نخستین استفاده از لیزر برای آزمایش دقیق نسبیت خاص، و ایزوتروپی در فضا؛ ابداع تکنولوژی اندازه‌گیری فرکانسی دقیق در طیف نوری و نخستین ساخت ساعت‌های اتمیک لیزری شد.

 علی جوان، چارلز هارد تاونز و آرتور لئونارد شالو 
هنگامی که علی جوان کار روی لیزر گازی را آغاز کرد، دو محقق دیگر چارلز هارد تاونز (استادش) و آرتور لئونارد شالو راهی دیگر را برای دستیابی به لیزر پی گرفتند. نظریه آن‌ها مبنی بر این اساس بود که نور لیزرها را می‌توان توسط مکش با یک منبع نور زیاد استخراج کرد؛ نظریه‌ای که اکنون به عنوان «پمپ کردن لیزرهای نوری» شناخته می‌شود. جوان اما به جای استفاده از یک منبع نور قوی، از جریان‌های برقی که انرژی الکتریکی را تبدیل به نور لیزری می‌کند، استفاده کرد.

 برپایی نخستین سمینار لیزر جهان در ایران 
بندانگشتی|300px|نخستین سمپوزیوم لیزر جهانسپتامبر ۱۹۷۱، اجتماع ۷۰ نفری فیزیکدانان جهان
در سال ۱۹۷۱ بسیاری از فیزیکدانان جهان، از جمله علی جوان، چارلز هارد تاونز (برنده جایزه نوبل فیزیک)، الکساندر میخایلوویچ پروخورف، (برنده جایزه نوبل فیزیک)، سرجیو پریرا پورتو،Sergio Pereira da Silva Porto نیکولاس برومن برگن، بوریس استوچف،Boris P. Stoicheff پییریاکویی نوت،Pierre Jacquinot رایموند کیدر،Raymond E. Kidder آرتور لئونارد شالو… و ده‌ها فیزیکدان دیگر به ایران آمدند و در نخستین سمپوزیوم لیزر (سمپوزیوم در فیزیک بنیادی و کاربردی لیزر)، شرکت نمودند. در مورد این سمپوزیوم علاوه برAtomic Coherent States in Quantum OpticsArecchi, F. T. ; Courtens, E. ; Gilmore, R. ; Thomas, H.Fundamental and Applied Laser Physics, Proceedings of the Esfahan Symposium held August 29 to September 5, 1971.New York, NY, 1973, p.835 گزارش حالت‌های همدوس اتمی در اپتیک کوانتومی  و کتابHighly Excited States of the Helium AtomLamb, W. E. , Jr. ; Mader, D. L. ; Wing, W. H.Fundamental and Applied Laser Physics, Proceedings of the Esfahan Symposium held August 29 to September 5, 1971.New York, NY, 1973, p.523 حالت‌های بسیار برانگیخته هلیوم 
یک کتاب کوچک ۱۳۳ صفحه‌ای از «آبراهام هرتزبرگ» با عنوان: پیشرفت‌ها در تحقیقات لیزر با توان بالا  و یک جزوه ۱۸ صفحه‌ایEsfahan Symposium on Fundamental and Applied Laser Physics, Held in Esfahan, Iran on 29 August-5 September 1971 که «ویلیام ژوزف کوندل»William J. Condell منتشر نموده، کتاب قطوری هم در ۹۶۰ صفحه منتشر شده است.مشخصات کتابی که در مورد سمپوزیوم لیزر در دانشگاه اصفهان در سال ۱۹۷۱ برگزار شد این است:
TITLE: Fundamental and applied laser physics; proceedings of the Esfahan Symposium, August 29 to September 5, 1971. Edited by Michael S. Feld, Ali Javan [and] Norman A. Kurnit.TYPE: BookPUBLISHED: New York, Wiley [1973]DESCRIPTION: xiii, 952 p. illus. 23 cm. A WileyInterscience publication. Includes bibliographical references.ISBN 0-471-25701-XRELATED: Feld, Michael S. , 1940 ed. Javan, Ali, 1926 ed. Kurnit, Norman A. , 1939 ed.SUBJECTS: Quantum electronicsCongresses. LasersCongresses. Spectrum analysisCongresses.LOC CLASSIFICATION: QC680 .F86DEWY DECIMAL #: 535.5/8
This copy located at the Library of Congress. 535.5/8

در این مجمع علمی از تلاش‌های تئودور میمن کاشف لیزر جامد یاد شد. در نخستین سمپوزیوم لیزر در مورد تحقیقات نظری مبنی بر امکان نشر لیزری در ناحیه پرتو ایکس تبادل نظر شد و جوان دربارهٔ رزونانس‌های اتمی و مولکولی در بیناب نمایی لیزری صحبت کرد و از جمله یادآور شد که امروزه می‌توان پهنای وسیعی از بسامدهای امواج الکترو مغناطیس درگسترهٔ ماکروویو تا فرو سرخ دور و فروسرخ نزدیک را ترکیب و مقایسه کرد و با کمک روش‌های شناخته شده، گستره این طیف را به ناحیه مرئی کشید.

علی جوان در این گردهمایی گفت که اکنون امیدوارانه به دنبال آن هستیم که در دههٔ کاربرد بیناب نمایی و دستیابی به دقت در اندازه‌گیری با مرتبه‌های بسیار بالا، از این شیوه‌ها بهره‌برداری کنیم. برای این کار باید به عناصر ساده بازگردیم و بیناب آن‌ها را دوباره بررسی کنیم. اتم هیدروژن و هلیوم خنثی و یونیده باید دوباره مورد بررسی قرار گیرند. این کار مطمئناً به تعیین دگربارهٔ ثابت پایای ریدبرگثابت ریدبرگ Rydberg constant، یکی از ثابت‌های مهم در فیزیک هسته‌ای است که از فرمول زیر به دست می‌آید: و دیگر ثابت‌ها و فرایندهای بنیادین، با دقتی بیشتر منجر می‌شود و به زودی مقدار نهایی سرعت نور را به دست خواهیم آورد. این امر به همراه توانایی ما در اندازه‌گیری دقیق بسامد در ناحیه مرئی و فروسرخ منجر به دستیابی به ساعت‌های اتمی بسیار پیشرفته خواهد شد. این موفقیت می‌تواند آزمون‌های بهتری در ارتباط با قوانین بنیادین طبیعت و حتی پیش‌بینی‌هایی از نسبیت عام را به دست دهد.proceedings of the Esfahan Symposium, August 29 to September 5, 1971
ed. :
Feld, Michael S. ,
ed. :
Javan, Ali,
ed. :
Kurnit, Norman A. ,

این سمپوزیوم ۲۹ اوت – ۵ سپتامبر ۱۹۷۱ با حمایت دانشگاه صنعتی شریف تهران و با همکاری دانشگاه اصفهان و مؤسسهٔ فناوری ماساچوست (MIT) در دانشگاه اصفهان برگزار شد.

 افتخارات 
 علی جوان عضو آکادمی ملی علوم و آکادمی هنر و علم آمریکا و عضو افتخاری مؤسسه تریستهمؤسسه پژوهشی فیزیک نظری عبدالسلام در تریسته در ایتالیا  برای ترویج علوم است.
 جوان شاگرد چارلز تاونز است که در سال ۱۹۶۴ به همراه الکساندر میخایلوویچ پروخورف و نیکولای گنادیویچ باسوف جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند.
 جوان در سال ۱۹۶۰ موفق به اختراع لیزر گازی شد و در سال ۱۹۶۴ برای تحقیقات در زمینه لیزرهای گازی، مدال استوارت بالنتاینStewart Ballentine را از انستیتو فرانکلین دریافت نمود.
 در سال ۱۹۶۶ برنده مدال بنیاد «فه‌نی و جان هرتز»Fany & John Hertz Foundation شد و به عنوان Guggeheim Fellow شناخته شد.
 این فیزیکدان ایرانی در سال ۱۹۷۵ مهم‌ترین نشان انجمن نورشناسی آمریکا یعنی مدال فردریک ایوزFredrick Ives را از انجمن اپتیکال دریافت کرد. در جمله‌ای که در کنار این نشان حک شده است از آقای جوان به خاطر «پدیدآوردن یک دستگاه نورشناختی (لیزر گازی) با کاربردهای بی‌سابقه در پژوهش‌های علمی» قدردانی فراوان شده است.
 در سال ۱۹۷۹ به عنوان Humbolt Foundation Fellow شناخته شد.
 جوان در سال ۱۹۹۳ جایزهٔ علمی جهانی آلبرت اینشتین را دریافت نمود.
 مجدداً در سال ۱۹۹۵ به عنوان Humbolt Foundation Fellow شناخته شد.
 او همچنین در سال ۲۰۰۷ رتبه دوازدهمین انسان نخبه را در جهان از سوی نشریه تلگراف کسب کرد.

 نامگذاری روز لیزر 
در ایران پنجم دی روز لیزر به نام علی جوان نامگذاری شده است. مناسبتی که برای نامگذاری این روز در نظر گرفته شد، مصادف با روز تولد وی می‌باشد.نامگذاری روز تولد پروفسور علی جوان، سایت ایسنا، ۱۳۹۵

 مرگ 
جوان در ۱۲ سپتامبر ۲۰۱۶ درگذشت. از او همسرش مارجوری و دو دخترشان لیلا و مایا و نوه‌هایش والریک پرلمان و ریوا پرلمان یادگار مانده است. وادیم پرلمان فیلمساز یهودی اوکراینی کارگردان فیلم‌ خانه‌ای از شن و مه عنوان کرده بود که همسر سابقش دختر دکتر جوان است.

دخترش لیلا می‌گوید: در روزهای پایانی زندگی، جوان در لس آنجلس در بین خانواده و دوستان بود و وقت خود را «بسیار آرام» سپری می‌کرد. به مالر و موتزارت، دو آهنگساز مورد علاقه‌اش، گوش می‌داد و اعضای خانواده از مجلات فیزیک برای او می‌خواندند.

 پانویس 

 منابع 
 The History Of The Laser نقش دکتر علی جوان در دانش مربوط به لیزر
 Top 100 living geniuses دکتر علی جوان در لیست صد نابغه برتر جهان
 Ali Javan. Hall of fame. Camp invention. آشنایی با مخترع ایرانی لیزر گازی
 در این مقاله به اختراع دکتر علی جوان اشاره شده است
 Scientists Who Made A Difference
 لیزرهای گازی، چگونه به وجود آمدند. سخنرانی دکتر علی جوان در کنفرانس بین‌المللی لیزر گازی در آمریکا، شهر بالتیمور (سال ۱۹۹۵) در جشن سی و پنج سالگی اختراع لیزر گازی
 پیشگامان لیزر Laser Pioneers نوشته Jeff Hecht بخش از میزر تا لیزر (علی جوان و لیزر گازی)
 سخنان Joseph Giordmaine یکی از همکاران دکتر علی جوان در مورد وی Ali Javan and Bell Labs
 کتاب فارغ التحصیلان البرز Alborz High School Alumni: Homa Katouzian, Lotfi Asker Zadeh, Kamyar Kalantar-Zadeh, Ali Javan, Khosrow Sinai, Siavash Ghomayshi, Paul Merage
 Ali Javan: Study of infrared and visible gas lasers: Final report (در مورد لیزر گازی) - ۱۹۷۷
 Ali Javan: Photoexcitation of lasers and chemical reactors for NASA missions: A theoretical study (NASA contractor report)- ۱۹۸۱
 Ali Javan: Development of tunable high pressure CO2 laser for lidar measurements of pollutants and wind velocities, January 1976 to December 1977 (NASA Contractor report) by Ali Javan 1979
 Ali Javan: Investigation of the use of masers in the infrared and optical regions (AFCRL) by Ali Javan -1966
 مجله Smithsonian شماره آوریل ۱۹۷۱ - مقاله در مورد دکتر علی جوان
 صدای دکتر علی جوان (در مورد لیزر گازی...)
 سخنان دکتر علی جوان در مورد میزر و نقش چارلز تاونز 
 دکتر علی جوان به غُبار پیوست - او نماند اما «لیزر گازی» ماند

 جستارهای وابسته 
 لیزر

رده:استادان دانشگاه آذری اهل ایران
رده:استادان دانشگاه اهل ایالات متحده آمریکا
رده:استادان دانشگاه دور از وطن اهل ایران
رده:استادان مؤسسه فناوری ماساچوست
رده:اعضای انجمن فیزیک آمریکا
رده:اعضای فرهنگستان ملی دانش آمریکا
رده:اعضای فرهنگستان هنر و دانش آمریکا
رده:اعضای مجمع فیلسوفان آمریکا
رده:افراد آمریکایی آذری‌تبار
رده:افراد ایرانی آذری‌تبار
رده:اهالی تهران
رده:پژوهشگران لیزر
رده:دانش‌آموختگان دانشکده فیزیک دانشگاه تهران
رده:دانش‌آموختگان دانشگاه تهران
رده:دانش‌آموختگان دانشگاه کلمبیا
رده:دانش‌آموختگان دبیرستان البرز
رده:درگذشتگان ۱۳۹۵
رده:درگذشتگان ۲۰۱۶ (میلادی)
رده:دریافت‌کنندگان جایزه گوگنهایم
رده:دور از وطن‌های اهل ایران در ایالات متحده آمریکا
رده:راه‌یافتگان به تالار مشاهیر مخترعین ملی
رده:زادگان ۱۳۰۵
رده:زادگان ۱۹۲۶ (میلادی)
رده:فیزیک‌دانان اهل ایالات متحده آمریکا
رده:فیزیک‌دانان اهل ایران
رده:لیزرهای گازی
رده:مخترعان اهل ایران
رده:مخترعان سده ۲۰ (میلادی) اهل ایران
رده:مهاجران ایرانی به ایالات متحده آمریکا