ژول-امیل ورشافلت

ژول-امیل ورشافلت (به فرانسوی: Jules-Émile Verschaffelt؛ ۲۷ ژانویه ۱۸۷۰ – ۳۰ دسامبر ۱۹۵۵) فیزیکدان برجسته اهل بلژیک بود. 

شهرت اصلی او به دلیل تحقیقاتش در زمینه ترمودینامیک و به‌ویژه کار بر روی معادله حالت مواد است. او با ارائه شکل کاهش‌یافته (reduced form) معادله ون در والس و مشارکت در تدوین قانون حالت‌های متناظر، سهم مهمی در فیزیک ماده چگال ایفا کرد. ورشافلت همچنین به عنوان دستیار نزدیک هایکه کامرلینگ اونس در دانشگاه لیدن، در دوران طلایی کشف سرمایش‌شناسی و ابررسانایی حضور داشت.

 زندگی‌نامه و تحصیلات 

ژول-امیل ورشافلت در شهر خنت در بلژیک به دنیا آمد. تحصیلات عالی خود را در رشته فیزیک در دانشگاه خنت به پایان رساند و در سال ۱۸۹۳ درجه دکترای خود را در این دانشگاه دریافت کرد. پس از فارغ‌التحصیلی، به عنوان استادیار در دانشگاه خنت مشغول به کار شد و به تحقیقات در زمینه فیزیک نظری و تجربی پرداخت.

در سال ۱۹۰۰، او به عنوان دستیار به هایکه کامرلینگ اونس، فیزیکدان مشهور هلندی و برنده جایزه نوبل، در آزمایشگاه کریوژنیک دانشگاه لیدن پیوست. این همکاری نقطه عطفی در دوران حرفه‌ای او بود و او را در قلب یکی از پربارترین دوره‌های تحقیقاتی فیزیک قرن بیستم قرار داد. ورشافلت تا سال ۱۹۱۴ در لیدن ماند و در کنار کامرلینگ اونس و دیگر فیزیکدانان بزرگ آن دوران مانند هندریک لورنتس، در پروژه‌های پیشگامانه در زمینه دماهای بسیار پایین مشارکت داشت.

 فعالیت‌های علمی و دستاوردها 

ورشافلت در دو حوزه اصلی به موفقیت‌های چشمگیری دست یافت: ترمودینامیک و فیزیک دمای پایین.

 کار بر روی معادله حالت 

مهم‌ترین دستاورد علمی ورشافلت در حوزه ترمودینامیک، کار بر روی بهبود و تعمیم معادله ون در والس بود. این معادله رفتار گازهای واقعی را با در نظر گرفتن نیروهای بین‌مولکولی و حجم مولکول‌ها توصیف می‌کند.

ورشافلت متوجه شد که اگر متغیرهای حالت (فشار، حجم و دما) را به مقادیر بحرانی خود تقسیم کنند، معادله ون در والس به شکل جهانی درمی‌آید. او متغیرهای «کاهش‌یافته» را به صورت زیر تعریف کرد:
   فشار کاهش‌یافته (π): `π = P / Pc`
   حجم کاهش‌یافته (φ): `φ = V / Vc`
   دمای کاهش‌یافته (θ): `θ = T / Tc`

که در آن `Pc`، `Vc` و `Tc` به ترتیب فشار، حجم و دمای بحرانی ماده هستند. با جایگذاری این متغیرها در معادله ون در والس، یک معادله یکسان برای همه مواد به دست می‌آید. این اصل که بعدها به قانون حالت‌های متناظر (Law of Corresponding States) مشهور شد، نشان می‌دهد که همه مواد در شرایط متناظر (یعنی با مقادیر یکسان از متغیرهای کاهش‌یافته) رفتار مشابهی از خود نشان می‌دهند.

این کار، درک رفتار سیالات را به‌طور اساسی ساده کرد و پایه‌ای برای تحقیقات بعدی در شیمی فیزیک و مهندسی شیمی گذاشت. نام او در «تابع ورشافلت» (Verschaffelt function) نیز که در مطالعات انبساط حرارتی سیالات به کار می‌رود، زنده شده است.

 فعالیت در آزمایشگاه لیدن 

دوران حضور ورشافلت در لیدن با اوج فعالیت‌های آزمایشگاه کامرلینگ اونز همزمان بود. او در پروژه مایع‌سازی هلیوم در سال ۱۹۰۸، که برای اولین بار در جهان انجام شد، نقش داشت. این دستاورد راه را برای تحقیقات در دماهای نزدیک به صفر مطلق باز کرد.

ورشافلت در تیمی بود که در سال ۱۹۱۱ کشف مهم ابررسانایی را ثبت کرد؛ پدیده‌ای که در آن مقاومت الکتریکی برخی مواد در دماهای بسیار پایین به طور ناگهانی به صفر می‌رسد. اگرچه کشف اصلی به نام کامرلینگ اونز ثبت شد، اما فیزیکدانانی چون ورشافلت، گیلیس هولست و کورنلیس دورکمن در انجام آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌های دقیق نقش کلیدی داشتند.

 بازگشت به بلژیک و سال‌های پایانی 

با شروع جنگ جهانی اول و اشغال بلژیک، ورشافلت در سال ۱۹۱۴ به کشورش بازگشت. او به عنوان استاد فیزیک نظری در دانشگاه خنت منصوب شد و تا زمان بازنشستگی در سال ۱۹۴۰ در این سمت باقی ماند. پس از جنگ، او در بازسازی و نوسازی مؤسسه فیزیک دانشگاه خنت نقش مهمی ایفا کرد و آن را به یک مرکز تحقیقاتی مدرن تبدیل کرد.

ژول-امیل ورشافلت در سال ۱۹۵۵ در زادگاهش خنت درگذشت.

 میراث علمی 

میراث ژول-امیل ورشافلت عمدتاً در سه حوزه خلاصه می‌شود:
1.  ترمودینامیک: کار او بر روی معادله حالت کاهش‌یافته و قانون حالت‌های متناظر، یکی از سنگ بناهای فیزیک ماده چگال است و هنوز هم در کتب درسی و تحقیقات علمی به آن ارجاع داده می‌شود.
2.  فیزیک دمای پایین: حضور او به عنوان شاهد و مشارکت‌کننده در آزمایشگاه لیدن، او را به یکی از پیشگامان اولیه حوزه سرمایش‌شناسی و ابررسانایی تبدیل می‌کند.
3.  آموزش و مدیریت: تلاش‌های او برای نوسازی آموزش و تحقیقات فیزیک در دانشگاه خنت، تأثیر بلندمدتی بر علم و فناوری در بلژیک داشت.

امروزه، نام او بیشتر در متون پیشرفته ترمودینامیک و تاریخ علم زنده است و به عنوان نمادی از دوران گذار فیزیک از قرن نوزدهم به قرن بیستم شناخته می‌شود.

 جستارهای وابسته 
 معادله حالت
 هایکه کامرلینگ اونس
 ابررسانایی
 دانشگاه خنت
 دانشگاه لیدن

 منابع 




 پیوند به بیرون 

رده:استادان دانشگاه خنت
رده:درگذشتگان ۱۹۵۵ (میلادی)
رده:زادگان ۱۸۷۰ (میلادی)
رده:فیزیک‌دانان اهل بلژیک