Fizikaning buyuk kashfiyotlari: Gendrik Lorens, Piter Zeyeman

Bu ruknda berilayotgan Nobel mukofoti sovrindorlari to‘g‘risidagi ma’lumotlarimizni niderlandiyalik fiziklar Gendrik Lorens va Piter Zeyemanlarga bag‘ishlaymiz. Ular ikkinchi bo‘lib bunday mukofotga 1902 yilda sazovor bo‘lishgan.

Gendrik Lorens (1853-1928)

Niderlandiyalik buyuk fizik, klassik elektron nazariyasining asoschisi, 1902 yil ikkinchi Nobel mukofoti Piter Zeyeman bilan magnetizmning nurlanish jarayoniga ta’sirini tadqiq qilganlari uchun berilgan.

Lorens 6 yoshida maktabga boradi. U sinfning eng yaxshi o‘quvchilaridan biri edi. 1866 yili Oliy fuqarolik maktabida o‘qiy boshlaydi. Yoshligidanoq u kuchli xotiraga ega bo‘lib, nemis, fransuz va ingliz tillarini o‘rganib oladi. Leyden universitetiga kirishdan oldin  yunon va latin tillarini o‘rganadi. Lorens matematika va fizika fanlarini o‘rganishda ajoyib iqtidor ko‘rsatadi. U 1870 yilda Leyden universitetiga o‘qishga kiradi. Bu yerda Lorensga universitetning astronomiya o‘qituvchisi, professor Frederik Kayzer ustozlik qiladi. U Lorensning kelgusida mashhur nazariyotchi fizik bo‘lib yetishishida muhim rol o‘ynaydi. Lorens universitetda Jeyms Maksvelning ilmiy ishlari bilan yaqindan tanishib chiqadi. Maksvelning “Elektr bo‘yicha traktat” asari bilan tanishar ekan, bu asarni yanada rivojlantirib, moddalarning elektr va magnit xossalariga asosan elektr zaryadini tashuvchilar, elektronlar ta’sir qilishi ekanligi g‘oyasini olg‘a suradi. Bu mavzuga bag‘ishlangan dissertatsiyasini 1875 yilda muvaffaqiyat bilan himoya qiladi. 25 yoshga kirganda Lorens Leyden universiteti nazariy fizika kafedrasining professori bo‘ladi.

Elektron nazariyani rivojlantirishda uning birinchi katta qadami 1878 yilda yorug‘likning dispersiya hodisasini tushuntirib berish bo‘ldi. 1880 yilda Lyudvig Lorens bilan parallel ravishda atomlar, molekulalar va ionlar elektron qutblanishlarining moddalar sindirish ko‘rsatkichi bilan bog‘lanishini ifodalovchi Lorens-Lorens formulasini berdi. Lorens 1881 yildayoq Qirollik fanlar akademiyasi a’zoligiga saylanadi.

Shu yilning boshlarida Aletta Loreni ismli ayolga uylanadi va uning xotini Gendrikning unumli ijodiy ishlariga barcha qulaylik va imkoniyatlarni yaratib berishga harakat qiladi.

Lorensning ilmiy ishlari statistik fizikaga, elektrodinamikaga, nurlanish nazariyasiga, optika va atom fizikasiga bag‘ishlangan edi. Lorens  Maykelson-Morli tajribalari natijalarini tushuntirib beradi. Katta tezlik bilan harakatlanuvchi jismlar o‘lchamining qisqarishi to‘g‘risida gipotezani olg‘a suradi. 1895 yili uning harakatdagi jismlarning elektr va magnit xossalari nazariyasiga bag‘ishlangan birinchi kitobi nashrdan chiqadi.

1892 yilda olim spetral chiziqlarning magnit maydonida ajralib ketish nazariyasini ishlab chiqadi. 1990 yilda Lorens ma’ruza qilish uchun birinchi marta Parijga boradi. Bu yerda bo‘lib o‘tgan fiziklarning Xalqaro kongressida u o‘sha vaqtning yetakchi fizigi deb tan olinadi. Lorens bu kongressda o‘zining 30 yildan ortiq vaqtda ishlab chiqqan elektron nazariyasi to‘g‘risida ma’ruza qilgan edi.

1902 yili magnit maydonida atomlar spektral chiziqlarining ajralib ketishi to‘g‘risidagi Zeyeman effektining nazariyasini ishlab chiqqani uchun Nobel mukofotiga sazovor bo‘ldi. 1904 yili Lorens tomonidan hozirgi vaqtda Lorens almashtirishlari deb ataluvchi koordinata almashtirishlari qoidasini ishlab chiqildi. Ungacha Galiley almashtirishlari deb ataluvchi koordinata almashtirishlari qoidasi mavjud edi va bu qoidalar yorug‘lik tezligidan ancha kichik tezliklar bilan harakatlanuvchi jismlar yoki boshqacha qilib aytganda Nyuton mexanikasi uchun o‘rinli bo‘lar edi. Lorens almashtirishlari esa tezligi yorug‘lik tezligiga yaqin bo‘lgan jismlar uchun to‘g‘ri hisoblanadi. O‘sha yilning o‘zida Lorens elektron massasini uning tezligiga bog‘lovchi formulani chiqardi. 1913 yildan boshlab o‘z vaqtida juda yuqori ahamiyatga ega bo‘lgan Teyler muzeyining fizika kabineti direktori lavozimini bajara boshlaydi. Lorens 5 marta Solovev kongressini tashkil etadi va ularga raislik qiladi. Bu kongresslarda Lorens fiziklar oldiga yangi mexanika yaratish vazifasini qo‘yadi va uni yaratish yo‘llarini ko‘rsatib ko‘rsatib beradi. Aynan shu kongresslarda relyativistik kvant fizikasi asosiy elementlari ishlab chiqiladi.

Gendrik Lorens nafaqat nazariy fizika bilan shug‘ullangan. Shuningdek, u turli mamlakatlar olimlarini birlashtirishga intilgan, ularning o‘qituvchilik faoliyatlariga ham katta e’tibor qaratadi. U nafaqat o‘z mamlakatida, shuningdek, boshqa mamlakatlarda ham katta obro‘ga ega bo‘lgan olim edi.

Shu yerda Lorensning mavjud adabiyotlarda etibordan chetda qoldirilib kelinadigan bir xislatini aytib o‘tmoqchi bo‘ldik. Bu haqda rus fizigi Abram Ioffe o‘zining «Fiziklar bilan uchrashuv» kitobida yozishicha, Lorens  Maksvelning elektromagnit to‘lqinlar to‘g‘risidagi nazariyasining fizik mohiyatini unchalik darajada tushunmagan va bu nazariyani toza matematika, hech qanday fizik ma’noga ega emas, degan fikrda bo‘lgan. Ma’lumki, XX asrning boshlanishi klassik fizika tushunchalarining barbod bo‘lishi, yangi fizikaning kvantlar nazariyasining boshlanishi bilan nishonlangan edi. Bu narsa Lorens kabi klassik fizika asoschilarini anchagina tushkunlikka olib kelgan. Lorens Ioffe bilan bo‘lgan suhbatda unga «Bugun elektromagnit nazariyani gapira turib aytamanki, har qanday egri chiziqli orbita bo‘ylab harakat qilayotgan elektr energiya nurlantiradi. Ertaga esa auditoriyaga kirib, yadro atrofida aylanayotgan elektron hech qanday energiyani yo‘qotmaydi, deb aytamanmi? Agar men bir-birini inkor etuvchi fikrlarni aytsam, haqiqat qayerda bo‘ladi? Biz umuman haqiqatni bilishga qodirmizmi, fan bilan shug‘ullanishning ma’nosi bormi?», deb murojaat qilgan.

Lorens yana o‘z fikrini davom ettirib deganki, «Ilmiy ishning ob’yektiv haqiqatga olib kelishiga ishonchimni yo‘qotdim, nimaga yashab kelganimni bilolmay qoldim. Nega bundan 5 yil oldin o‘lib ketmadim? O‘sha vaqtda hamma narsa menga tushunarli edi». Lorensning norozilik fikrini aytishga sabab shu bo‘lganki, XX asrgacha yashab ijod qilgan buyuk olimlarning aksariyati klassik fizika nazariyalari kamchiliksiz, mukammal nazariyalar deb hisoblashgan.

Buyuk fizik 1928 yilning 4 fevralida Xarlemda vafot etadi.

Piter Zeyeman (1865-1943)

Niderlandiyalik fizik 1902 yilda Gendrik Lorens bilan birgalikda magnit maydonining radiatsion nurlanishga ta’sirini tadqiq qilishdagi buyuk xizmatlari uchun Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan.

Piter Zeyeman 1865 yilning 25 mayida Zonnemayr qishlog‘ida Katarinus Forandinus va uning xotini Vilgelmina Vorst oilasida to‘g‘ilgan. Qishlog‘idagi maktabning boshlang‘ich ta’limini olgan Piter o‘qishini Zireksey shaharchasidagi maktabda davom ettiradi. Shundan kiyin universitetga o‘qishga kirish uchun Delfteda ikki yil davomida lotin va grek tillarini o‘rganadi. Shu davrda uning fanga bo‘lgan qobiliyati namoyon bo‘ladi. O‘zi tug‘ilgan qishloqda odat tusiga kirib qolgan shimoliy yog‘du to‘g‘risida maqola yozadi.

1885 yil Piter Leyden universitetga o‘qishga kiradi va u yerda Kamerning-Onnes va Lorenslar rahbarligida ilmiy tadqiqotlar olib boradi. Besh yil o‘tgach, Lorensga assistent bo‘lib ishlay boshlaydi. O‘zining Kerr effektini tadqiq qilishga bag‘ishlangan doktorlik dissertatsiyasini bajarishda uning mohir ilmiy tadqiqotchi ekanligi namoyon bo‘ladi va 1892 yilda ishi uchun Niderlandiyadagi Garlen ilmiy jamiyatining oltin medali bilan taqdirlanadi. O‘sha yili o‘zining doktorlik dissertatsiyasini muvaffaqiyat bilan himoya qiladi.

1894 yil Zeyeman Leyden universitetining privat-dotsenti (shtatdan tashqari ma’ruzachi), 1897 yil Amsterdam universitetiga fizika bo‘yicha ma’ruzachi sifatida ishga olinadi. 1900 yil esa u Amsterdam universitetining professori bo‘lib ishlay boshlaydi. Bu yerda o‘zining kelgusidagi ilmiy faoliyatini atomlar spektral holatlarini o‘rganishga bag‘ishlaydi. O‘sha paytda ikkita magnito-optik hodisa ma’lum bo‘lgan.

Uning biri shotland fizigi Jon Kerr tomonidan 1895 yilda kashf qilingan bo‘lib, unda kutblangan yorug‘likka magnit maydonining ta’siri o‘rganilgan. Kerr shuni aniqlaganki, yassi kutblangan yorug‘lik magnit kutbidan qaytganda magnit kutblanish tekisligini burib yuborar ekan. Ikkinchi hodisa esa 1845 yilda ingliz fizigi va kimyogari Faradey tamonidan kashf qilingan bo‘lib, unda yorug‘lik kuchli magnit maydoniga kiritilgan ayrim jismlar orqali o‘tganida uning kutblanishining burilib ketishi aniqlangan. 1860 yillarda ingliz olimi Maksvel elektromagnit to‘lqinlar nazariyasini ishlab chiqqan. Bu nazariyada Maksvel yorug‘likning elektromagnit to‘lqinlaridan iborat ekanligini ko‘rsatib bergan hamda yorug‘lik tezligi qiymatini nazariy hisoblab bergan. Maksvel yaratgan nazariya nemis fizigi Gers tomonidan tajribada tasdiqlangan. Gers elektrlangan konturda elektromagnit to‘lqinlarini hosil qilgan va yorug‘likning tarqalish tezligining qiymatini aniqlagan. Bu qiymatning Maksvel nazariy aniqlagan qiymatga mos kelishini tasdiqlagan.

Lorensning elektron nazariyasiga ko‘ra, nurlanishning spektral chiziqlari tashqi elektr va magnit maydonlarda kengayib borishi hamda ajralib ketishi kerak bo‘ladi.

Zeyeman 1880-1890 yillarda yorug‘likning magnit maydoni bilan o‘zaro ta’sirlashuvini tajriba tadqiq qilish bilan shug‘ullangan. U natriy alangasini kuchli elektromagnit kutblari orasiga joylashtirgan. Yorug‘likni tor tirqish orqali o‘tkazib, spetroskop yordamida kuzatilsa, chastotaning ajralib ketishi va spektr deb ataluvchi rangli chiziqlar turkumi yuzaga kelashi aniqlangan. Natriyning spektri ikkita ravshan sariq chiziqlardan iborat bo‘lishini Zeyeman aniqlagan. Zeyeman tomonidan ochilgan bu kashfiyot “Zeyemanning normal yoki oddiy effekti”, deb ataldi va bu effekt Lorensning elektron nazariyasida to‘liq tushuntirib berildi.

1902 yil fizika sohasidagi Nobel mukofoti Gendrik Lorensga va Piter Zeyemanga “o‘zlarining nurlanishga magnetizmning ta’sirini tadqiq qilishdagi buyuk xizmatlarini tan olish belgisi” sifatida berilgan.

Piter Zeyeman 1935 yilda iste’foga chiqib, Amsterdam universitetini tark etadi va 1943 yilning 9 oktyabrida Amsterdamda vafot etadi.

SamDU professori Ortiq PARDAYeV tayyorladi.