تبليغاتX
تاریخ و فلسفه علم

تاریخ و فلسفه علم

ویل دورانت: تاریخ را باید فیلسوفان بنویسند و فلسفه را مورخین.

کشف پنی سیلین به دست فلمینگ

کار تحقیقاتی ای که به کشف پنی سیلین انجامید به این خاطر شروع شد که از فلمینگ دعوت شد تا برای یک کتاب نه جلدی که شورای تحقیقات پزشکی آن را تهیه میکرد درباره باکتری های گروه استافیلوکک بنویسد.این باکتری ها عامل عفونتهای متنوعی به شمار میروند.

فلمینگ در حین تحقیق در باب این مسئله هنگامی که مقاله ای از بویگر،بولند،امیرا را میخواند به این نکته برخورد که اگر کشت استافیلوککها به مدت چند روز در حرارت اتاق بماند رنگ استافیلوککها تغییر میکند،او به این امر علاقه مند شد چون رنگ این باکتریها می تواند نشانه ای از قدرت بیماری زایی آنها باشد.بنابر این تصمیم گرفت به کمک دی.ام.پرایس که محققی صاحب نظر بود در این مورد تحقیق کند.

آنها به کشت استافیلوککها پرداختند و روی آنها را با ماده ای ژلاتینی به نام آگار پر کردند که این ماده حاوی مواد مغذی برای رشد میکروبهاست، سپس با سیمی پلاتینی مقداری استافیلوکک روی آن گسترده میشد و در حرارت مناسب قرار میگرفت و مرتبا این ظرفها مورد بررسی قرار میگرفت تا ببینند که آیا استافیلوککها تغییر رنگ داده اند یا خیر!

در حین انجام این تحقیق پرایس برای شروع کار دیگری آزمایشگاه را ترک میگوید و فلمینگ تمام تابستان را به انجام این تحقیق میگذراند،او نیز در پایان ژوئیه همان سال (1928) برای گذراندن تعطیلات از آزمایشگاه خارج میشود و چند ظرف کشت که روی هم قرار گرفته بودند را بر روی میز جایی که نور به آنها نمیخورد باقی میگذارد،در اوایل سپتامبر زمانی که فلمینگ از تعطیلات باز میگردد و پرایس برای دیدن او به آزمایشگاه می آید و فلمینگ را در حالی بازمیابد که در حال چیدن ظروفی که بر روی هم قرار گرفته بودند،است.او آنها را در ظرفی حاوی لیسول که ماده ای ضد عفونی کننده بود قرار میداد تا آنها را شستشو دهد و برای انجام آزمایشهای دیگر آماده کند،اما حجم ظروف به قدری زیاد بود که مقداری از آنها از سطح لیسول خارج شده بودند،فلمینگ در حال شکایت به پرایس که او را تنها گذاشته بود و برای نشان دادن حجم کار زیاد یکی از ظرفهای روی لیسول رابرداشت تا به پرایس نشان دهد و مدتی به ظرف خیره ماند و گفت "خنده دار است".ظرف مذکور همان ظرف پنی سیلین مشهور بود.

در این ظرف کلونی های استافیلوککها،لکه های گرد کوچکی هستند و قارچ آلوده کننده ای در آنها بسیار واضح است،استافیلوککها که باکتریهای بیماری های عفونی هستند هنگام نزدیکی به این قارچ کاملا از بین رفته اند چنانکه فلمینگ میگوید آنها در حال فروپاشی سلولها یا باکتری هستند.

فلمینگ از مشاهده ی این ظرف چنین استنتاج کرد که قارچ آلوده کننده ی آن ظرف ماده ای تولید میکند که توانایی از بین بردن آن باکتری ها را دارد!بعد ها معلوم شد که آن قارچ پنی سیلیوم است،ابتدا به اشتباه آن را از نوع پنی سیلیوم روبروم دانشتند اما بعدها معلوم شد که از نوع بسیار نادرتری به نام پنی سیلیوم نوتاتم است که فلمینگ به این قارچ نام "پنی سیلین" را داد.

از آنچه گفته شد چنین برمی آید که چنین اتفاقی از خوش اقبالی فلمینگ بوده است،در واقع تا حدیدی چنین است چرا که مدتی بعد هیر تصمیم گرفت که چنین کشتی را انجام دهد و متوجه شد که این کار بسیار دشوار است،چرا که تنها زمانی میتوان اثر کلی ظرف فلمینگ را ایجاد کرد که قارچ و استافلوککها در دمای بسیار پایینی رشد کنند و حرارت تابستان یعنی زمانی که فلمینگ کار تحقیقاتی خود را بر روی استافیلوککها انجام میداد برای اینکار (کشت قارچ) بسیار بالا بوده است،اما تا اندازه ای تنوع آب و هوای انگلستان به کمک فلمینگ آمده بود و زمان ترک آزمایشگاه و دوره ای را که فلمینگ در تعطیلات به سر میبرده زمان افت دمای هوا در انگلستان بوده،اما با همه ی اینها درست است که این اتفاق تا حدودی از خوش اقبالی زیاد فلمینگ بوده است اما مسلما کشف این مسئله و جرقه ی لازم در هنگام روئیت این قارچ نیاز به ذهنی خلاق و مکاشفه گر داشته است چرا که قبل از این موضوع در مورد بیماری آسم و قارچ پنی سیلیوم نوتاتم ذهن فلمینگ بسیار درگیر بوده،پنی سیلین نخستین آنتی بیوتیک در دنیای پزشکی است.رهروان فلمینگ "ارنست بوریس چاین" و "هوارد والتر فلوری" بودند که در حقیقت پنی سیلین را به ماده ی آنتی بیوتیکی مورد استفاده تبدیل نمودند و جایزه ی نوبل پزشکی در سال 1945 بطور مشترک به این سه نفر تعلق گرفت.


برگرفته از کتاب : فلسفه علم در قرن بیستم

مؤلف : دانالد گلیس

+ نوشته شده در  دوشنبه هجدهم اردیبهشت 1391ساعت 11:51  توسط سعیده کریم نژاد  | 

آدرس جدید وب سایت شخصی علی جعفری

www.alijafari.net

ورود


+ نوشته شده در  پنجشنبه چهاردهم بهمن 1389ساعت 14:45  توسط سعیده کریم نژاد  | 

+ نوشته شده در  سه شنبه بیست و ششم مرداد 1389ساعت 14:48  توسط محبوبه بابایی  | 

 ---

از نیوتون پرسیدند: چرا به خدا ایمان دارید؟

گفت: من از گوشم و چشمم به خدای پی بردم.

آفریدگاری که در گوشم جمیع قوانین فیزیکی صوت را مراعات کرده و در چشمم همه قوانین نور را...

قوانینی که در گوش و چشم مراعات شده دارای مصادیق متناقض می باشند.

نزدیکی و دوری، سازش با گرما و یا سازش با سرما، سازش با محیط خشک، سازش با محیط مرطوب، سازش با محیط تاریک، سازش با محیط روشن و مانند آنها نمی توانند ساخته ماده فاقد شعور و فاقد علم باشند و عقل صحیح باور نمی کند این سازشها با وضع و احوال متناقض خود به خود پیدا شده باشد.

+ نوشته شده در  شنبه یکم خرداد 1389ساعت 10:55  توسط سعیده کریم نژاد  | 

 

 

 

 

 

 

 

          Eric A. Cornell                 Wolfgang Ketterle                 Carl E. Wieman

2001
جایزه نوبل سال 2001 به یکی از حالتهای جدید ماده مربوط می شود.چگالی بوز-انیشتین سه دانشمندی که این جایزه را مشترا دریافت کردند عبارت اند از :اریک ا.کرنل از JILA و موسسه ملی استاندارد و فناوری در بولدرکلرادو در ایالات متحده امریکا . و ولفگانگ کترله از موسسه فناوری ماساچوست در کمبریج .و کارل ادوین ویمن از JILA و دانشگاه کلرادو در ایالات متحده امریکا .اعلامیه فرهنگستان سلطنتی سوئد دلیل اهدا جوایز را چنین بیان می کند:"دستیابی به چگالی بوز-انیشتین در گازهای رقیق اتمهای قلیایی و بررسی های اولیه روی خواص این چگاله ها".

حالت جدید ماده: چگاله بوز-اینشتین

 ماده ای که ما را احاطه کرده از اتمهایی تشکیل شده است که از قوانین مکانیک کوانتومی تبعیت می کنند. در دماهای عادی رفتار این اتمها با مفاهیم کلاسیک مطابقت دارد و گازی که تحت این شرایط قرار دارد مانند مجموعه ای از توپهای بیلییارد رفتار می کند که با یکدیگر و با دیواره های ظرف در برخوردند اتم هستند.اما وقتی دما کاهش پیدا می کند و از سرعت اتمها کاسته کی شود، کم کم اصول مکانیک کوانتومی بر رفتار اتمها حاکم می شود. اتمها حول محور خود دوران می کنند،یعنی اسپین دارنند و این حرکت را عدد کوانتومی اسپین توصیف می کند. بوزون ها رفتاری "اجتماعی " دارند و در دماهای کم تمتیل دارند در یک حالت کوانتومی جمع شوند در حالی که فرمیونها از هم دوری می جویند و هیچ دو فرمیونی نمی توانند در همان حالت کوانتومی قرار گیرند یعنی حالتهای پرانژی تر هم باید پر شود.آرایش عناصر در جدول تناوبی بر پایه همین واقعیت توضیح داده می شود.
در سال 1944 ،فیزیکداننان هندی اس.ان.بوز بری ذراتی که از آن زمان به نام او به بورون معروف شد ه اند،وبه طور خاص برای ذرات نور که بعدا به نام فوتون نامیده شدند،محاسبه ای آماری انجام داد. بوز برای یافتن قانون تابش پلانک راه دیگری پیدا کرد و کار خود را برای آلبرت اینشتین فرستاد.اینشتین اهمیت کار را تشخیص داد و آن را به آلمانی ترجمه و منتشر کرد. اینشتین  به سرعت نظریه را به بوزونهای جرم دار تعمیم داد و خود دو مقاله پی در پی در این باره منتشر کرد و پیش بینی کرد که اگر تعداد مشخصی از چنین ذراتی به اندازه کافی به هم نزدیک شوند و سرعت آنها به میزان کافی کند شود همه با هم به کم انرژی ترین حالت می روند ،همان چیزی که ما امروز به آن چگالش بوز-اینیشتین یا BEC  می گوییم .از زمان انتشار این مقالات تا کنون ، فیزیکدانها آرزو داشتند بتوانند به این حالت جدید و بنیادی ماده که انتظار می رفت بسیاری خواص جالب و مفید داشته باشند،دست بیابند. هفتاد سال گذشت تا بالاخره در سال 1995 ، برندگان جایزه نوبل سال 2001 ،با استفاده از روشهایی بسیار پیشرفته از پس این کار برآمدند .این حالت با اتمهای گاز قلیایی حاصل شد و می توان در این گازها این پدیده را مستقیما بررسی کرد.در هیچ جای دیگر عالم ،حالت حاد BEC  در گازهای رقیق را نمی توان یافت.قبلا در سیستمهایی پیچیده تر ، نمود چگالش بوز-اینیشتین مشاهده شده است یعنی چگالش زوجهای الکترون در ابررساناها (معادل با از بین رفتن مقاومت الکتریکی) و ابرشارگی (از بین رفتن اصطکاک).در این موارد نیز به دماهای کم نیاز است و به پژوهشهایی که در این زمینه ها انجام شده است چندین جایزه نوبل تعلق گرفته است .این سیستمهای کوانتومی در مقایسه با گازهای قلیایی ،سیستمهایی ساده نیستند .زیرا پدیده چگالش فقط به بخشی از سیستم مربوط می شود و برهم کنشهای قوی پدیده BEC را پنهان می کند.

موج یا ذره؟
وقتی گازها سرد می شوند، مایع می شوند.از این وضعیت باید پرهیز کرد و برنگان جایزه نوبل نشان دادند که با اتمهای قلیایی میتوان چنین کرد زیرا روبیدیم و سدیم با تک ایزوتوپ پایدار NA ، بین اتمها نیروهای ضعیف رانشی پدید می آید .می توان محاسبه کرد که برای رسیدن به چنین چگالی هایی اتمها باید با سرعت چند میلی متر در ثانیه حرکت کنند که معادل با دمای 100 نانو کلوین است یعنی یک دهم یک میلیونیم درجه بالای صفر مطلق. آنها با استفاده از روشهای سرمایش و به تله انداختن اتمهای خنثی قاطعانه از پس این کار برآمدند.این روشها خود موضوع جایزه نوبل 1997 بود.

BEC از طریق سرمایش لیزری و سرمایش تبخیری
اساس کار سرمایش لیزری تبادل تکانه بین فوتون و اتم است .برای سرد کردن نیاز است ترتیبی داده شود که فوتونها فقط در برخورد رودررو جذب شوند،در این صورت سرعت اتم کاهش می یابد و به حدی می رسد که متناظر با مسیر کاتوره ای اتم در اثر گسیل خودبه خودی است.اما باید اتمهای سرد شده را در کنار هم نگه داشت و این کار را می توان با تله های اتمی انجام داد.اساس کار این تله ها ،ترکیب کاربرد پرتوهای لیزر و میدانهای مغناطیسی است.
نیروی جاذبه را می توان با جابه جا کردن قطبهای مغناطیسی اتم به نیروی رانش تبدیل کرد.این کار با با میدان الکترومغناطیسی در طول موج رادیویی ممکن است. این روش موثر را دی.ای.پریچارد در MIT  پیشنهاد کرد.تندترین اتمها به لبه چاه پتانسیل می روند.در آنجا میدان مغناطیسی قوی تر است و در نتیجه فرکانس لازم برای جابه جا شدن قطبها بیشتر است. یکی از آخرین مشکلات این کار از دست رفتن اتمها در مرکز تله بود.در اینجا میدان مغناطیسی صفر است و امکان دارد قطبهای مغناطیسی خود به خود جا به جا شوند. با چرخاندن میدان مغناطیسی با سرعتی مناسب روی نمونه ،این مشکل برطرف شد واز فرار سیستماتیک اتمها از تله جلوگیری شد.
در حدود یال 1990 ، وایمن، خطوط راهنمای اصلی را برای رسیدن به چگالش بوز اینیشتین رسم کرد.جنبه های اصلی کار، سرمایش لیزری در MOT و سپس، گذر به تله ای کاملا مغناطیسی بود که بتوان در آن سرمایش تبخیری را به کار برد.وایمن ،برای کار روی پروژه ،کورنل را ابتدا به عنوان دانشجو و سپس به صورت دائم در NIST استخدان کرد.فرایند چگالش در دمای تقریبا170 نانوکلوین شروع شد.با بالا بردن تاثیر سرمایش تبخیری چگاله ای خالص در دمای 20 نانو کلوین به دست آمده در این حالت حدود 2000 اتم در چگاله باقی مانده بود. هر چه اتمها سردتر باشند این انبساط کندتر است.با استفاده از نور تشدیدی لیزر پس از تاخیری از پیش تعیین شده تصویری سایه دار از ابر اتمها به دست آمد و دما بر اساس اندازه ابر پس از این تاخیر محاسبه شد.
کترله مستقل از گروه کلرادو روی اتمهای سدیم کار می کرد.اتمهای سدیمف نور زرد را جذب و گسیل می کنند.او در سال 1990 به عنوان دانشجو به گروه پریچارد در MIT پیوست و میئولیت اصلی پروژه چگالش بوز-اینشتین در 1993 بر عهده خود گرفت.مسئله از دست رفتن اتمها در مرکز تله را کترله با کانونی کردن لیزری قوی روی مرکز تله حل کرد.نور لیزر اتمها را از این ناحیه دور نگه می دارد.اکنون تعداد اتمهای در دسترس چندین صد برابر بود،و اندازه گیری خواص چگاله امکان پذیر بود.مثلا نشان داده شد وقتی دو چگاله جدا منبسط شوند و دو ابر اتمی همپوشی  پیدا کنند،آنگاه تداخلی بسیار روشنی آشکار می شود که همدوسی امواج ماده را نشان می دهد.کترله همچنین نشان داد که بخشهایی از چگاله را می توان پی در پی از چگاله بیرون فرستاد که به صورت "قطره های BEC"" در میدان گرانش سقوط کنند.از این پدیده به عنوان لیزر اتمی ماده همدوس یاد شده است.

اریک کورنل در حال دریافت جایزه نوبل از جناب آقای کینگ کارل  از سوئد در استکهلم.             10 دسامبر2001

مراسم خاص  دادن جایزه نوبل، در استکهلم.
ولفگانگ کترله ،دومین نفر از سمت چپ.

تهیه و تنظیم:   محبوبه بابایی

+ نوشته شده در  جمعه بیستم فروردین 1389ساعت 15:13  توسط مدیر وبلاگ  |