جورج جونستون ستوني

جورج جونستون ستوني، 1826-1911

جورج جونستون ستوني George Johnstone Stoney (و. 15 فبراير 1826- ت. 5 يوليو 1911)، هو فيزيائي بريطاني-أيرلندي. اشتهر لطرحه مصطلح الإلكترون "كوحدة كم أساسية للكهربية". طرح ستوني المفهوم وليست الكلمة، في أوائل عام 1874 و1881، واصطلحت الكلمة عام 1891.  نشر ستوني ما يقارب 75 ورقة علمية في حياته.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التعليم ومناصب

ولد ستوني في اوكلي پارك، بالقرب من بير، مقاطعة أوفالاي، في ميدلاندز الأيرلندية، وسط عائلة إنگليزية-أيرلندية عريقة. التحق بترينتي كولدج، وحصل على البكالوريوس عام 1848. من 1848 حتى 1852 عمل كمساعد فلكي لوليام پارسونز في بير كاستل، مقاطعة أوفالي، حيث كان پارسونز يبني أكبر تلسكوپ في العالم، 72 بوصة لڤياثان پارسونزتاون. استمر ستوني في دراسة الفيزياء والرياضيات وحصل على الماجستير من ترينتي كولدج، دبلن عام 1852.

من عام 1852 حتى 1857 كان أستاذ الفيزياء في كوينز كولدج گالواي. من عام 1857 حتى 1882 كان أمير جامعة الملكة في أيرلندة، عمل اداري مقره دبلن. في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر، شغل منصب مراقب في اختبارات الخدمة المدنية، وظل بالمنصب حتى تقاعده عام 1893. في نفس العام، انتقل للاقامة في لندن. توفى ستوني عام 1911 بمنزله في نوتينگ هيل، لندن. طوال حياته التي لم يتولى فيها مسئوليات منصب غير علمي في دبلن، استمر ستوني في أبحاثه العلمية على نفقته الخاصة. عمل ستوني لعقود كسكرتير فخري ثم نائب رئيس الجمعية الملكية في دبلن، وهي جمعية علمية على تأسست غرار الجمعية الملكية في لندن، وبعد انتقاله إلى لندن عمل في مجلس الجمعية الملكية هناك. هذا بالإضافة إلى عمله المتقطع في لجان المراجعة العلمية للاتحاد البريطاني لتطوير العلوم منذ أوائل ستينيات القرن الثامن عشر.

 المنجزات العلمية لستوني

نشر ستوني 75 ورقة علمية في مختلف الجرائد، وخاصة جرائد الجمعية الملكية في دبلن. لستوني اسهامات بارزة في الفيزياء الكونية ونظرية الغازات. قدر ستوني عدد الجزيئيات في المليمتر المكعب من الغاز، في درجة حرارة الغرفة والضغط، من خلال بيانات حصل عليها من نظرية كينتيك للغازات. كان أهم أعمال ستوني العلمية هو مفهوم وحساب مقدار "ذرة الكهرباء". عام 1891، طرح ستوني مصطلح 'إلكترون' لوصف الوحدة الأساسية للشحنات الكهربية، وأدت اسهاماته البحثية في هذا المجال إلى أسس اكتشاف الجسيم من مقبل ج. ج. تومسون عام 1897.

انتخب ستوني زميلاً في الجمعية الملكية في يونيو 1861 كمؤلف أوراق بحثية عن "انتشار الموجات"، - "On the Rings seen in ," وفيزياء الجزيئات، والتي نشرت في مطبوعات الأكاديمية الملكية الأيرلندية. وتميز ستوني باطلاعه على علوم الفضاء والفيزياء العامة.

 مقياس ستوني

تعتمد الفيزياء المعاصرة على مقياس پلانك كأكثر مقياس ملائم لنظرية الحقل الموحد. The Planck scale was, however, anticipated by George Stoney. Like Planck after him, Stoney realized that large-scale effects such as gravity and small-scale effects such as electromagnetism naturally imply an intermediate scale where physical differences might be rationalized. This intermediate scale comprises units (Stoney scale units) of mass, length, time etc., yet mass is the cornerstone.

The Stoney mass m_S (expressed in contemporary terms):

$m_{S}={\sqrt {\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}G}}}={\sqrt {\alpha }}\,m_{P}$

where ε₀ is the permittivity of free space, e is the elementary charge and G is the gravitational constant, and where α is the fine-structure constant and m_P is the Planck mass.

Like the Planck scale, the Stoney scale functions as a symmetrical link between microcosmic and macrocosmic processes in general and yet it appears uniquely oriented towards the unification of electromagnetism and gravity . Thus for example whereas the Planck length is the mean square root of the reduced Compton wavelength and half the gravitational radius of any mass, the Stoney length is the mean square root of the 'electromagnetic radius' (see Classical electron radius) and half the gravitational radius of any mass, m:

$\ell _{P}={\sqrt {{\frac {\hbar }{mc}}\cdot {\frac {Gm}{c^{2}}}}}$

$\ell _{S}={\sqrt {{\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}mc^{2}}}\cdot {\frac {Gm}{c^{2}}}}}$

where $\hbar \$ is the reduced Planck's constant and c is the speed of light. It should be noted however that these are only mathematical constructs since there must be some practical limit to how small a length can get. If the Stoney length is the minimum length then either a body's electromagnetic radius or its half gravitational radius is a physical impossibility, since one of these must be smaller than the Stoney length. If Planck length is the minimum then either a body's reduced Compton wavelength or its half gravitational radius is a physical impossibility since one of these must be smaller than the Planck length. Moreover, the Stoney length and Planck length cannot both be the minimum length.

According to contemporary convention, Planck scale is the scale of vacuum energy, below which space and time do not retain any physical significance. This prescription mandates a general neglect of the Stoney scale within the scientific community today. Previous to this mandate, Hermann Weyl made a notable attempt to construct a unified theory by associating a gravitational unit of charge with the Stoney length. Weyl's theory led to significant mathematical innovations but his theory is generally thought to lack physical significance.

 أخرى

تزوج ستوني من ابنة عمه، وأنجبا ابنين وثلاثة بنات. معظم الفترة التي استقر فيها بدبلن، أقام في ضواحي دندروم. تكريماً له، سمي الشارع الذي كانت يعيش فيه بطريق ستوني. توفي ستوني في لندن، وأعيد دفن رفاته في دندروم، دبلن.

أحد أبناء ستوني، جورج گرالد ستوني، كان عالماً. كذلك ابنه أخيه الفيزيائي جورج فيتزگيرالد (1851–1901). كان ستوني وفيتزگيرالد على اتصال دائم فيما يخص الأمور العلمية. بالإضافة إلى ذلك، في الأمور السياسية، كان لكل من ستوني وفيتزگيرالد نشاط بارز في حركة دور الوطن الإيرلندي.

سميت فوهات على المريخ والقمر باسمه.

 انظر أيضاً

• وحدات ستوني
• المفاهيم الأساسية لميكانيكا الكم
• وحدات پلانك

 مصادر ووصلات خارجية

• The Infancy of Atomic Physics. Hercules in His Cradle, by Alex Keller. Oxford University 1983. ISBN 0-19-853904-5
• "George Johnstone Stoney, FRS, and the concept of the electron", by J.G. O'Hara (12 pages) (year 1975) ref.
• Of the "Electron", or Atom of Electricity - by G. J. Stoney, Philosophical Magazine, Series 5, Volume 38, p. 418-420, October 1894