شيانغ-شونغ وو: المرأة التي كسرت التكافؤ

خلال شتاء عام 1956 وحتى يناير 1957، في مختبر للتبريد العميق في المعهد الوطني للمعايير، قامت شيانغ-شونغ وو (Chien-Shiung Wu) بتبريد عينة من الكوبالت-60 إلى درجة حرارة قريبة جداً من الصفر المطلق، وقامت بمحاذاة الأنوية باستخدام مجال مغناطيسي، ثم قامت بعدّ الإلكترونات المنبعثة. وجد أن عدداً أكبر من الإلكترونات انبعث في اتجاه معاكس لاتجاه دوران الأنوية. هذا التباين يعني شيئاً لم يتوقعه أي فيزيائي من قبل: الجسيم الأساسي وصورته في المرآة ليسا متطابقين دائماً، ويمكن للكون أن يميّز بين اليسار واليمين. بعد عشرة أشهر، ذهبت جائزة نوبل في الفيزياء إلى المنظّرين اللذين اقترحا عليها إجراء التجربة. لم يكن اسمها مدرجاً فيها.

المدرسة التي بناها والدها

ولدت وو في 31 مايو 1912 في ليوخه، في تايتسانغ بمقاطعة جيانغسو. كان والدها، وو تشونغ-يي (Wu Zhong-Yi)، مهندساً وناشطاً اجتماعياً تقدمياً، أسس مدرسة مينغ ده (Ming De School) للفتيات في وقت كان تعليم البنات لا يزال قضية تتطلب نضالاً لإثبات أهميتها. تلقت وو تعليمها الابتدائي هناك. كانت والدتها، فان فو-هوا (Fan Fu-Hua)، معلمة. في سن الحادية عشرة، انتقلت كطالبة داخلية إلى مدرسة سوتشو النسائية العادية رقم 2، بعد أن احتلت المرتبة التاسعة من بين ما يقرب من عشرة آلاف متقدم.

التحقت بالجامعة المركزية الوطنية في عام 1930 بنية دراسة الرياضيات ثم تحولت إلى الفيزياء، وشاركت في احتجاجات طلابية خلال تلك الفترة. تخرجت في عام 1934، وأجرت أبحاثاً في معهد الفيزياء التابع للأكاديمية الصينية (Academia Sinica)، وفي أغسطس 1936 أبحرت إلى الولايات المتحدة مع صديقتها الكيميائية دونغ روي-فين (Dong Ruo-Fen).

بيركلي والقنبلة

في بيركلي، حصلت على الدكتوراه في عام 1940 تحت إشراف إرنست لورانس (Ernest Lawrence)، حيث عملت عن كثب مع إيميليو سيغري (Emilio Segrè) في دراسة اضمحلال بيتا والزينون المشع. كان جيه. روبرت أوبنهايمر (J. Robert Oppenheimer) عضواً في لجنة مناقشة الدكتوراه الخاصة بها، وقد أُعجب بقدرتها على فهم المقطع العرضي لامتصاص النيوترونات. أما لويس ألفاريز (Luis Alvarez)، فقد وصفها بطريقة أقل مهنية بأنها "أكثر فيزيائية تجريبية موهوبة وجميلة قابلتها على الإطلاق". تزوجت من الفيزيائي لوك جيا-ليو يوان (Luke Chia-Liu Yuan) في 30 مايو 1942 في منزل روبرت ميليكان (Robert Millikan)، وقامت بالتدريس في كلية سميث، وأصبحت أول امرأة في هيئة تدريس الفيزياء في جامعة برينستون، حيث درّست ضباط البحرية.

في عام 1944 انضمت إلى مختبرات مواد السبائك البديلة في كولومبيا ومشروع مانهاتن، وعملت على الانتشار الغازي لتخصيب اليورانيوم، وبنت نماذج فصل لمصنع K-25 في أوك ريدج، وقامت بتحسين عدادات غايغر. كانت مساهمتها الأكثر أهمية هي معرفة لم يمتلكها أحد غيرها. عندما كان المفاعل B في هانفورد يتوقف عن العمل بشكل غامض، بحث عنها إنريكو فيرمي (Enrico Fermi): فقد حددت أبحاث الدكتوراه غير المنشورة الخاصة بها حول الزينون-135 أنه "سم النيوترونات" المسؤول. يُعتقد أنها كانت الصينية الوحيدة في المشروع. نأت بنفسها لاحقاً عن المشروع بسبب ما سمته نتائجه التدميرية.

كولومبيا: اضمحلال بيتا وأولية منسية

بقيت وو في كولومبيا طوال مسيرتها المهنية، وبين عامي 1949 و1963 قامت بالعمل الدقيق الذي وضع نظرية فيرمي لاضمحلال بيتا لعام 1934 على أساس تجريبي صلب، معزية التناقضات السابقة إلى آثار جانبية ناتجة عن أغشية كبريتات النحاس السميكة في أجهزة الآخرين. أصبح كتابها الدراسي اضمحلال بيتا، الذي شاركت في تأليفه مع ستيفن موسكوفسكي (Steven Moszkowski) عام 1966، المرجع القياسي.

في نوفمبر 1949، في قبو قاعة بوبين، قامت هي وطالب الدراسات العليا إيرفينغ شاكنوف (Irving Shaknov) بعمل لم تدرك أهميته إلا بعد عقود. باستخدام الكوبالت-64 كمصدر للبوزيترونات وكاشفين لأشعة غاما تم بناؤهما من أنابيب مضاعفة ضوئية وومضات الأنثراسين، قاما بقياس الارتباط الزاوي لأزواج الفوتونات الناتجة عن إفناء إلكترون-بوزيترون، مع تثبيت أحد الكاشفين وضبط الآخر عند أربع زوايا سمتية على مدى ثلاثين ساعة متواصلة من العد. كان التباين المقاس البالغ 2.04، مقابل 2.00 نظرياً، أول تحقق تجريبي حاسم لتشابك الفوتونات، جاء بعد خمسة عشر عاماً من ورقة أينشتاين-بودولسكي-روزن (Einstein-Podolsky-Rosen). مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2022 للأعمال التي بنيت على ذلك الأساس.

الجائزة التي لم تحصل عليها

في عام 1956، اقترح تسونغ-داو لي (Tsung-Dao Lee) وتشن-نينغ يانغ (Chen-Ning Yang) أن التكافؤ، وهو التناظر المفترض بين العملية وصورتها في المرآة، قد لا يكون محفوظاً في التفاعلات الضعيفة. كانت نظرية لا يعرف أحد كيف يختبرها. صممت وو التجربة، وألغت رحلة مخططة للقيام بها، وأدارتها مع فريق من كولومبيا والمعهد الوطني للمعايير. كانت النتيجة لا لبس فيها وأعادت كتابة الصورة القياسية للقوة الضعيفة.

حصل لي ويانغ على جائزة نوبل لعام 1957. لم تشاركهما وو الجائزة. تم ترشيحها بشكل متكرر بعد ذلك، حسب أحد الحسابات اثنتي عشرة مرة على الأقل، وحسب حساب آخر ثلاث وعشرين مرة بين عامي 1958 و1974 من قبل ثمانية عشر فيزيائياً مختلفاً، ولم تفز قط. قال لارس برينك (Lars Brink)، الرئيس السابق للجنة نوبل للفيزياء، إن تجربة التكافؤ الخاصة بها كانت بمستوى نوبل ووصف عملها في التكافؤ والتشابك معاً بأنه "جوهرتان في صندوق من اللآلئ". كما ذكر برينك أن يانغ نفسه قال إن وو كان يجب أن تكون مشاركة في الجائزة عام 1957.

سيدة الفيزياء الأولى

حصلت على الجنسية الأمريكية عام 1954، وأصبحت أستاذة ثابتة عام 1952 كأول امرأة في قسمها، وأستاذة كاملة عام 1958، وأول حاملة لكرسي مايكل آي. بوبين (Michael I. Pupin) عام 1973. أكدت فرضية التيار المتجه المحفوظ لفينمان (Feynman) وجيل-مان (Gell-Mann) في 1962-63، وطاردت اضمحلال بيتا المزدوج في منجم ملح على عمق ألفي قدم تحت بحيرة إيري، وأجرت اختبارات متباينة بيل (Bell) مع طلابها ليونارد كاسداي (Leonard Kasday) وجون أولمان (John Ullman)، وطبقت مطيافية موسباور على الهيكل الجزيئي لفقر الدم المنجلي. كانت تُلقب بسيدة الفيزياء الأولى، وماري كوري الصينية، وملكة البحوث النووية؛ وكان طلابها، الذين وجدوا أنها دقيقة وصارمة، يسمونها "السيدة التنين". أصرت على أن يُنادى عليها بلقب الأستاذة وو، وليس الأستاذة يوان. في ندوة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عام 1964، سألت الحضور عما إذا كانت "الذرات والأنوية الصغيرة" لديها "أي تفضيل للمعاملة المذكرة أو المؤنثة".

لماذا تُسمى شيانغ-شونغ عبقرية

عبقرية وو من النوع الذي يقلل الجمهور من قيمته بشكل انعكاسي: إنها عبقرية تجريبية. نظرية التكافؤ كانت للي ويانغ. ما قدمته وو كان السؤال الأكثر صعوبة حول كيف يمكن للمرء أن يعرف، وتطلب الجواب استقطاب أنوية الكوبالت في درجات حرارة أعلى بقليل من الصفر المطلق والحفاظ على الترتيب الدقيق مستقراً لفترة كافية لإحصاء تباين إحصائي حاسم، في وقت لم يقم فيه أحد بأي شيء مماثل. هذه ليست مساهمة تقني. إنه تصميم، والتصميم بهذه الجودة نادر لدرجة أن زميلها هيرفيغ شوبر (Herwig Schopper) ذكر قاعدة العمل في المهنة: "إذا أجريت التجربة من قبل وو، فلا بد أنها صحيحة". كانت، حسب تقييم مجلة فيزياء اليوم، "معروفة بتصميماتها العبقرية والدقيقة" ووقفت "بين أبرز التجريبيين في عصرها".

الحجة المقابلة الصادقة هي أن القفزة المفاهيمية لعام 1956 لم تكن لها، وأن مسيرة مهنية من القياس الرائع، مهما كانت حاسمة، تختلف في تاريخ الفيزياء عن مسيرة مهنية نظرية. لم تقترح وو انتهاك التكافؤ؛ بل قتلت البديل. لكن نفس التهمة ستخفض من شأن مايكلسون (Michelson) ومورلي (Morley)، وهي تتجاهل عام 1949، حيث كانت المبادرة الفكرية ملكاً لها بالكامل ومتقدمة بخمسة عشر عاماً عن قدرة المجال على تقديرها. القول الأكثر إنصافاً هو أن وو كانت عبقرية الأجهزة والتجربة الحاسمة، وأن فشل لجنة نوبل في الاعتراف بذلك يُعتبر الآن على نطاق واسع من بين أخطر أخطائها.

الإرث

حصلت وو على جائزة كومستوك (Comstock Prize) عام 1964 كأول امرأة، والميدالية الوطنية للعلوم عام 1975، وجائزة وولف (Wolf Prize) الافتتاحية في الفيزياء عام 1978. كانت أول امرأة تترأس الجمعية الفيزيائية الأمريكية. يحمل الكويكب 2752 اسمها، وكذلك شارع في سيرن (CERN)، وهو تكريم لم يُمنح لامرأة من قبل سوى ماري كوري (Marie Curie). توفيت في 16 فبراير 1997 في نيويورك بعد إصابتها بسكتة دماغية عن عمر يناهز أربعة وثمانين عاماً، ودُفن رمادها في فناء مدرسة مينغ ده في ليوخه، المدرسة التي بناها والدها لكي تتمكن الفتيات من التعلم.