دكتر توني فيليپس و استيو پرايس
ترجمه: سليمان فرهاديان
آزمايشات انجام گرفته در ايستگاه فضايي بين المللي مي تواند حركت به سوي اقتصاد مبتني بر هيدروژن را تسريع كند. تصور كنيد براي سوخت گيري خودروتان به سمت جايگاه سوخت رساني حركت مي كنيد، دهانه لوله سوخت رساني را وارد مخزن سوخت خودرو مي كنيد، اما سوختي كه مصرف مي كنيد، از نوع سوخت هاي متداول نيست بلكه هيدروژن است. هيدروژن گازي بي رنگ و بي بو است كه از سوختن آن فقط بخار آب حاصل مي شود كه سريع و بدون هيچ خطري توسط محيط اطراف جذب مي شود. يك كيلوگرم از هيدروژن تقريباً سه برابر همين ميزان بنزين انرژي آزاد مي كند.
و اين در حالي است كه هيدروژن فراوان ترين عنصر طبيعت محسوب مي شود! پس جاي تعجب نيست كه چرا دانشمندان در تلاش اند تا راهي بيابند كه بتوان از هيدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده كنند. ال ساكو مدير مركز توليد مواد پيشرفته تحت جاذبه ضعيف (CAMMP) در دانشگاه نورسسترون بوستون كه زير نظر ناسا مشغول فعاليت است در اين زمينه مي گويد: «ده ها شركت از جمله بزرگ ترين شركت هاي سازنده خودرو، موتورهايي را طراحي كرده اند كه از هيدروژن به عنوان سوخت استفاده مي كند. اين موتورها بسيار شبيه به موتورهاي احتراق داخلي هستند كه ما امروزه به طور گسترده اي از آنها استفاده مي كنيم. سلول هاي سوختي - يكي ديگر از منابع ممكن براي توليد نيرو در خودروها - نيز از هيدروژن استفاده مي كنند. براي آنكه استفاده از اين فناوري ها در زندگي روزمره ممكن شود، لازم است دانشمندان راهي براي ذخيره سازي و انتقال ايمن هيدروژن بيابند كه از لحاظ هزينه به صرفه بوده و با هزينه هاي استفاده از بنزين قابل مقايسه باشد.»
اما انجام اين كار چندان هم آسان نيست. گاز هيدروژن سبك و فرار است. مولكول هاي كوچك H2 از طريق روزنه ها و شكاف ها و همچنين از طريق بست ها و شيرها بسيار سريع نشت مي كنند و هنگامي كه از اين طريق خارج شدند خيلي زود تبخير مي شوند. هيدروژن چهار برابر سريع تر از متان و ده برابر سريع تر از بخارهاي بنزين نفوذ مي كند. اين مسئله در مورد حفظ ايمني دستگاه از اهميت بسيار زيادي برخوردار است چرا كه قطرات هيدروژن بسيار سريع تبخير شده و در محيط پراكنده مي شوند و مي توانند ايمني سيستم را به خطر اندازند. اين مسئله مي تواند براي هر كسي كه مي خواهد گاز هيدروژن را ذخيره كند، دردسرساز شود. هر چند كه هيدروژن مايع بسيار متراكم است و ذخيره سازي آن آسان به نظر مي رسد، اما در عين حال ذخيره كردن آن مي تواند مشكلاتي را نيز به همراه داشته باشد. هيدروژن حدوداً در دماي ۲۰ درجه كلوين (۲۵۳ درجه سانتي گراد) مايع مي شود. نگهداري از يك مخزن پر از هيدروژن مايع نيازمند استفاده از يك سيستم خنك كننده جانبي سنگين است، فعلاً استفاده از اين سيستم ها در خودروهاي مسافربري معمولي مقدور نيست. هيدروژن مايع چنان سرد است كه حتي مي تواند باعث منجمد شدن هوا نيز شود.
اين امر مي تواند به مسدود شدن شيرها و اتصالات منجر شود كه افزايش ناخواسته فشار را به همراه دارد. البته ممكن است گفته شود براي مقابله با انجماد هوا از سيستم هاي عايق كاري استفاده شود، اما اين كار نيز مشكلاتي را در پي دارد كه از جمله آنها مي توان به افزايش وزن سيستم ذخيره سازي سوخت اشاره كرد. با اين تفاسير چگونه مي توان بر مشكلات پيش رو غلبه كرد؟ ساده است: چند قطعه سنگ را در داخل مخزن سوخت قرا دهيد.
البته در اين مورد نمي توان از سنگ هاي معمولي استفاده كرد بلكه بايد از سنگ هاي ويژه اي كه زئوليت (Zeolite) نام دارند استفاده كرد. ساكو در تشريح خواص اين سنگ ها مي گويد: «زئوليت ها موادي از جنس سنگ هستندكه بسيار متخلخلند و به همين دليل مي توانند به عنوان اسفنج هاي مولكولي عمل كنند. زئوليت ها در شكل كريستالي خود به صورت شبكه گسترده اي از حفره ها و شكاف هاي به هم پيوسته در نظر گرفته مي شوند كه بسيار شبيه كندوي زنبور عسل است. يك مخزن سوخت كه در ساختار آن از اين موارد كريستالي استفاده شده است، مي تواند گاز هيدروژن را «در حالت شبه مايع و بدون نياز به سيستم هاي خنك كننده سنگين» به دام انداخته و در خود ذخيره كند. ساكو و همكارانش در نظر دارند، با استفاده از كمك هاي برنامه توسعه توليدات فضايي ناسا كه در مركز پروازهاي فضايي مارشال مستقر است، ايده استفاده از زئوليت ها در مخزن سوخت را عملي سازند. نام زئوليت از كلمات يوناني «Zeo » به معناي جوشيدن و «lithos » به معناي جوشيدن مشتق شده است و معناي تحت اللفظي آن «سنگي كه مي جوشد» است. اين نام را به اين دليل به اين سنگ ها اطلاق مي كنند كه هنگامي كه تحت تاثير حرارت قرار مي گيرند، محتويات خود را خارج مي كنند. ساكو طرز كار مخزن هاي سوخت زئوليت دار كه در دما كنترل مي شود را اين گونه شرح مي دهد: «در ابتدا بايد مقداري يون هاي با بار منفي را به اين زئوليت ها بيافزاييم. اين يون ها مثل تشتك عمل مي كنند، درست مثل درپوش دوات؛ و بدين ترتيب حفره هاي موجود در شبكه كريستالي را مسدود مي كنند. مي توان با حرارت دادن زئوليت به ميزان بسيار جزيي يون ها را از مقابل اين حفره ها به كناري راند. مي توان زئوليت ها را از هيدروژن انباشته كرد و سپس دماي آن را به حالت عادي برگرداند، با اين كار يون ها به جاي قبلي خود برمي گردند و مانع خروج محتويات حفره ها مي شوند.»
حدود ۵۰ نوع زئوليت مختلف با تركيب شيميايي و ساختار كريستالي متفاوت در طبيعت يافت مي شود، گذشته از اين شيميدان ها روش ساخت مصنوعي تعداد ديگري از آنها را دريافته اند.
كساني كه گربه دارند ممكن است با اين مواد آشنايي داشته باشند. چرا كه از اين مواد به عنوان بوگير در بستر حيوان استفاده مي شود. ساكو خاطرنشان مي سازد: «با استفاده از زئوليت هاي موجود مي توان مقدار كمي از هيدروژن را ذخيره كرد، اما اين مقدار كافي نيست.» پس چه مقدار هيدروژن كافي است؟
تصور كنيد ديواره مخزن سوخت خودروي شما توسط سنگ هاي متخلخل و كريستالي پوشيده شده است و اين سنگ ها حدود ۴۰ كيلوگرم وزن دارد. به جايگاه سوخت گيري مراجعه مي كنيد و متصدي جايگاه حدود ۵/۳ كيلوگرم هيدروژن را به مخزن پوشيده از زئوليت خودروي شما تزريق مي كند.از لحاظ نظري اين مقدار هيدروژن، هم از لحاظ وزني و هم از لحاظ مقدار انرژي ذخيره شده در آن برابر مخزني پر از بنزين است. ساكو خاطر نشان مي سازد: «اگر بتوان كريستال هايي از زئوليت توليد كرد كه بتواند حدود ۶ تا ۶ درصد از وزن خود را، هيدروژن ذخيره كند، آن وقت يك مخزن زئوليتي پر از هيدروژن مي تواند با يك مخزن معمولي پر از بنزين رقابت كند.» با اين همه بهترين زئوليت هاي موجود مي توانند فقط ۲ تا ۳ درصد از وزن خود را هيدروژن ذخيره كنند. در سال ۱۹۹۵ ساكو به عنوان يكي از متخصصين يك ماموريت به وسيله شاتل فضايي، كلمبيا (sts-۷۳) به فضا مسافرت كرد. هدف وي از اين ماموريت اين بود كه بتواند زئوليت هايي با كيفيت بهتر را در فضا توليد كند. «در محيطهاي با گرانش كم، مواد با سرعت بسيار كمتري گرد هم مجتمع مي شوند و اين اثر باعث مي شود كه كريستال هاي زئوليت به وجود آمده هم بزرگ تر باشند و هم از نظم بيشتري برخوردار شوند.»
كريستال هاي زئوليت توليد شده در زمين بسيار كوچك هستند و ضخامت آنها در حدود ۲ تا ۸ ميكرون است. اين مقدار حدود يك دهم ضخامت موي انسان است. اما كريستال هايي را كه ساكو توانست در فضا تهيه كند هم ده مرتبه بزرگ تر بودند و هم ساختار داخلي مناسب تري داشتند و اين شروع مسرت بخشي بود.
ساكو مي گويد: «مراحل بعدي كار را بايد در ايستگاه فضايي بين المللي انجام داد.» ساكو و همكارانش يك كوره توليد كريستال هاي زئوليت ساخته اند، كه در ابتداي سال ۲۰۰۲ در ايستگاه فضايي بين المللي نصب شده است. كن بوور ساكس فرمانده يكي از ماموريت هاي ايستگاه فضايي بين المللي از اين كوره براي توليد چند نمونه از كريستال ها استفاده كرده است. كن در حين كار مجبور بود بعضي از مشكلات غيرمنتظره به وجود آمده هنگام اختلاط محلول هاي به كار رفته در رشد كريستال ها را حل كند - اين امر ارزش حضور انسان در هنگام آزمايشات فضايي را نشان مي دهد - اما از آن پس آزمايشات مربوط به اين گونه كريستال ها با سرعت كمتري به پيش مي رود. ساكو مي گويد در مرحله بعد بايد كريستال هاي توليد شده در فضا را به زمين منتقل كرد و آزمايشات مربوطه را روي آنها انجام داد. البته وي خاطرنشان مي سازد كه هدف آنها توليد انبوه كريستال هاي زئوليت در فضا نيست، چرا كه اين كار - حداقل فعلاً - مقرون به صرفه نيست. وي مي گويد ما فقط مي خواهيم دريابيم آيا مي توان زئوليت هايي را ساخت كه بتوانند هفت درصد از وزن خود را هيدروژن ذخيره كنند يا خير؟ اگر بتوان اين كار را در فضا انجام داد، آن وقت مي توان با اتخاذ تدابير ويژه اي دريافت كه چگونه همين فرآيند را در زمين به گونه مشابهي انجام داد.
در تمام طول دوره انجام اين تحقيقات ساكو در فكر تغيير مصرف سوخت و تحول جهاني از سوخت هاي فسيلي به سمت سوخت هيدروژني بود. اين ايده رويايي بزرگ است اما مي توان به آن دست يافت. زئوليت ها مي توانند به عنوان نكته كليدي براي استفاده از سوخت هيدروژن و رد شدن از سد مشكلات فناوري محسوب شوند. به زودي اين ايده فراگير خواهد شد، آن وقت احتمالاً كسي از شما خواهد پرسيد... «آيا در اين نزديكي جايگاه سوخت هيدروژن وجود دارد؟»
FirstS Science

ترجمه: ناصر گوهري
مهندسان در تلاش هستند تا اين امكان را فراهم كنند كه افراد معمولي همانند خوانندگان حرفه اي، آواز بخوانند. به احتمال زياد مسئولان كارخانه كارااُكِ (karaoke) از تحقيقي كه در حال حاضر در نشويل (Nashville) جريان دارد، راضي نيستند. دانشمندان مي خواهند با ايجاد يك سيستم كامپيوتري به خوانندگان معمولي اين امكان را بدهند كه همانند اساتيد، آواز بخوانند. پروفسور مارك اسميت مدير گروه مهندسي كامپيوتر و برق دانشگاه پوردو (purdue) مي گويد: هدف نهايي ما ساخت سيستم كامپيوتري است كه صداهايي را كه خوش لحن نيستند به آوازهايي باشكوه تبديل كند. به همين منظور دكتر اسميت كه قبلاً استاد موسسه تكنولوژي جورجيا بوده، با يكي از دانشجويان همين موسسه به نام ماتيو  لي (M.Lee) همكاري مي كند تا بتوانند مدلي كامپيوتري براي تجزيه و تركيب صدا ايجاد كنند. اين نوع مدل ها يا برنامه ها كه الگوريتم ناميده مي شوند، صداي آواز افراد را به اجزايي تقسيم مي كنند كه اين اجزا پس از اصلاح و اندكي تغيير براي توليد آوازهايي بهتر به كار مي روند. البته كار بسيار زيادي باقي است تا سيستم مورد نظر كامل شود.
برنامه هاي خاصي وجود دارند كه مي توانند ويژگي هاي مهم و اساسي مانند زير يا بم بودن، مدت زمان بقا و لرزش صدا را فركانس صدايي كه توسط خوانندگان حرفه اي توليد مي شود، مطابقت دهد. ماتيو لي آخرين دستاوردهاي اين تحقيق را در ۳۰ آوريل طي پانزدهمين نشست انجمن آكوستيك آمريكا ارائه كرد. اين سيستم كامپيوتري براي شكستن صداي اصلي به چندين جزء از تكنيك خاص استفاده مي كند. صداي شكسته شده دوباره با استفاده از روشي رياضي كه تبديل فوريه ناميده مي شود بازسازي مي شود. بدين ترتيب اجزاي صدا سريعاً تركيب مي شوند و صداي اصلي دوباره ساخته مي شود. اسميت كه متخصص مهندسي برق است از سال ۱۹۸۰ به همراه يك دانشجوي دكترا به نام برايان جورج (B.George) كار در اين زمينه را به صورت زيربنايي با استفاده از مدل خاصي آغاز كرد. اين مدل كه اصطلاحاً (Sinusoidal model) ناميده مي شود، مي تواند صداي آواز انسان را به تكه هايي بشكند. اخيراً اسميت و همكارش ماتيو لي روش نويني را براي اصلاح پارامترهاي موج به منظور بهبود كيفيت آواز توسعه داده اند. اسميت مي گويد: تا زماني كه در بهبود كيفيت آوازهايي كه در دسترس ما است، موفق هستيم راه براي ادامه كار باز است و چالش هاي بسياري براي توسعه اين قبيل سيستم ها در جريان است. توانايي توصيف ويژگي هاي يك صداي خوب كار كم اهميتي نيست و اين مسئله پيچيده تر مي شود وقتي بدانيم به علت وجود سبك هاي مختلف خوانندگي و انواع صداهايي كه در ميان مردم وجود دارد، متغيرهايي كه بايد بررسي شوند بسيار زياد است. به عنوان مثال ا جزاي امواج صوتي در صداي مردان و زنان تا حد زيادي متفاوت هستند. اسميت مي گويد: مشخص شده است كه مشكلات بررسي و تجزيه و تحليل صداي مردان بسيار دشوارتر از صداي زنان است در واقع هر چه صدا زير و بم بيشتري داشته باشد كار كردن روي آن آسان تر مي شود. ساير مراحل اين كار عبارتند از يافتن روش هايي براي بهبود آواز افراد بدون آنكه در صداي اصلي تغييرات حسي (dramatically) ايجاد شود.
همچنين براي بعضي از اصلاح ساختارها در آواز، پارامترهاي خاصي، بايد تغيير كنند. در نهايت بايد بتوان اين سيستم را با سخت افزار مناسبي هماهنگ كرد. در اين روش صداي آواز به چندين جزء تقسيم مي شود و هر قسمت در بلوك خاصي قرار مي گيرد. پس از انجام تغييرات و اصلاحات لازم روي بلوك ها، دوباره اجزأ با هم تركيب مي شوند و صداي تركيب شده به نظر كاملاً طبيعي مي رسد. در مرحله اول، آواز به يكسري از اعداد تبديل مي شود و اين اعداد به نوبه خود به يكسري ديگر از عددهايي تبديل مي شوند كه آواز دلنشين تر و حرفه اي تري توليد مي كنند. عددهاي حاصل به يك مبدل ديجيتال به آنالوگ وارد مي شوند و پس از آن از طريق بلندگو به صورت امواج صوتي پخش مي شوند. مدل اسميت مي تواند كاربردهايي به مراتب بيشتر داشته باشد. مثلاً در تركيب ابزارهاي موسيقي اصلاح برنامه هايي كه متن را به گفتار تبديل مي كنند بسيار كارآمد است. يكي از دانشجويان سابق جورجيا با همكاري مشاورش با استفاده از مدل اسميت سيستمي را ساختند كه متن را به گفتار و نت هاي تايپ شده موسيقي را به آواز تبديل مي كند. ساير كاربردهاي احتمالي شامل برنامه هايي براي افراد كم شنوا است و امكان آسان تر شنيدن گفتار را براي اين افراد فراهم مي كند. اسميت در نهايت مي گويد: ايده پيشرفت در آواز خواندن انسان ها با روش هاي ديجيتالي از مدت ها پيش با ذهن من عجين شده بود. آنچه كه من عميقاً دوست دارم آن است كه همين روزها آلبومي منتشر سازم.
Sciencedaily

جان لي
ترجمه: عبدالكريم مهروز
كبد به طور مداوم صفرا مي سازد اما از آنجا كه صفرا بايد فقط در مواقع خاصي به روده ريخته شود در كيسه صفرا ذخيره مي شود. معماري پيچيده و هوشمندانه كبد به آن اجازه مي دهد تا به طور همزمان هم خوني را كه از روده مي آيد تصفيه كند و هم صفرا ترشح كند. اما، كبد روي خون دقيقاً چه عملي انجام مي دهد؟ صفرا به چه دردي مي خورد؟ يافتن جواب اين سوال ها بسيار مهم است چرا كه پاسخ به اين سوال ها مي تواند علل بيماري هاي كبدي را مشخص كند.
يكي از مسائلي كه كبد با آن مواجه است اين است كه روده مكاني آلوده است به طوري كه انواع ذرات و قطعات نامطلوب مي توانند وارد خون باب شوند. ميكروب ها و مواد ذره اي ديگر كه به كبد مي رسند توسط سلول هاي ويژه اي به نام سلول هاي كوپفر نابود مي شوند. مهلك تر از اين ذرات سمومي هستند كه به همراه غذا به ويژه غذاهاي گياهي وارد روده مي شوند. اگر چه اغلب گياهان دانه هايشان را به صورت بسته هاي خوشمزه مانند سيب و پرتقال مي پوشانند اما اكثر گياهان دوست ندارند برگ هايشان خورده شوند. از اين رو، آنها مواد شيميايي سمي را در برگ هاي خود قرار مي دهند تا برگ هايشان خورده نشود.
خوشبختانه، كبد ميليون ها سال است كه از عهده اين مسئله بر آمده است. بسياري از مواد شيميايي سمي در چربي محلول اند و اين امر به آنها اجازه مي دهد تا از غشاي سلول ها عبور كنند. از آنجا كه مسيرهاي اصلي دفع از طريق صفرا و ادرار است، اولين مرحله در مبارزه با سموم محلول كردن آنها در آب است. كبد حاوي آنزيم هايي است كه اين وظيفه را انجام مي دهند و مهم ترين آنها سيتوكروم P450 مونواكسيژنازها هستند. اين خانواده آنزيمي بيش از ۶۰ آنزيم مشابه هستند كه مي توانند انواع مواد شيميايي را تشخيص دهند. در برخي موارد براي اين كه دفع به خوبي صورت گيرد به مرحله اي ديگر نياز است كه در آن، سم به مولكول ديگري مانند گلوكورونيك اسيد متصل مي شود. اما با وجود اين سم زدايي ها، سم مي تواند آن قدر زياد باشد كه باعث آسيب و مرگ هپاتوسيت ها شود. شايد به اين خاطر است كه توان بازساي كبد بسيار بالاست. در قسمت هاي بعدي نگاه ژرف با اعمال زيستي كبد بيشتر آشنا مي شويم. در اواخر دهه ۱۹۵۰ آزمايشي نشان داد كه اگر قسمتي از كبد موش هاي رت در هر ماه و دست كم به مدت يك سال برداشته شود باز هم اين موش ها زنده مي مانند. در واقع، كبد اين موش ها بازسازي شده بود. كبد فقط به خاطر نوسازي بالا مورد توجه نيست. كبد نه تنها بزرگ ترين اندام داخلي بدن بلكه پركارترين اندام بدن نيز است. يكي از كارهاي مهم كبد خنثي كردن و دفع سمومي است كه خواسته يا ناخواسته وارد بدن ما مي شوند. ما براي انجام فعاليت هاي زيستي به غذا نياز داريم. بخشي از مواد غذايي براي تامين انرژي بدن به كار مي روند و بخش ديگري از آن به عنوان آجر ساختماني در فرآيند رشدونمو وارد مي شوند. اما علاوه بر مواد غذايي مولكول هاي ديگري همراه غذا، آب و يا از طريق هوا وارد بدن ما مي شوند كه نه براي تامين انرژي قابل استفاده اند و نه مي توانند آجر ساختماني سلول هاي بدن ما باشند.
برخي از اين مواد از جمله آلاينده هاي هوا و سموم به طور ناخواسته وارد بدن ما مي شوند. برخي نيز مانند طعم دهنده هاي غذا، داروها و تركيبات موجود در پيكر گياهان به اختيار ما وارد بدنمان مي شوند. اين تركيبات را روي هم «زنوبايوتيك» به معناي «بيگانه با تن» مي نامند. تاكنون بشر بيش از ۲۰۰ هزار زنوبايوتيك ساخته است. تعداد زنوبايوتيك هاي طبيعي بسيار بيشتر از اين رقم است. اگر چه اغلب گياهان دانه هايشان را در بسته بندي هاي خوشمزه اي مانند سيب و پرتقال حفظ مي كنند اما براي محافظت از برگ هاي خود چاره ديگري انديشيده اند. آنها تركيبات شيميايي سمي را در برگ هاي خود انباشته مي كنند. در واقع، سبزيجاتي كه هر روز مي خوريم پر از زنوبايوتيك است. بنابراين، ماهر روز در معرض مواد شيميايي بيگانه هستيم. راشل كارسون اين وضعيت را به شكل زيبايي در اين عبارت خلاصه كرده است: «اساس حيات همواره در معرض تهديد رگباري از مواد شيميايي قرار دارد كه به زمختي گرز انسان غارنشين است.»
خوشبختانه، كبد ميليون ها سال است كه از عهده اين مسئله برآمده است. بسياري از مواد شيميايي سمي در چربي محلول اند و بنابراين مي توانند به راحتي از غشاء سلول ها عبور كنند و به مولكول هاي سلول از جمله DNA آسيب برسانند. از آنجا كه مسيرهاي اصلي دفع مواد از طريق صفرا و ادرار است اولين مرحله در مبارزه با سموم، محلول كردن آنها در آب است. كبد حاوي آنزيم هايي به نام «سيتوكروم P450 مونواكسيژناز» است كه اين وظيفه را انجام مي دهند. اين خانواده آنزيمي بيش از ۶۰ آنزيم مشابه را شامل مي شود كه مي توانند انواع مواد شيميايي را تشخيص دهند. در برخي موارد براي آنكه دفع به خوبي صورت گيرد مولكول ديگري مانند اسيد گلوكورونيك به مولكول سم افزوده مي شود تا حلاليت آن افزايش يابد. اگر اين تركيبات به صورت آب دوست در نيايند مي توانند در بافت چربي تجمع پيدا كرده و به بدن آسيب برسانند. با وجودي كه توان سم زدايي كبد بسيار بالاست اما اگر مقدار تركيب سمي بسيار زياد باشد مي تواند باعث آسيب و مرگ سلول هاي كبدي شود. خوشبختانه، كبد به خاطر توان بازسازي بالايي كه دارد از عهده ترميم اين آسيب ها بر مي آيد.
New Scientist,11 Nov. ۲۰۰۰

سر جورج پاجت تامسون
فيزيكدان بريتانيايي (۷۵۱۹-۱۸۹۲)
Sir George Paget Thomson
فيزيك الكترون ۷۱۹۳
سر جورج تامسون، فرزند سر ژوزف جان تامسون، كاشف الكترون، در كمبريج متولد شد، در دانشگاه زادگاهش به تحصيل پرداخت و از ۲۲ - ۱۹۱۴ در همانجا به تدريس مشغول شد. پس از آن به دريافت كرسي فيزيك دانشگاه ابردين نايل آمد و در ۱۹۳۰ به منظور احراز كرسي استادي فيزيك كالج سلطنتي لندن رهسپار لندن شد و تا ۱۹۵۲ در آنجا ماند. پس از آن به عنوان استاد كالج كورپس كريستي به كمبريج بازگشت و تا هنگام بازنشستگي اش در ۱۹۶۲ همانجا ماند.
نخستين كار تامسون عبارت بود از بررسي تركيبات ايزوتوپي با استفاده از روش طيف نگار جرم. وي در ۱۹۲۶ آزمايش كلاسيكي انجام داد كه طي آن الكترون ها را از درون ورقه نازكي از جنس طلا كه پشت آن يك صفحه عكاسي قرار داشت، عبور داد. بر روي صفحه عكاسي يك الگوي پراش، تعدادي دايره هم مركز با حلقه هاي تيره و روشن متناوب، پديدار شد.
اين آزمايش، مدرك محكمي بر دوگانگي ذره و موج الكترون فراهم ساخت.
بدين ترتيب تامسون به اتفاق ديويسون، كه در همان سال و به طور مستقل به نتيجه مشابهي دست يافته بود، برنده جايزه نوبل فيزيك سال ۱۹۳۶ شد.
تامسون طي جنگ جهاني دوم رياست كميته اي به نام Maud را كه به عنوان طرف مشورت دولت بريتانيا در ساخت بمب اتم تاسيس شده بود بر عهده گرفت. (نام اين كميته از پيامي تلگرافي كه نيلز بور (N.Bohr) اندكي پس از حمله آلمان به دانمارك به مقصد انگلستان فرستاد، برگرفته شد. بور براي اطمينان خاطر دوستان از سلامت حالش پيامي به اين مضمون كه «لطفاً به كاكرافت (Cockroft) و مود ري (Maud Ray) اطلاع دهيد كه من خوبم» ارسال كرد. اين تلگراف به اشتباه يك پيام سري مبني بر اينكه «شبانه روز اورانيوم بسازيد» تلقي شد در حالي كه منظور بور از Maud Ray خانمي بود كه در گذشته به عنوان معلم سرخانه به بور درس مي داد) كميته مذكور در ۱۹۴۱ به اطلاع چرچيل رساند كه به طور قطع امكان ساخت يك بمب اورانيومي موثر وجود دارد.

ژوزف كلينتون ديويسون
فيزيكدان آمريكايي (۹۵۸۱-۸۸۱۱)
Joseph Clinton Davisson
فيزيك پراش الكترون ۷۱۹۳
ديويسون در بلامينگتون، ايلينويز، به دنيا آمد، در دانشگاه هاي شيكاگو و پرينستون به تحصيل پرداخت و در ۱۹۱۱ موفق به كسب درجه دكترا شد. پس از مدت كوتاهي كار كردن در انستيتوي تكنولوژي كارنگي پترزبورگ، در همان سال ۱۹۱۱ به آزمايشگاه تلفن بل (Bell) كه بعدها به «وسترن الكتريك» تغيير نام يافت، ملحق شد و تا هنگام بازنشستگي اش در ۱۹۴۶ همانجا ماند.
ديويسون پژوهش هاي حرفه اي اش را با بررسي گسيل هاي الكترون از سطح اكسيد پلاتونيومي كه در معرض بمباران يون هاي مثبت قرار گرفته بود، آغاز كرد و به دنبال آن به بررسي تاثير بمباران الكترون بر روي سطوح پرداخت و در ۱۹۲۵ دريافت كه زاويه بازتاب پرتوها بايد به سمت گيري بلور بستگي داشته باشد.
ديويسون با توجه به نظريه لويي دوبروي دوباره ماهيت موجي ذرات، دريافت كه نتايج كارش بر اساس پراش الكترون ها توسط الگوهاي اتمي در سطح بلور قابل بررسي است. او در ۱۹۲۶ با كمك لستر جرمر (L.Germer)، فيزيكدان آمريكايي، آزمايش كلاسيكي را انجام داد كه طي آن پرتوي از الكترون ها را كه حركت اش در يك ميدان الكتريكي تند مي شد، بر بلوري از جنس نيكل تاباند.
نتيجه اي كه به دست آمد، نشان داد كه بدون شك در اين مورد با پديده موجي تفرق ارتباطي وجود دارد. طول موج تخمين زده از روي قطر حلقه هاي تفرقي درست منطبق بود با طول موجي كه فرمول دوبروي، h/mv به دست مي داد. بدين ترتيب زاويه بازتاب الكترون ها اندازه گيري شد و نتايج آن معادله دوبروي براي طول موج الكترون h/p=l را تاييد مي كرد. سرانجام ديويسون و جورج تامسون (G.Thomson) به خاطر كشف آزمايش پراش الكترون ها توسط بلورها، برنده جايزه نوبل فيزيك سال ۱۹۳۶ شدند.