پروفسور سر مارک اولیفانت (Sir Mark Oliphant) ، فیزیکدان هسته‌ای استرالیایی، یکی از چهره‌های محوری در تاریخ علم هسته‌ای قرن بیستم است. او در عین حال که در نخستین نمایش تجربی همجوشی هسته‌ای نقش اساسی داشت، در توسعه سلاح‌هایی که بعدها از آن‌ها عمیقاً پشیمان شد نیز سهیم بود. زندگی حرفه‌ای او پیوندی ناگسستنی میان پژوهش بنیادین، تلاش‌های جنگ‌زده و ساختن نهادهای علمی در استرالیا ایجاد کرد.
از آدلاید تا کاوندیش: شکل‌گیری یک آزمایشگر
مارک اولیفانت در ۸ اکتبر ۱۹۰۱ در کنت تاون، حومه آدلاید در جنوب استرالیا، به دنیا آمد. او بزرگ‌ترین پسر از پنج پسر خانواده بود و پدرش کارمند دولتی بود. دوران تحصیل او در دبیرستان‌های آنلی و آدلاید چندان درخشان نبود؛ خودش بعدها اعتراف کرد که «هرگز در کارهای آکادمیک عادی نه در مدرسه و نه حتی در دانشگاه ندرخشید». با این حال، استعداد عملی فوق‌العاده‌ای داشت. در خانه‌ای در آدلاید، با استفاده از زیرزمین، مدل‌ها و دستگاه‌های فیزیکی و شیمیایی می‌ساخت و وسایل خانه را تعمیر می‌کرد. همین مهارت دستی بود که مسیر زندگی‌اش را تغییر داد.
خانواده‌اش توان مالی تأمین هزینه تحصیل او را نداشتند، بنابراین او در کتابخانه عمومی جنوب استرالیا کار کرد و در سال ۱۹۱۹ در دو درس سال اول دانشگاه آدلاید ثبت‌نام کرد. در سال ۱۹۲۰، او موفق شد در بخش فیزیک دانشگاه به عنوان کارآموز مشغول به کار شود و زیر نظر سر کر گرانت، دستگاه‌های آزمایشگاهی را نگهداری کند. عملکرد تحصیلی‌اش ضعیف بود و چند درس را رد شد، اما در نهایت با رتبه اول در فیزیک فارغ‌التحصیل شد؛ نتیجه‌ای که هم‌دوره‌ای‌هایش را شگفت‌زده کرد.
نقطه عطف زندگی علمی او سال ۱۹۲۵ بود. در سپتامبر آن سال، سر ارنست رادرفورد، مدیر آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج، از آدلاید بازدید کرد و سخنرانی کرد. اولیفانت که مجذوب رادرفورد شده بود، مصمم شد تا با او کار کند. در سال ۱۹۲۷، بر اساس نتایج دوره تکمیلی و پژوهش‌هایش، بورس تحقیقاتی نمایشگاه ۱۸۵۱ را دریافت کرد و بلافاصله به رادرفورد تلگراف زد و برای پژوهش تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه کاوندیش پذیرفته شد. او دکترای خود را در سال ۱۹۲۹ دریافت کرد.
کشف همجوشی هسته‌ای و ساخت ماشین‌های شتاب‌دهنده
در کاوندیش، اولیفانت به سرعت جایگاه خود را به عنوان یک آزمایشگر ماهر تثبیت کرد. رادرفورد او را به خاطر مهارت تجربی‌اش تحسین می‌کرد. اولیفانت با الهام از همکارانش جان کاکرافت و ارنست والتون، دو شتاب‌دهنده ذرات جدید برای بررسی واکنش‌های هسته‌ای در سبک‌ترین هسته‌ها طراحی کرد. او مقدار کمی «آب سنگین» گران‌بها را از کاشف آمریکایی آن، جی. ان. لوئیس، دریافت کرد و توانست از ایزوتوپ سنگین هیدروژن (دوتریوم) هم به عنوان پرتابه (دوترون) و هم به عنوان هدف استفاده کند.
مسئولیت اصلی کارهای تجربی بر عهده اولیفانت بود. او و رادرفورد از این آزمایش‌ها به این نتیجه رسیدند که این فرایند دو گونه هسته‌ای جدید تولید می‌کند: ایزوتوپ سنگین‌تر هیدروژن (تریتیوم) و ایزوتوپ سبک‌تر هلیوم (هلیوم-۳)، همراه با آزادسازی مقدار قابل‌توجهی انرژی. این کشف در سال ۱۹۳۴، اگرچه رسماً به نام رادرفورد، اولیفانت و پاول هارتک ثبت شد، اما داده‌های سخت و دشوار آن حاصل کار تجربی درخشان اولیفانت بود. این دستاورد که نخستین نمایش تجربی همجوشی هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود، او را به صف اول فیزیکدانان هسته‌ای جهان پرتاب کرد.
موفقیت علمی اولیفانت منجر به دریافت افتخارات شد: در سال ۱۹۳۴ او به عنوان عضو و مدرس کالج سنت جانز کمبریج منصوب شد و در سال ۱۹۳۵ دستیار مدیر تحقیقات در کاوندیش شد. در سال ۱۹۳۷، در سنی کمتر از بیشتر افراد که به این افتخار می‌رسیدند، به عنوان عضو انجمن سلطنتی لندن انتخاب شد.
در سال ۱۹۳۷، اولیفانت کرسی استادی فیزیک پویینتینگ در دانشگاه بیرمنگام را پذیرفت. در آنجا، او مصمم شد بخش فیزیک را که وضعیت رکودی داشت به یک مرکز تحقیقات هسته‌ای پیشرو تبدیل کند. برنامه او ساخت یک سیکلوترون ۶۰ اینچی بود که بزرگ‌ترین سیکلوترون زمان خود در انگلستان می‌شد و بر اساس طرح ارنست لارنس در برکلی ساخته می‌شد. ساخت این دستگاه با کمک مالی ۶۰,۰۰۰ پوندی لرد نافیلد آغاز شد، اما با شروع جنگ جهانی دوم در سال ۱۹۳۹ متوقف شد.
رادار، منهتن و وزنه‌ای بر وجدان
جنگ جهانی دوم مسیر حرفه اولیفانت را به کلی تغییر داد. دو پروژه فوری‌تر به ذهن او مسلط شد: رادار و بمب اتم . برای ساخت راداری که در جنگ کاربرد عملی داشته باشد، افزایش قدرت پرتو رادیویی و کار در طول موج‌های بسیار کوتاه‌تر ضروری بود. اولیفانت ابتدا کلیسترون را برای این منظور تطبیق داد، اما دو عضو تیمش در دانشگاه بیرمنگام، جان راندال و هری بوت، به زودی دستگاه بسیار کارآمدتری را توسعه دادند: مگنترون حفره‌ای تشدید . این دستگاه در عرض چند ماه به ابزاری تبدیل شد که به پیروزی در نبرد بریتانیا در سال ۱۹۴۰ کمک کرد. تلاش خستگی‌ناپذیر اولیفانت در این زمینه نقشی کلیدی داشت.
نقش او در توسعه بمب اتم نیز به همین شکل محوری بود. زمانی که در پاییز ۱۹۴۱ برای کاری مرتبط با رادار به آمریکا سفر کرده بود، متوجه شد که هیچ کاری روی بمب اتم در آنجا انجام نمی‌شود، با وجود اینکه گزارش کمیته MAUD (کمیته بریتانیایی توسعه بمب اتم) به مقامات مربوطه ارسال شده بود. اولیفانت بلافاصله چند تن از دوستان بانفوذ خود را از یافته‌های بریتانیا مطلع کرد. نتیجه این «زیاده‌گویی» او، راه‌اندازی پروژه منهتن بود. خود او در این پروژه بر تولید اورانیوم-۲۳۵ در کالیفرنیا و تنسی کار کرد. در سال ۱۹۴۳، او رهبری تیمی از دانشمندان بریتانیایی را بر عهده داشت که برای کمک به پروژه منهتن به ایالات متحده سفر کردند.
با این حال، پس از بمباران هیروشیما و ناکازاکی در سال ۱۹۴۵، اولیفانت از نتیجه کار خود شوکه و شرمنده شد. او که زمانی خود را به خاطر نقشش «جنایتکار جنگی» خوانده بود، تمرکز خود را به استفاده‌های صلح‌آمیز از انرژی هسته‌ای معطوف کرد. او به شدت مخالف استفاده از بمب اتم علیه شهرهای ژاپن بود و هرگز احساس گناه خود را نسبت به نقشش در پروژه منهتن از دست نداد.
بازگشت به خانه و ساختن نهادهای علمی
اولیفانت در سال ۱۹۵۰ به استرالیا بازگشت. او توسط دولت استرالیا ترغیب شد تا مدرسه تحقیقاتی علوم فیزیکی را در دانشگاه ملی استرالیا (ANU) در کانبرا تأسیس کند و اولین مدیر آن از سال ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۳ بود. با اشتیاق همیشگی، خود را وقف ایجاد مدرسه‌ای برای تحقیقات هسته‌ای در سطح جهانی کرد، از جمله برنامه‌ای برای یک شتاب‌دهنده با طرحی بدیع که ذراتی با انرژی بالاتر از هر جای دیگر تولید کند. با این حال، او در ساخت «سیکلو سینکروترون» ۱۰ گیگاالکترون‌ولتی بلندپروازانه خود ناکام ماند؛ این پروژه به سادگی فراتر از ظرفیت یک کشور کوچک بود و ماشین رؤیایی او به «اولیفانت سفید» (به تقلید از «فیل سفید») معروف شد
اولیفانت در سال ۱۹۵۴ با همکاری دیگر دانشمندان برجسته، فرهنگستان علوم استرالیا را بنیان گذاشت و به عنوان اولین رئیس آن از سال ۱۹۵۴ تا ۱۹۶۰ خدمت کرد. جایگاه جهانی او در جلب حمایت رابرت منزیس، نخست‌وزیر وقت استرالیا، برای تأسیس این فرهنگستان ضروی بود. او همچنین در تأسیس ANU نقش داشت و پس از بازنشستگی، از سال ۱۹۷۱ تا ۱۹۷۶ به عنوان فرماندار جنوب استرالیا منصوب شد؛ افتخاری منحصربه‌فرد برای یک دانشمند.
صلح‌طلبی ستیزه‌جو و میراث پایدار
اولیفانت در سال‌های پایانی عمر به یک فعال سرسخت علیه سلاح‌های هسته‌ای تبدیل شد. او عضو بنیان‌گذار گروه دانشمندان پوگواش علیه سلاح‌های هسته‌ای بود و یکی از ۲۲ شرکت‌کننده در اولین کنفرانس پوگواش در سال ۱۹۵۷ بود. او با اصل پوگواش که «دانشمندان وظیفه اخلاقی دارند که نگران تأثیر اجتماعی کار خود باشند» کاملاً موافق بود. اولیفانت خود را یک «صلح‌طلب ستیزه‌جو» توصیف می‌کرد و بر این باور بود که جنگ به خودی خود شر است و بشریت نباید آن را تحمل کند.
سر مارک اولیفانت در ۱۴ ژوئیه ۲۰۰۰ در کانبرا درگذشت. میراث او دوگانه و عمیقاً انسانی است: از یک سو، کشفیات بنیادین او در همجوشی هسته‌ای و ساخت شتاب‌دهنده‌ها، درک بشر از ماده و انرژی را متحول کرد؛ از سوی دیگر، نقش او در ساخت سلاح‌هایی که بعدها با آن‌ها مخالفت کرد، و سپس تعهدش به ساختن نهادهای علمی و تلاش برای صلح، او را به چهره‌ای پیچیده و وجدان‌محور در تاریخ علم تبدیل کرده است.