بقلم: بيتر جاكوبسون وبيك وايز
في عام 1977، فاز الفيزيائي الأمريكي جون هـ. فان فليك بجائزة نوبل عن أعماله في المغناطيسية. وفي محاضرته عند تسلّم الجائزة، وخلال حديثه عن العناصر الأرضية النادرة، تبرز جملة واحدة بشكل لافت:
أنا والسيدة فرانك أجرينا الحسابات ذات الصلة.
لكن من هي السيدة فرانك؟ يشير فان فليك إلى أنها ساهمت في أعمال أساسية تتعلق بميكانيكا الكم الخاصة بالمغناطيسية، إلا أن اسمها يكاد يكون غائبًا تمامًا عن كتب التاريخ العلمي.
نشرت أميليا فرانك عددًا محدودًا من الأوراق العلمية، لكنها كانت في وقتها أوراقًا مؤثرة ومُستشهدًا بها. ومع ذلك، فإن كتب تاريخ الفيزياء غالبًا ما تذكرها فقط بوصفها زوجة الفيزيائي يوجين فيغنر، الذي حصل بدوره على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1963.
فلماذا لا نعرف الكثير عنها؟ ولماذا لم تُنسب إليها مساهماتها العلمية بالشكل الذي تستحقه؟ عند البحث في الأرشيفات، تظهر أمامنا سيرة علمية مدهشة لامرأة كانت في قلب بدايات ميكانيكا الكم.
بداية لامعة
وُلدت أميليا ز. فرانك عام 1906، ونشأت في مدينة أدرين بولاية ميشيغان الأمريكية، وهي ابنة مالك ساحة خردة. وتصفها تقارير الصحف المحلية بأنها مراهقة ذكية، متفوقة، وصاحبة تفكير مستقل.
أثناء دراستها الجامعية في كلية جوشر، وهي جامعة رائدة للنساء، انضمت فرانك إلى نادي الفيزياء. ويذكر سجل تخرجها أن عرضها حول تأثير كومبتون، وهو وصف لكيفية تفاعل الضوء مع الجسيمات المشحونة كهربائيًا، كان عرضًا دقيقًا من الناحية العلمية وجذابًا في الوقت نفسه.
بعد تسعة أشهر فقط، حصل العالم آرثر كومبتون على جائزة نوبل عام 1927 لاكتشافه أن الأشعة السينية يمكن أن تتصرف كأنها جسيمات. ويبدو أن فرانك كانت تتابع عن كثب التحول الكبير الذي كانت تشهده الفيزياء في ذلك الوقت نحو ميكانيكا الكم.
بينما اتجه كثير من الباحثين المهتمين بفيزياء الكم إلى أوروبا، التحقت فرانك بجامعة ويسكونسن، وهناك التقت بجون فان فليك الذي كان قد انضم حديثًا إلى الجامعة.
ابتكار في ميكانيكا الكم
عند وصولها إلى ماديسون عام 1928، كانت فرانك قد وضعت نفسها في قلب التطور الأمريكي في ميكانيكا الكم.
في ذلك الوقت، كانت ميكانيكا الكم قادرة على وصف الجسيمات أو الذرات المنفردة، لكن تفسير سلوك المواد الصلبة كان لا يزال صعبًا ومعقدًا.
وكانت المغناطيسية مجالًا مثاليًا للاختبار، لأنها لا يمكن تفسيرها إلا باستخدام ميكانيكا الكم، وليس الفيزياء الكلاسيكية. تحت إشراف فان فليك، اتجهت فرانك إلى دراسة العناصر الأرضية النادرة، حيث تكون المغناطيسية قوية والنظريات التقليدية غير كافية. وكان السؤال: هل يمكن لفيزياء الكم حل هذا اللغز؟
ركزت أطروحتها، التي نُشر جزء منها في مجلة Physical Review عام 1932، على عنصر الساماريوم. وأظهرت أن هناك حاجة لتعديلات كمومية لتفسير البيانات التجريبية، كما تضمنت رسمًا بيانيًا ظهر لاحقًا في محاضرة نوبل لفان فليك، وموسومًا باسم “V.V. & F”.
أوقات صعبة
بعد حصولها على الدكتوراه، عملت فرانك كمساعدة تدريس في جامعة ويسكونسن وواصلت أبحاثها. وفي عام 1935 نشرت مقالًا حول نظرية الحقل البلوري، يشرح كيف تتغير مستويات الطاقة في الساماريوم بسبب الذرات المجاورة.
كان زملاؤها يعتبرونها باحثة واعدة، وسجلها العلمي كان جيدًا. لكن مسيرتها واجهت عقبات كبيرة أبطأت تقدمها.
كانت الظروف المالية أحد هذه العوائق. إذ كانت فرانك تعيل شقيقتها الأصغر، وهي طالبة كيمياء جامعية، في وقت كانت فيه الولايات المتحدة تمر بالكساد الكبير.
وفي رسالة غير منشورة تعود إلى عام 1935، عُثر عليها في أرشيف معهد الفيزياء الأمريكي، كتبت فرانك إلى فان فليك أنها اضطرت للبحث عن أعمال إضافية من أجل البقاء:
كانت أوضاعنا المالية سيئة للغاية، فاقترحت على بعض الأشخاص أنني مستعدة للعمل في الطباعة، ولذلك قمت بتدريس بعض الدروس، والدروس الخصوصية، والطباعة، وحتى الطبخ، لكنني لم أتمكن من إنهاء بحثي.
كان فان فليك يحاول مساعدتها في الحصول على وظائف، لكن الفرص كانت محدودة، كما أنها كانت تواجه، بوصفها امرأة في تلك الحقبة، أشكالًا متعددة من التمييز، إضافة إلى كونها يهودية.
الزواج والوفاة
في نهاية المطاف، تركت فرانك مجال الفيزياء واستقالت من جامعة ويسكونسن في أكتوبر تقريبًا عام 1936. وعندما سألها فان فليك عن السبب، أخبرته بسر ظل لفترة غير معلن: أنها بدأت علاقة مع زميلها الجديد يوجين فيغنر.
تزوج الاثنان قبل عيد الميلاد بقليل. ووصف فيغنر نفسه بأنه كان مندهشًا من شدة حبه لها.
لكن سعادتهما لم تدم طويلًا. فبعد أسابيع قليلة من الزواج، مرضت فرانك بشكل خطير.
قال فيغنر إن السبب كان القلب، بينما قال آخرون إنه السرطان. وفي كل الأحوال، كانت حالتها حرجة.
بعد أشهر من العلاج في المستشفى، عادت إلى ميشيغان، وتوفيت في منزل والديها في 16 أغسطس 1937، عن عمر 31 عامًا فقط.
إسهام باقٍ
يُعد موتها المبكر أحد الأسباب التي جعلت اسمها غير معروف على نطاق واسع اليوم، لكنه ليس السبب الوحيد.
كانت فرانك جزءًا من شبكة من النساء الرائدات في العلم في ذلك الوقت. فقد كانت زميلتها في السكن خلال فترة ويسكونسن ماري بانتينغ، التي أصبحت لاحقًا رئيسة كلية رادكليف النسائية وأسهمت في دمجها مع جامعة هارفارد.
حملت فرانك طموحًا وذكاءً كبيرين، ووصلت إلى حدود المعرفة العلمية في عصرها. وهناك، ساعدها فان فليك على البقاء في مجال الفيزياء لفترة كافية لتقديم مساهمات علمية مهمة، وإن لم تُنصف تاريخيًا.
بعد تسعين عامًا، لا تزال قصة فرانك تعكس واقع النساء في الفيزياء، بكل ما فيه من إنجازات وتحديات.
ولا تزال النساء ممثلات بشكل ضعيف في مجال فيزياء الكم. فعلى سبيل المثال، أظهر استطلاع عام 2023 أن 87.5% من الباحثين المتفرغين في هذا المجال في أستراليا كانوا من الرجال.
كما أن النساء أكثر عرضة لتحمل مسؤوليات رعاية تؤثر على وقتهن البحثي وتزيد الضغوط المالية عليهن. ويظل الإرشاد العلمي وبناء مجتمعات داعمة أمرًا أساسيًا لتمكين النساء من دخول هذا المجال والاستمرار فيه.
وفي النهاية، قد يكون هذا هو الإرث الأهم لأميليا فرانك في علم الكم: أن قصتها المستعادة تتيح الاعتراف بإسهاماتها العلمية، وتذكّرنا بأن النساء كنّ جزءًا من هذا المجال منذ بداياته الأولى.
