J. C. Bose şi inventarea radioului
După publicarea articolului despre construirea şi lansarea lui OSCAR 1, primul satelit de radioamator din istorie (preluat în traducere pe această pagină) Dan Maloney K8UYM a semnat în 19 ianuarie 2015 pe saitul Hackaday un nou articol care prezintă interes pentru cei pasionaţi de istoria radioului şi pe care am plăcerea de a-l oferi mai jos în versiune românească:
Zilele de început ale electricităţii par să fi fost vremuri crâncene. În timp ce teoreticienii erau ocupaţi cu descoperirea misterelor electromagnetismului, cete de antreprenori aşteptau să profite de ştiinţa pură şi de soluţiile inginereşti ale unor probleme care nici nu existau deocamdată, dar care fără îndoială se puteau transforma în afaceri profitabile. Am auzit cu toţii de bătăliile epopeice dintre Edison, Tesla şi Westinghouse, şi chiar beneficiind de înţelegerea retrospectivă datorată celor peste o sută de ani de la acele înfruntări e greu de stabilit cu certitudine cine au fost autorii unor anumite acţiuni, în ce au constat acestea şi cine sunt «victimele» lor. Însă în pragul secolului al XIX-lea se urzea un alt conflict, de această dată între un învăţat indian şi un nobil italian, care în final urma să determine cui i se cuvine acordat credit pentru punerea bazelor tehnologiei-cheie a secolului XX – radioul.
Desemnare şi dezamăgire
În 1885 Jagadish Chandra Bose, pe atunci în vârstă de 27 ani, a revenit în India sa natală după ce a studiat în Anglia ştiinţele naturii la Cambridge. Fusese trimis iniţial pentru a studia medicina, însă Bose s-a retras din cauza problemelor de sănătate agravate de mirosul dezagreabil din sălile de disecţie. În loc de o licenţă în medicină Bose s-a întors cu o întreagă colecţie de diplome în discipline multiple şi cu o recomandare care l-a determinat pe viceregele Indiei să ceară desemnarea sa ca profesor la Colegiul prezidenţial din Kolkata (Calcutta). O cerere sosită din partea viceregelui nu prea avea cum să fie refuzată, astfel că în pofida protestelor administraţiei colegiului Bose a fost desemnat profesor de fizică.
Din nefericire administraţia a găsit căi pentru a «egala scorul», mai cu seamă prin decizia de a nu-i pune lui Bose la dispoziţie un spaţiu pentru laboratorul său, dar şi oferindu-i un salariu de numai 100 rupii pe lună, o jumătate din salariul cu care era retribuit în mod normal un profesor indian şi doar o treime din salariul unui englez. Bose a protestat faţă de cel de al doilea afront refuzând primirea cecurilor salariale, iar după trecerea a trei ani protestul său a dat roade: şi-a obţinut salariul complet şi retroactiv, iar în privinţa primului abuz a găsit o soluţie prin transformarea unei mici firide de lângă o toaletă într-un laborator. Însă în acea cămăruţă de şapte metri pătraţi, doldora de instrumente create de el însuşi sau cumpărate pe cheltuiala sa, Bose a realizat adevărate minuni - a iniţiat proiectarea etapei embrionare a radioului.
Cam pe vremea când Bose a început să predea la Colegiul prezidenţial Heinrich Hertz confirma existenţa undelor electromagnetice postulate de James Clerk Maxwell în 1860. Maxwell a murit înainte de a fi apucat să demonstreze că electricitatea, magnetismul şi lumina sunt toate forme ale aceluiaşi fenomen, însă Hertz cu emiţătoarele şi receptoarele sale pe scânteie a dovedit-o. Inspirat de munca lui Hertz şi intrigat de ideea că «undele hertziene» şi lumina vizibilă sunt unul şi acelaşi lucru Bose a pornit să exploreze acest nou domeniu.
În 1895, la nici un an de la începerea cercetărilor sale Bose a făcut prima demonstraţie publică a undelor radio în clădirea primăriei din Kolkata. Detaliile despre aparatele folosite sunt vagi, fapt este însă că de la distanţa de 23 de metri el a declanşat un clopoţel electric şi a aprins o mică încărcătură de praf de puşcă. Oaspeţii invitaţi au fost uluiţi de demonstraţia că Adrisya Alok, sau «lumina invizibilă» după cum a botezat-o Bose într-un eseu scris ulterior, poate trece prin ziduri, uşi şi, în cadrul unui deosebit de îndrăzneţ număr al spectacolului, prin trupul viceguvernatorului Bengalului.
Demonstraţia fără fir a lui Bose a fost remarcabilă dintr-o serie de motive. În primul rând ea avut loc cu doi ani înainte de prima demonstraţie publică a telegrafiei fără fir a lui Marconi din Anglia. În vreme ce Marconi era profund interesat de comercializarea radioului interesul lui Bose era pur academic; dealtfel Bose a refuzat categoric să-şi breveteze marea majoritate a invenţiilor care au luat naştere în micul său atelier, fidel principiului că ideile trebuie să fie împărtăşite în mod liber.
Aparatul pe microunde al lui Bose. Emiţătorul în partea dreaptă,
detectorul cu galenă în pâlnie în partea stângă.
(Foto credit Buswarup Genguly)
În al doilea rând demonstraţia din 1895 utiliza semnale în domeniul microundelor în locul undelor pe frecvenţe joase şi medii cu care lucrau Marconi şi ceilalţi. Bose şi-a dat seama încă de atunci că lungimile de undă mai scurte ar face mai lesnicioasă explorarea proprietăţilor undelor radio care sunt similare luminii, cum ar fi reflexia, refracţia şi polarizarea. În acest scop el a inventat aproape toate componentele sistemelor de microunde – ghidurile de undă, polarizatoarele, antenele-pâlnie, lentilele dielectrice, reflectoarele parabolice şi atenuatoarele. Eclatoarele sale pe scântei erau capabile să opereze pe 60 GHz.
Idei «coherente»
Unele dintre cele mai importante lucrări ale lui Bose vizau detectarea undelor electromagnetice. Deschizătorii de drumuri ai transmisiunii fără fir au descoperit că direcţia undelor electromagnetice poate fi rectificată cu ajutorul unor particule fine de metal plasate într-un tub între conductori metalici; sub acţiunea energiei electrice particulele se agregă şi devin conductive. Din cauza acţiunii sale de agregare dispozitivul a fost denumit «coherer» şi a fost utilizat ca rectificator în toate receptoarele timpurii fără fir, cu toate că funcţionarea sa nu era prea bine înţeleasă. Experimentele cu cohererul continuă chiar şi până în ziua de astăzi.
Cu toate acestea cohererurile din perioada de început aveau o problemă – umplutura rămânea lipită chiar şi după trecerea semnalului. Dispozitivul trebuia resetat cu ajutorul unui mecanism care scutura particulele pentru a le readuce în starea lor neconductivă înainte de detectarea unui nou semnal. Aceasta avea evidente efecte asupra lărgimii de bandă, astfel că se desfăşurau cercetări pentru obţinerea unor detectoare mai bune. Una dintre îmbunătăţirile inventate de Bose în 1899 a fost cohererul din fier şi mercur, cu un bazin de mercur într-o mică cupă metalică. O peliculă de ulei izolantă acoperea mercurul, iar un disc de fier penetra uleiul fără a face însă contact cu mercurul lichid. Energia de radiofrecvenţă străpungea uleiul izolant şi realiza conducţia, ceea ce prezenta avantajul că nu mai era nevoie de un dezagregator pentru resetarea sistemului.
Bose la Royal Institution, Londra, 1897
(Wikipedia)
Peste doi ani cohererul îmbunătăţit al lui Bose a apărut în mod miraculos în receptorul translatlantic fără fir al lui Marconi. Împrejurările sunt oarecum suspecte – relatările lui Marconi despre felul în care a ajuns la acest model s-au modificat cu trecerea timpului şi au existat informaţii potrivit cărora schemele circuitelor lui Bose au fost furate dintr-o cameră de hotel din Londra în timp ce el îşi prezenta munca. În orice caz Bose nu a fost interesat de comercializarea invenţiei sale, pe care Marconi însă a brevetat-o el însuşi.
Cohererul lui Marconi (1900)
(Sursă: The Science Museum)
Bose, părintele semiconductorilor?
Bose a efectuat cercetări şi în domeniul detectorilor semiconductori. Pe când explora proprietăţile optice ale undelor radio el a descoperit că galena, un minereu de plumb bogat în sulfat de plumb, avea însuşirea de a acţiona ca un conductor în prezenţa undelor radio. A reuşit să demonstreze că contacte punctuale pe cristalele de galenă se comportau ca un coherer îmbunătăţit şi chiar a brevetat invenţia, ceea ce nu îi stătea în obicei. În mod interesant patentul includea descrierea substanţelor care manifestă o rezistenţă fie diminuată fie amplificată pe măsura creşterii tensiunii curentului. Bose a decis să le numească substanţe «pozitive» şi «negative», «P-N», o abreviere timpurie a terminologiei care urma să se generalizeze în cercetarea semiconductorilor. Decenii mai târziu William Brattain, co-inventatorul tranzistorului, a recunoscut că Bose le-a luat tuturor înainte în domeniul semiconductorilor şi l-a creditat ca fiind inventatorul primului detector cu semiconductori.
Invenţiile şi inovaţiile s-au revărsat decenii de-a rândul din mintea fertilă a lui Bose. La un moment dat el şi-a orientat atenţia spre fiziologia plantelor, studiind reacţia la stres a plantelor cu crescograful, un dispozitiv sensibil pe care l-a inventat şi care putea amplifica mişcările extremităţilor plantelor de 10000 de ori. Nici nu e de mirare că el a întreprins cercetări importante despre efectele microundelor asupra ţesuturilor plantelor. De asemenea Bose a făcut o paralelă între oboseala metalică şi oboseala în ţesuturile plantelor expuse la un stres fizic. Bose este considerat totodată părintele literaturii SF bengaleze.
Crescograful lui Bose
(Institutul Bose, Kolkata)
Bose conferenţiază în 1926 la Universitatea Sorbona din Paris
despre «sistemul
nervos» al plantelor
(Wikipedia)
(Wikipedia)
Bose este rareori amintit ca un pionier în domeniul radioului, în ciuda tuturor realizărilor sale dedicate proiectării sistemului fără fir care în cele din urmă a ajuns să lege punţi între oameni. Cunoscând opinia sa despre patente acest lucru nici nu e de mirare – invenţiile sale au fost cadouri dăruite lumii şi se pare că Bose a fost mulţumit să-i lase pe alţii să fructifice roadele geniului său.
Bustul lui Sir Jagadish Chandra Bose în
grădina
Muzeului industrial şi tehnologic Birla din Kolkata
Muzeului industrial şi tehnologic Birla din Kolkata
(Wikipedia)
Poate vreţi să citiţi şi articolele înrudite:
