آزمایشگاه لوس‌آلاموس چه بود؟ مدرسه‌ای که زادگاه بمب اتم و محرمانه‌ترین مرکز علمی آمریکا شد
تینا مزدکی_تصور کنید گروهی از برجسته‌ترین دانشمندان جهان را به منطقه‌ای دورافتاده در کوهستان منتقل کنند، ارتباطشان با دنیای بیرون را محدود کنند، نام محل زندگی‌شان را از اسناد عمومی حذف کنند و از آن‌ها بخواهند در سکوت و محرمانگی، یکی از پیچیده‌ترین پروژه‌های علمی تاریخ را به سرانجام برسانند. این سناریو نه داستان یک فیلم جاسوسی، بلکه واقعیتی است که در سال ۱۹۴۳ در شمال نیومکزیکوی آمریکا آغاز شد.
لوس‌آلاموس، پیش از آنکه نامش با انفجارهای هسته‌ای و تاریخ جنگ سرد گره بخورد، محل فعالیت مدرسه‌ای شبانه‌روزی بود. اما با آغاز پروژه منهتن، این منطقه به آزمایشگاه مخفی دانشمندانی تبدیل شد که قرار بود با شکافت هسته‌ای، سلاحی بسازند که معادلات نظامی، سیاسی و امنیتی جهان را برای همیشه تغییر دهد.
- آزمایشگاه لوس‌آلاموس در سال ۱۹۴۳ و با نام رمز «پروژه وای» به‌عنوان بخش علمی پروژه منهتن شکل گرفت.
- رابرت اوپنهایمر، فیزیکدان نظری آمریکایی، مسئولیت علمی این مرکز را برعهده داشت.
- محل آزمایشگاه پیش‌تر یک مدرسه شبانه‌روزی پسرانه بود که ساختمان‌هایش برای اسکان دانشمندان و کارکنان مورد استفاده قرار گرفت.
- ریچارد فاینمن، انریکو فرمی، هانس بته و ادوارد تلر از چهره‌های علمی مرتبط با این پروژه بودند.
- در ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵، نخستین انفجار هسته‌ای تاریخ در آزمایش ترینیتی، حاصل تلاش دانشمندان لوس‌آلاموس، به وقوع پیوست.
- بمب‌های اتمی هیروشیما و ناگازاکی، دو محصول مهم این پروژه بودند و پس از جنگ نیز لوس‌آلاموس به یکی از مراکز اصلی پژوهش‌های هسته‌ای آمریکا تبدیل شد.
از مدرسه شبانه‌روزی تا محرمانه‌ترین آزمایشگاه آمریکا
داستان لوس‌آلاموس پیش از ورود دانشمندان و نظامیان آمریکایی آغاز می‌شود. این منطقه در فلات پاخاریتو (Pajarito Plateau) در شمال نیومکزیکو قرار دارد و پیش از تبدیل شدن به مرکز پروژه منهتن، محل زندگی جوامع بومی پوئبلو و شماری از ساکنان محلی بود.
در این منطقه مدرسه‌ای شبانه‌روزی به نام مدرسه مزرعه لوس‌آلاموس (Los Alamos Ranch School) فعالیت می‌کرد. مدرسه‌ای مخصوص پسران که موقعیت جغرافیایی خاص آن، ساختمان‌های موجود و دسترسی به منابع آب، توجه برنامه‌ریزان پروژه منهتن را جلب کرد.
در سال ۱۹۴۲، زمانی که دولت آمریکا به دنبال مکانی امن و دور از دسترس برای ساخت آزمایشگاه طراحی بمب اتم بود، این منطقه به‌عنوان گزینه‌ای مناسب انتخاب شد.
ژنرال لزلی گرووز، مدیر نظامی پروژه منهتن، به دنبال مکانی بود که امکان کنترل رفت‌وآمد و حفاظت از اطلاعات محرمانه را فراهم کند. در مقابل، رابرت اوپنهایمر، مدیر علمی آینده آزمایشگاه، به فضایی نیاز داشت که دانشمندان بتوانند در آن آزادانه با یکدیگر همکاری کنند و ایده‌های علمی خود را به اشتراک بگذارند.
لوس‌آلاموس به هر دو هدف پاسخ می‌داد. منطقه‌ای کوهستانی و نسبتا دورافتاده که در عین حال ساختمان‌هایی آماده برای اسکان نیروهای پروژه داشت. در نهایت، قرارداد اداره آزمایشگاه میان دانشگاه کالیفرنیا و ارتش آمریکا در ۲۰ آوریل ۱۹۴۳ امضا شد و این مرکز فعالیت رسمی خود را آغاز کرد.
نامی که برای این مجموعه انتخاب شد «پروژه وای» (Project Y) بود. از آن زمان، مدرسه قدیمی به مرکزی تبدیل شد که قرار بود در آن یکی از مخرب‌ترین سلاح‌های تاریخ طراحی و ساخته شود.
اوپنهایمر چگونه بزرگ‌ترین دانشمندان قرن بیستم را دور هم جمع کرد؟
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های پروژه لوس‌آلاموس، ترکیب کم‌سابقه‌ای از استعدادهای علمی بود. اوپنهایمر مسئولیت انتخاب و دعوت از بسیاری از دانشمندان را شخصا برعهده گرفت. او به دانشگاه‌های معتبر آمریکا از جمله کرنل، پرینستون، ام‌آی‌تی، شیکاگو و برکلی رفت تا متخصصانی را برای حضور در این پروژه محرمانه متقاعد کند.
جذابیت علمی پروژه و نگرانی از پیشرفت احتمالی آلمان نازی در حوزه سلاح هسته‌ای، بسیاری از دانشمندان را به همکاری ترغیب کرد. در کنار چهره‌های برجسته این مجموعه شامل رابرت اوپنهایمر، هانس بته، ریچارد فاینمن، انریکو فرمی و ادوارد تلر، مهندسان، شیمی‌دانان، متخصصان مواد منفجره، ریاضی‌دانان، تکنسین‌ها و کارکنان پشتیبانی نیز فعالیت می‌کردند.
اوپنهایمر آزمایشگاه را به چهار بخش اصلی تقسیم کرد. هانس بته مسئول بخش نظری، رابرت باچر مسئول فیزیک تجربی، جوزف کندی مسئول بخش شیمی و ویلیام پارسونز مسئول بخش مهمات و تسلیحات شد.
نکته جالب اینکه بسیاری از تجهیزات علمی مورد نیاز آزمایشگاه را خود دانشمندان از مراکز قبلی‌شان به لوس‌آلاموس منتقل کردند. به این ترتیب، این مجموعه در مدت کوتاهی از ساختمانی آموزشی و امکانات محدود به مرکز پژوهشی گسترده‌ای تبدیل شد.
شهری که حتی نشانی پستی‌اش هم محرمانه بود
شاید یکی از عجیب‌ترین بخش‌های تاریخ لوس‌آلاموس، شیوه زندگی ساکنان آن باشد. این منطقه در دوران پروژه منهتن صرفا یک آزمایشگاه نبود، بلکه به شهری کوچک با مدرسه، بیمارستان، فروشگاه عمومی و امکانات زندگی روزمره تبدیل شده بود. خانواده‌های دانشمندان نیز همراه آن‌ها در این منطقه زندگی می‌کردند.
اما یک مشکل اساسی وجود داشت، هیچ‌کس نباید می‌فهمید این شهر کجاست و ساکنان آن دقیقا چه کاری انجام می‌دهند. نام لوس‌آلاموس در مکاتبات عمومی جایی نداشت. این منطقه را با نام‌های «سایت وای» و «تپه» (The Hill) می‌شناختند. تمام شهر تنها یک نشانی پستی داشت، صندوق پستی شماره ۱۶۶۳ در شهر سانتافه.
این محرمانگی حتی شامل کودکان هم می‌شد. همه ساکنان، از دانشمندان و نظامیان گرفته تا همسران و فرزندان آن‌ها، باید کارت شناسایی دولتی همراه می‌داشتند. تصور کنید کودکی در شهری زندگی کند که حتی نشانی واقعی محل تولدش در اسناد عمومی ثبت نمی‌شود و نامه‌های خانواده‌اش از طریق صندوق پستی شهری دیگر به دستشان می‌رسد.
این اتفاق صرفا یک داستان عجیب نیست. تونی اوپنهایمر، دختر رابرت اوپنهایمر و همسرش کیتی، در ۷ دسامبر ۱۹۴۴ در لوس‌آلاموس متولد شد. اما به دلیل مقررات امنیتی، در گواهی تولد او صندوق پستی ۱۶۶۳ سانتافه به‌عنوان نشانی محل تولد ثبت شد.
با وجود این سطح از محرمانگی، زندگی روزمره جریان داشت. خانواده‌ها با یکدیگر غذا می‌خوردند، در طبیعت اطراف کوهستان قدم می‌زدند و در مهمانی‌های آخر هفته شرکت می‌کردند. در واقع، در شهری که ساکنانش نباید درباره مهم‌ترین پروژه علمی زمان خود حرف می‌زدند، زندگی خانوادگی و اجتماعی تقریبا مثل هر شهر دیگری ادامه داشت.
از محاسبات کاغذی تا ساخت نخستین بمب اتم
هدف اصلی لوس‌آلاموس، طراحی و ساخت بمب اتمی بود. اما مسیر رسیدن به این هدف به سادگی تصور اولیه نبود. دانشمندان در آغاز با دو روش اصلی برای ایجاد واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای در یک سلاح مواجه بودند، روش تفنگی و روش انفجاری یا درون‌فشرده‌سازی.
در روش تفنگی، دو بخش از ماده شکافت‌پذیر با استفاده از سازوکاری شبیه شلیک گلوله به یکدیگر نزدیک می‌شدند تا جرم بحرانی ایجاد شود و واکنش زنجیره‌ای آغاز شود.
این روش برای ساخت بمب اورانیومی مناسب بود. محصول نهایی این طراحی، بمبی بود که بعدها با نام «پسر کوچک» (Little Boy) شناخته شد.
اما مسئله زمانی پیچیده شد که دانشمندان دریافتند روش تفنگی برای پلوتونیوم مناسب نیست. ویژگی‌های نوترونی پلوتونیوم باعث می‌شد احتمال آغاز زودهنگام واکنش زنجیره‌ای وجود داشته باشد و در نتیجه، طراحی موردنظر عملکرد قابل‌اعتمادی نداشته باشد. این مشکل، دانشمندان را به سمت روش درون‌فشرده‌سازی سوق داد.
در این روش، مواد منفجره معمولی به شکلی مهندسی‌شده پیرامون هسته پلوتونیومی قرار می‌گرفتند تا با ایجاد موج‌های فشاری متقارن، هسته را به سرعت فشرده کنند و شرایط لازم برای آغاز واکنش زنجیره‌ای را به وجود آورند.
این طراحی بسیار پیچیده‌تر از روش تفنگی بود و به محاسبات دقیق، آزمایش‌های متعدد و هماهنگی میان گروه‌های مختلف علمی نیاز داشت. بمب پلوتونیومی که بر اساس این فناوری ساخته شد، بعدها «مرد چاق» (Fat Man) نام گرفت.
تفاوت این دو روش باعث شد آزمایشگاه لوس‌آلاموس به مجموعه‌ای از گروه‌های تخصصی تبدیل شود که هرکدام بخش مشخصی از مسئله را بررسی می‌کردند.
در واقع، ساخت بمب اتم تنها حاصل کشف یک فرمول علمی نبود. این پروژه به ترکیبی از فیزیک نظری، شیمی، مهندسی مواد، طراحی مواد منفجره، محاسبات ریاضی و فناوری اندازه‌گیری نیاز داشت.
زنانی که در ساخت بمب اتم نقش داشتند
روایت تاریخی لوس‌آلاموس اغلب با نام دانشمندان مردی مانند اوپنهایمر، بته و فاینمن شناخته می‌شود، اما این تصویر تمام واقعیت را نشان نمی‌دهد.
زنان نیز در بخش‌های مختلف پروژه منهتن فعالیت داشتند. برخی در حوزه‌های علمی و آزمایشگاهی، برخی در بخش‌های فنی و برخی دیگر در امور اداری، آموزشی و خدماتی مشغول بودند.
یکی از چهره‌های قابل‌توجه، لیلی هورنیک (Lilli Hornig)، شیمی‌دان فارغ‌التحصیل دانشگاه هاروارد بود که در لوس‌آلاموس فعالیت کرد.
او در ابتدا به‌جای فعالیت تخصصی در شیمی، پیشنهاد کاری در بخش تایپ دریافت کرد. اما بعدها توانست وارد فعالیت‌های علمی شود و در حوزه شیمی پلوتونیوم و مواد منفجره کار کند. داستان او نمونه‌ای از محدودیت‌هایی است که زنان متخصص در محیط‌های علمی آن دوران با آن مواجه بودند.
چهره دیگر، فلوی اگنس لی (Floy Agnes Lee)، پژوهشگر آزمایشگاه خون لوس‌آلاموس بود. او نمونه‌های خون پژوهشگران را جمع‌آوری و سلول‌های خونی را بررسی می‌کرد.
در واقع پروژه منهتن فقط حاصل فعالیت چند چهره مشهور نبود، بلکه شبکه‌ای گسترده از زنان و مردان متخصص و کارکنان پشتیبانی در موفقیت آن نقش داشتند.
صبحی که جهان برای نخستین بار انفجار هسته‌ای را دید
پس از ماه‌ها محاسبه و آزمایش، دانشمندان باید مطمئن می‌شدند که طراحی پلوتونیومی آن‌ها واقعا کار می‌کند.
برای این منظور، منطقه‌ای در محدوده نظامی آلاموگوردو در جنوب نیومکزیکو انتخاب شد. این محل حدود ۲۰۰ مایل با لوس‌آلاموس فاصله داشت و امکان انجام آزمایش در منطقه‌ای دور از مراکز جمعیتی را فراهم می‌کرد. نام این آزمایش «ترینیتی» (Trinity) بود.
دستگاه آزمایشی که قرار بود منفجر شود، نام رمز «گجت» (The Gadget) را داشت. این دستگاه یک بمب پلوتونیومی با سازوکار درون‌فشرده‌سازی بود.
آماده‌سازی محل آزمایش از پاییز ۱۹۴۴ آغاز شد. بیش از ۲۵۰ نفر در ساخت تاسیسات مورد نیاز مشارکت کردند. سه پناهگاه برای مشاهده آزمایش ساخته شد، تجهیزات برق‌رسانی نصب شد و بیش از ۵۰ دوربین برای ثبت لحظه انفجار در نظر گرفته شد. همچنین یک برج فولادی به ارتفاع ۱۰۰ فوت ساخته شد تا گجت در بالای آن قرار بگیرد.
صبح ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵، ساعت ۵:۲۹ به وقت محلی، نخستین انفجار هسته‌ای موفق تاریخ به وقوع پیوست. نور انفجار از فاصله بیش از ۱۶۰ مایلی قابل مشاهده بود. پس از آن، گوی آتشین عظیمی شکل گرفت و ابر قارچی به آسمان برخاست.
انرژی آزادشده در این آزمایش حدود ۲۰ هزار تن معادل تی‌ان‌تی برآورد شد. گرمای انفجار حتی شن‌های اطراف محل را به شیشه رادیواکتیو تبدیل کرد، ماده‌ای که بعدها «ترینیتیت» (Trinitite) نام گرفت.
دهانه انفجار نیز به یکی از نشانه‌های فیزیکی قدرت بی‌سابقه این فناوری تبدیل شد. اوپنهایمر بعدها درباره آن لحظه گفت: «می‌دانستیم که جهان دیگر مثل گذشته نخواهد بود. عده‌ای خندیدند، عده‌ای گریه کردند و بیشتر افراد سکوت کردند.»
این جمله به‌خوبی فضای پیچیده و متناقض آن لحظه را توصیف می‌کند. دانشمندان به نتیجه سال‌ها تلاش خود رسیده بودند، اما نتیجه این موفقیت علمی، سلاحی با قدرت تخریب بی‌سابقه بود.
از ترینیتی تا هیروشیما و ناگازاکی
آزمایش موفق ترینیتی، مسیر استفاده نظامی از بمب پلوتونیومی را هموار کرد. در ۶ اوت ۱۹۴۵، بمب اورانیومی «پسر کوچک» بر فراز هیروشیما منفجر شد. سه روز بعد، در ۹ اوت، بمب پلوتونیومی «مرد چاق» ناگازاکی را هدف قرار داد.
این دو حمله، نخستین و تاکنون تنها موارد استفاده از سلاح هسته‌ای در جنگ بودند. بمب هیروشیما بر اساس روش تفنگی طراحی شده بود و بمب ناگازاکی از فناوری درون‌فشرده‌سازی استفاده می‌کرد؛ همان روشی که در آزمایش ترینیتی مورد آزمایش قرار گرفته بود.
انفجارها و پیامدهای انسانی، جسمی و محیطی آن‌ها ابعادی فراتر از محاسبات نظامی داشتند. ده‌ها هزار نفر در همان لحظات و روزهای نخست جان باختند و شمار قربانیان در ماه‌ها و سال‌های بعد افزایش یافت.
پنج روز پس از حمله ناگازاکی، ژاپن اعلام تسلیم کرد و جنگ جهانی دوم در سپتامبر ۱۹۴۵ رسما پایان یافت. به این ترتیب، آزمایشگاهی که با هدف ساخت سلاحی برای پایان دادن به جنگ شکل گرفته بود، به یکی از مهم‌ترین نقاط عطف تاریخ فناوری و نظام بین‌الملل تبدیل شد.
لوس‌آلاموس تعطیل نشد
شاید تصور شود با پایان جنگ جهانی دوم و استفاده از بمب‌های اتمی، ماموریت لوس‌آلاموس نیز به پایان رسید. اما اتفاقا بخش مهم‌تری از تاریخ این مرکز پس از سال ۱۹۴۵ آغاز شد.
دولت آمریکا تصمیم گرفت این مجموعه را حفظ کند و فعالیت‌های پژوهشی آن را ادامه دهد. آزمایشگاه از یک مرکز موقت و محرمانه جنگی به نهادی دائمی برای پژوهش‌های هسته‌ای و توسعه تسلیحات تبدیل شد.
با آغاز جنگ سرد و افزایش رقابت هسته‌ای میان آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی، اهمیت لوس‌آلاموس بیشتر شد. در سال‌های بعد، پژوهش‌های مربوط به سلاح‌های گرماهسته‌ای، فناوری‌های پیشرفته هسته‌ای، شبیه‌سازی و محاسبات علمی در این مرکز گسترش یافت.
یکی از مهم‌ترین تحولات این دوره، مشارکت لوس‌آلاموس در توسعه و آزمایش سلاح‌های گرماهسته‌ای بود. این سلاح‌ها برخلاف بمب‌های شکافت هسته‌ای اولیه، از فرایندهای همجوشی هسته‌ای نیز برای آزادسازی انرژی استفاده می‌کنند.
در نتیجه، لوس‌آلاموس دیگر صرفا محل ساخت نخستین بمب اتم نبود، بلکه به یکی از ستون‌های اصلی برنامه تسلیحات هسته‌ای آمریکا تبدیل شد.
این مرکز در سال ۱۹۶۵ به‌عنوان اثر تاریخی ملی آمریکا شناخته شد و پس از آن نیز به فعالیت‌های علمی و امنیتی خود ادامه داد.
از بمب اتم تا هوش مصنوعی و ابررایانه‌ها
آزمایشگاه ملی لوس‌آلاموس امروز همچنان یکی از مراکز مهم علمی و امنیتی ایالات متحده است. ماموریت این مجموعه در طول دهه‌ها گسترش پیدا کرده و حوزه‌هایی مانند فیزیک محاسباتی، علوم مواد، اخترفیزیک، فناوری‌های کوانتومی، انرژی، زیست‌فناوری و ابررایانه‌ها را در بر می‌گیرد.
یکی از زمینه‌های مهم فعالیت آن، استفاده از توان محاسباتی پیشرفته برای بررسی رفتار مواد و سامانه‌های پیچیده است. این فناوری‌ها به دانشمندان امکان می‌دهند پدیده‌هایی را شبیه‌سازی کنند که بررسی تجربی آن‌ها دشوار، پرهزینه یا خطرناک است.
با این حال، ریشه تاریخی لوس‌آلاموس همچنان در ماموریت امنیت ملی آمریکا دیده می‌شود. این آزمایشگاه در کنار فعالیت‌های علمی گسترده، مسئولیت‌های مهمی در حوزه پژوهش و نگهداری توانمندی‌های هسته‌ای این کشور دارد.
به همین دلیل، لوس‌آلاموس را نمی‌توان صرفا یک دانشگاه یا مرکز تحقیقاتی معمولی دانست. این مجموعه بخشی از ساختار راهبردی آمریکا در حوزه علم، فناوری و امنیت ملی است.
۲۲۷۳۲۳