از انقلاب در روشنایی تا گداخت هسته‌ای؛ ماموریت جدید دانشمند برنده نوبل

فرارو- مهندسی که اختراعش نحوه روشن شدن تلفن‌های همراه، نمایشگرها و چراغ‌های ای ای دی را متحول کرد، معتقد است بزرگ‌ترین دستاورد زندگی‌اش هنوز در راه است؛ او در ۷۲ سالگی روی پروژه‌ای کار می‌کند که در صورت موفقیت، می‌تواند آینده تولید انرژی جهان را دگرگون کند.

به گزارش فرارو به نقل از سی‌ان‌ان، نام شوجی ناکامورا برای بسیاری از مردم شاید ناآشنا باشد، اما تقریباً همه انسان‌ها هر روز از اختراع او استفاده می‌کنند. فناوری دیوید نورگسیل آبی که امروزه در تلفن‌های همراه، رایانه‌ها، تلویزیون‌ها، نمایشگرهای بزرگ، چراغ‌های راهنمایی و تابلوهای الکترونیکی به کار می‌رود، حاصل تلاش این مهندس ژاپنی است.

این دستاورد آن‌قدر تأثیرگذار بود که ناکامورا در سال ۲۰۱۴ به همراه دو دانشمند ژاپنی دیگر، ایسامو آکاساکی و هیروشی آمانو، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد. بسیاری از کارشناسان، اختراع ال ای دی آبی را از مهم‌ترین نوآوری‌های قرن گذشته می‌دانند و حتی آن را با اختراع لامپ رشته‌ای توماس ادیسون مقایسه کرده‌اند.

اما ناکامورای ۷۲ ساله معتقد است مهم‌ترین اختراع زندگی‌اش هنوز محقق نشده است.

رؤیای تولید انرژی نامحدود

هدف جدید او ساخت نیروگاهی است که با استفاده از نوعی لیزر پالسی بسیار پرقدرت، همجوشی هسته‌ای را امکان‌پذیر کند؛ فرایندی که در صورت موفقیت می‌تواند انرژی پاک، کارآمد و تقریباً نامحدود تولید کند. برخلاف شکافت هسته‌ای که در نیروگاه‌های اتمی رایج استفاده می‌شود، در همجوشی هسته‌ای از اورانیوم استفاده نمی‌شود و خطر ذوب شدن راکتور یا بروز حوادثی مانند چرنوبیل و فوکوشیما نیز وجود ندارد.

ناکامورا که اکنون استاد مهندسی برق، کامپیوتر و علوم مواد در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا است، می‌گوید اگر این فناوری به نتیجه برسد، ظرفیت آن تقریباً بی‌نهایت خواهد بود. او در پاسخ به این پرسش که چرا هنوز بازنشسته نشده، با لبخند می‌گوید: «بازنشستگی خیلی خسته‌کننده است.»

زمانی که همه به او می‌گفتند استعفا بده

پیش از آنکه ناکامورا برنده جایزه نوبل شود یا نامش در تالار مشاهیر مخترعان آمریکا ثبت شود، او مهندسی بود که بیشتر به خاطر انفجارهای آزمایشگاهی و شکست‌هایش شناخته می‌شد. او از سال ۱۹۷۹ در شرکت شیمیایی کوچک «نیچیا» در ژاپن مشغول کار شد و مسئولیت واحد تحقیق و توسعه‌ای را بر عهده گرفت که تنها دو عضو داشت.

پس از حدود یک دهه فعالیت، تنها سه محصول تولید کرده بود که هیچ‌کدام موفقیت تجاری قابل توجهی نداشتند. همکارانش در مسابقات ورزشی شرکت مرتب او را سرزنش می‌کردند و می‌گفتند: «چرا هیچ محصول موفقی تولید نکرده‌ای؟ بهتر است استعفا بدهی.»

ناکامورا حتی شب‌های جمعه پس از پایان ساعت کاری، به عنوان نگهبان شب در همان شرکت فعالیت می‌کرد تا درآمد بیشتری داشته باشد. او می‌گوید همین فشارها باعث شد ذهنیتی را در خود شکل دهد که بعدها آن را «اختراع از روی خشم» نامید؛ انگیزه‌ای شدید برای اثبات اشتباه بودن قضاوت دیگران.

آخرین فرصت برای نجات شغل

ناکامورا که در روستایی در ژاپن بزرگ شده بود، از کودکی به رنگ آبی دریا علاقه داشت. همین علاقه بعدها او را به دنبال کردن رؤیای ساخت ای ای دی آبی سوق داد. در آن زمان تقریباً تمام مراکز تحقیقاتی بزرگ جهان، از جمله IBM، جنرال الکتریک، سونی، توشیبا و آزمایشگاه‌های بل، میلیون‌ها دلار برای تولید ای ای دی آبی سرمایه‌گذاری کرده بودند.

تولید ال ای دی‌های قرمز و سبز امکان‌پذیر شده بود، اما نور آبی به دلیل طول موج کوتاه‌تر و نیاز به انرژی بیشتر، همچنان یک معمای علمی محسوب می‌شد. تقریباً همه پژوهشگران روی ماده‌ای به نام «سلنید روی» کار می‌کردند، اما ناکامورا مسیر متفاوتی را انتخاب کرد و معتقد بود «نیترید گالیم» کلید حل این مسئله است.

او برای نجات شغلش از بنیان‌گذار شرکت نیچیا درخواست کرد اجازه دهد روی این پروژه کار کند. پاسخی که دریافت کرد، زندگی او را تغییر داد. مدیر شرکت نه‌تنها موافقت کرد، بلکه بودجه‌ای سه میلیون دلاری در اختیار او گذاشت؛ رقمی بسیار بزرگ که در آن زمان حدود دو درصد فروش سالانه شرکت را تشکیل می‌داد.

ناکامورا برای یادگیری فناوری‌های پیشرفته تولید نیمه‌هادی‌ها یک سال را در دانشگاه فلوریدا گذراند. او در ۳۴ سالگی برای نخستین بار سوار هواپیما شد و در آن زمان هنوز حتی یک مقاله علمی نیز منتشر نکرده بود. به گفته خودش، بسیاری از پژوهشگران دارای مدرک دکتری او را تنها یک تکنسین ساده می‌دانستند و مرتب از او می‌خواستند تجهیزات آزمایشگاه را تعمیر کند.

این برخوردها انگیزه او را بیشتر کرد. او بعدها گفت: «وقتی دیگران مرا دست‌کم می‌گیرند، احساس رنجش می‌کنم و همین باعث می‌شود روحیه مبارزه بیشتری پیدا کنم.»

پس از بازگشت به ژاپن، شرایط حتی سخت‌تر شد. یکی از مشهورترین پژوهشگران این حوزه در سمیناری اعلام کرد که نیترید گالیم هیچ آینده‌ای ندارد و مسیر تحقیق روی آن کاملاً اشتباه است. مدیر جدید ناکامورا نیز همان روز طی یادداشتی از او خواست تمام تحقیقاتش را متوقف کند. اما ناکامورا نامه را بدون توجه به سطل زباله انداخت.

چند هفته بعد دوباره نامه مشابهی دریافت کرد و باز هم آن را دور انداخت. او می‌گوید در فرهنگ کاری ژاپن نادیده گرفتن دستور مستقیم مدیر تقریباً غیرقابل تصور است، اما تصمیم گرفته بود به کارش ادامه دهد. چند ماه بعد، سرانجام لحظه تاریخی فرا رسید.

او موفق شد نخستین ای ای دی آبی را روشن کند؛ نوری بنفش‌ـ‌آبی و کم‌نور که نمی‌دانست چند دقیقه دوام خواهد آورد. وقتی صبح روز بعد به آزمایشگاه برگشت، چراغ هنوز روشن بود. او این لحظه را بزرگ‌ترین لحظه زندگی خود توصیف می‌کند. در ۲۹ نوامبر ۱۹۹۳، شرکت نیچیا در یک کنفرانس خبری اعلام کرد که معمای ساخت ال ای دی آبی حل شده است؛ خبری که صنعت الکترونیک جهان را شگفت‌زده کرد.

پروژه‌ای که می‌تواند آینده انرژی را تغییر دهد

اکنون تمام تمرکز او بر شرکت نوپای Blue Lase  Fusion است؛ شرکتی که در سال ۲۰۲۲ تأسیس کرد و هدف آن توسعه سامانه‌های همجوشی هسته‌ای با استفاده از فناوری لیزر است. گزارش اخیر آژانس بین‌المللی انرژی اتمی نشان می‌دهد اگر جهان همچنان از لامپ‌های قدیمی استفاده می‌کرد، مصرف برق برای روشنایی ساختمان‌ها حدود ۷۰ درصد بیشتر از امروز بود.

صرفه‌جویی ناشی از استفاده از ال ای دی‌ها تقریباً معادل کل برق مصرفی کشور کره جنوبی برآورد شده است. اما ناکامورا معتقد است فناوری جدیدش می‌تواند تأثیری بسیار بزرگ‌تر بر محیط زیست داشته باشد. برخلاف بخش عمده تحقیقات همجوشی هسته‌ای که بر استفاده از میدان‌های مغناطیسی متمرکز بوده‌اند، او معتقد است راه‌حل در استفاده از لیزرهای فوق‌قدرتمند نهفته است.

پس از موفقیت تاریخی آزمایشگاه ملی «لارنس لیورمور» آمریکا در سال ۲۰۲۲، که برای نخستین بار واکنش همجوشی انرژی بیشتری نسبت به انرژی ورودی تولید کرد، انگیزه ناکامورا برای ادامه این مسیر دوچندان شد.

هدف؛ نیروگاهی تا سال ۲۰۳۲

به گفته این دانشمند، تیم او طی سال‌های اخیر به پیشرفت‌های مهمی دست یافته است. آن‌ها سامانه‌ای موسوم به «حفره تقویت نوری» طراحی کرده‌اند که انرژی لیزر را ذخیره و قدرت آن را تا ۱۰۰ هزار برابر افزایش می‌دهد؛ فناوری‌ای که برای حفظ واکنش همجوشی ضروری است.

هدف شرکت ساخت یک نیروگاه آزمایشی همجوشی با ظرفیت یک گیگاوات تا سال ۲۰۳۲ در نزدیکی سانتا باربارای کالیفرنیاست؛ نیروگاهی که در صورت تحقق می‌تواند برق بین ۷۵۰ هزار تا یک میلیون خانه را تأمین کند. وقتی از ناکامورا پرسیده شد آیا این پروژه بزرگ‌ترین میراث زندگی او خواهد بود، پاسخ کوتاهی داد: «بله، قطعاً.»

او در پایان، خطاب به پژوهشگران جوان، تنها یک توصیه دارد؛ توصیه‌ای که مسیر زندگی خودش را نیز شکل داد: «مهم‌ترین چیز، ریسک کردن است. شاید همین ریسک بتواند دنیا را تغییر دهد.»