Το Νόμπελ Φυσικής 1909 δόθηκε σε δύο φυσικούς. Τον Ιταλικής καταγωγής Guglielmo Marconi (1874- 1937), που εργαζόταν τότε στην εταιρεία Marconi Wireless Telegraph του Λονδίνου και στο Γερμανό Karl Braun (1850-1918) του Πανεπιστημίου του Στρασβούργου. Η βράβευση έγινε για την αναγνώριση της συνεισφοράς τους στην ανάπτυξη της ασύρματης τηλεγραφίας.
Guglielmo Marconi
Ο Guglielmo Marconi γεννήθηκε στη Μπολόνια της Ιταλίας, στις 25 Απριλίου του 1874. Από νέος ακόμη έδειξε έντονο ενδιαφέρον για τη φυσική και τον ηλεκτρισμό. Μελέτησε τις εργασίες των Maxwell και Hertz. Το 1895 άρχισε εργαστηριακά πειράματα όπου πέτυχε να στείλει των πρώτων ασύρματων σημάτων σε μια απόσταση 2.5 km. Έγινε κατά συνέπεια ο εφευρέτης του πρώτου πρακτικού συστήματος ασύρματης τηλεγραφίας.
Το 1896 ο Marconi μετέφερε τις πειραματικές συσκευές του στην Αγγλία, όπου του χορηγήθηκε το πρώτο παγκόσμιο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για ένα σύστημα της ασύρματης τηλεγραφίας. Αφού επέδειξε το σύστημά του με επιτυχία στο Λονδίνο. Τον Ιούλιο του 1897 έφτιαξε την εταιρεία Wireless Telegraph & Signal Company Limited (που το 1900 μετονομάστηκε σε Telegraph Company Limited Marconi).
Το 1899 εγκατέστησε την ασύρματη επικοινωνία μεταξύ Γαλλίας και Αγγλίας. Και, μια ιστορική ημέρα, στις 12 Δεκεμβρίου του 1901, αποφάσισε να αποδείξει ότι τα ασύρματα κύματα δεν επηρεάζονταν από την καμπυλότητα της Γης. Τότε έστειλε τα πρώτα ασύρματα σήματα πάνω από τον Ατλαντικό, μέσω ανάκλασης στα ανώτερα αγώγιμα στρώματα της ατμόσφαιρας, μεταξύ του Poldhu της Κορνουάλλης και του St. John της Νέας Γης, σε μια απόσταση 3400 km.
Το 1902 έφτιαξε την υπερατλαντική ασύρματη τηλεγραφία και το ίδιο έτος κατά τη διάρκεια ενός ταξιδιού του στην Αμερική, έδειξε για πρώτη φορά το “φαινόμενο του φωτός της ημέρας”, σχετικά με την ασύρματη επικοινωνία.
Το 1931 ο Marconi άρχισε έρευνα για τη διάδοση ακόμα πιο βραχέων κυμάτων, με συνέπεια το 1932 να γίνει για πρώτη φορά μικροκυματική σύνδεση ραδιοτηλεφώνων μεταξύ της πόλης του Βατικανού και της θερινής κατοικίας του παπά στο Castel Gandolfo. Και το 1935, πάλι στην Ιταλία, έδωσε μια πρακτική επίδειξη των αρχών του ραντάρ, τον ερχομό των οποίων είχε προβλέψει αρχικά σε μια διάλεξη του στο Αμερικανικό Ίδρυμα των Ράδιο Μηχανικών στη Νέα Υόρκη το 1922.
Karl Braun
Ο Karl Ferdinand Braun γεννήθηκε στις 6 Ιουνίου του 1850 στη πόλη Fulda της Γερμανίας. Σπούδασε στα Πανεπιστήμια Marburg και Βερολίνου. Οι πρώτες έρευνες του Braun αφορούσαν τις ταλαντώσεις των χορδών και των ελαστικών ράβδων. Επίσης, ασχολήθηκε με τη θερμοδυναμική, την επίδραση της πίεσης στη διαλυτότητα των στερεών.
Αλλά οι σημαντικότερες εργασίες του, εντούτοις, ήταν στο πεδίο του ηλεκτρισμού. Δημοσίευσε εργασίες για αποκλίσεις από το νόμο του Ohm και για υπολογισμούς της ηλεκτρεγερτικής δύναμης των αντιστρέψιμων γαλβανικών στοιχείων από θερμικές πηγές. Τα πρακτικά πειράματά του τον οδήγησαν να εφεύρει το ηλεκτρόμετρο Braun, και επίσης τον παλμογράφο. Ένα σωλήνα καθοδικών ακτίνων, που με τη βοήθεια μεταβαλλόμενων ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων έλεγχε την εκτροπή της ηλεκτρονιακής δέσμης, πάνω σε μια φθορίζουσα οθόνη. Ο παλμογράφος, που κατασκευάστηκε το 1897, ήταν ο πρόδρομος της λυχνίας της τηλεόρασης. Ονομάστηκε δε έτσι γιατί η κουκκίδα του ακολουθούσε και αποκάλυπτε τους παλμούς του πεδίου.
Το 1898 άρχισε να εργάζεται με την ασύρματη τηλεγραφία, με την προσπάθεια να διαβιβαστούν σήματα Μορς μέσω του νερού, με τη βοήθεια κυμάτων υψηλής συχνότητας. Στη συνέχεια εισήγαγε το κλειστό κύκλωμα της ταλάντωσης στην ασύρματη τηλεγραφία, και ήταν ένας από τους πρώτους που έστειλε ηλεκτρικά κύματα προς καθορισμένες κατευθύνσεις. Το 1902 κατασκεύασε κεραίες με κατευθυνόμενη εκπομπή σήματος και πέτυχε να λάβει μηνύματα με τη βοήθεια αντίστοιχων κεραιών.
Κατασκεύασε το κυματόμετρο, που μετρούσε την ισχύ των εκπεμπόμενων κυμάτων και μπόρεσε να προσδιορίσει το μήκος κύματος τους, Επινόησε τρόπους να εκπέμπει ισχυρότερα κύματα.
Οι εργασίες του Braun για την ασύρματη τηλεγραφία δημοσιεύθηκαν το 1901 υπό μορφή φυλλαδίου υπό τον τίτλο “Ασύρματη τηλεγραφία μέσω του νερού και του αέρα”.
Από την ιστορία της φυσικής
Όταν ο Maxwell μετασχημάτισε τις τολμηρές σκέψεις του σε μαθηματική γλώσσα, βρέθηκε ο Hertz να αποδείξει την ύπαρξη των ραδιοκυμάτων (1888). Μια από τις κορυφαίες στιγμές της Φυσικής. Εν συνεχεία, αρκετοί ήταν εκείνοι που σκέφθηκαν να κάνουν τη χρήση τους για την μετάδοση σημάτων σε μεγάλες αποστάσεις, χωρίς καλώδια. Η χρήση τους όμως προϋποθέτει μια πηγή ραδιοκυμάτων και έναν ανιχνευτή, πολύ πιο ευαίσθητο από τον απλό βρόχο του Hertz. Μία απλή ανιχνευτική συσκευή έφτιαξε το 1890 ένας Γάλλος φυσικός, ο Eduard Branly, με την οποία ανίχνευε ραδιοσήματα σε αποστάσεις 140 m από την πηγή εκπομπής τους.
Ο Βρετανός φυσικός Oliver Lodge το 1894 βελτίωσε τη συσκευή αυτή, που την ονόμασε συνοχέα, και κατόρθωσε να ανιχνεύσει σήματα από απόσταση 800 m. Μάλιστα ο Lodge ήταν ο πρώτος που πειραματίστηκε με συνδυασμούς σημάτων, με μεταβλητές διάρκειες. Δηλαδή τα ραδιοσήματα του έμοιαζαν με τα σήματα Μορς.
Το 1895 ήταν η χρονιά που γεννήθηκε η κεραία. Δύο επιστήμονες, χωριστά ο ένας από τον άλλο, ο Ρώσος φυσικός Aleksandr Popov και ο Ιταλός Guglielmo Marconi ανακάλυψαν ότι αν προσθέσουμε ένα σύρμα μεγάλου μήκους στον πομπό και στο δέκτη των ραδιοκυμάτων, τότε τα σήματα γίνονται πολύ πιο ισχυρά και η λήψη τους πολύ πιο εύκολη. Ονομάστηκε δε το σύρμα κεραία γιατί μοιάζει με τις κεραίες των εντόμων.
Στις 12 Δεκεμβρίου του 1901, ο Marconi έστειλε τα πρώτα ραδιοκύματα από τη Νότια Αγγλία στη Νέα Γη, σε μια απόσταση 3400 km. Όμως, οι φυσικοί εξεπλάγησαν με τη μεγάλη απόσταση που μεταδόθηκαν τα ραδιοκύματα. Γνώριζαν ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διαδίδεται ευθύγραμμα. Έτσι αν φύγουν από τη Νότια Αγγλία ευθύγραμμα, τότε θα φύγουν προς το διάστημα, αφού η Γη είναι σφαιρική. Φαινόταν, όμως, σαν τα ραδιοκύματα να ακολουθούσαν μια καμπύλη τροχιά, παράλληλη με την επιφάνεια της Γης. Ήταν ένα φαινόμενο, πράγματι, ανεξήγητο.
Το 1902 ο Αμερικανός ηλεκτρολόγος μηχανικός Arthur Kennelly υποστήριξε ότι στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας υπάρχει ένα στρώμα με ιόντα, πάνω στο οποίο ανακλώνται τα ραδιοκύματα. Έτσι δικαιολόγησε τη μετάδοση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας κοντά στο έδαφος και παράλληλα με το έδαφος. Παράλληλα, ένας άλλος Βρετανός, ο ηλεκτρολόγος μηχανικός Oliver Heaviside, υποστήριξε την ίδια υπόθεση. Έτσι το υποτιθέμενο στρώμα των φορτισμένων σωματιδίων ονομάστηκε στρώμα Kennelly – Heaviside. Έπρεπε, όμως, να περάσουν 20 χρόνια για να αποδειχθεί σωστή αυτή η θεωρία.
Το αρχικό σύστημα του Marconi είχε τα αδύνατα σημεία του. Οι ηλεκτρικές ταλαντώσεις του πομπού ήταν σχετικά ασθενή σήματα και γρήγορα εξασθενούσαν. Γι’ αυτό και τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ήταν δύσκολο να συλληφθούν από ένα δέκτη, μακριά από το πομπό. Εδώ, επεμβαίνει η μεγάλη ικανότητα του Ferdinand Braun, ο οποίος έκανε μια τροποποίηση στο σχέδιο του κυκλώματος – πομπού, έτσι ώστε ήταν δυνατό να παραχθούν κύματα με πολύ λίγη απόσβεση. Έτσι, η τηλεγραφία των μεγάλων αποστάσεων έγινε δυνατή χάρις στο συντονισμό στο σταθμό – δέκτη. Ένα άλλο πλεονέκτημα ήταν ότι, κυρίως, μόνο τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα της συχνότητας που χρησιμοποιήθηκαν από το πομπό, συλλαμβάνονταν από το δέκτη. Με αυτές οι βελτιώσεις, που έγιναν από το Braun, κατόρθωσε ο Marconi να προχωρήσει την ασύρματη τηλεγραφία.
