fizikai szemlefizikaiszemle.hu/archivum/fsz1010/fizszem-201010.pdf · megjelenésé tan yag...

fizikai szemle

2010/10

Fizikai SzemleMAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

megjelenését anyagilag támogatják: Nemzeti Kulturalis Alap Nemzeti Civil Alapprogram

ÁNYM OO SD •U AT K• AR DA ÉY MG

IA A

M ••

18 52A FIZIKA BARÁTAI

L. Balaó: Plan rabotx evropejákih aátronomiöeákih obáervatorij na áputnikah

A. Patkos: Kvarki v «ulice Puskina» (Univeráitet im. Õtvesa) û I.

A. Kéver: Razrabotka õlektroátatiöeákih ápektrometrov õlektronov v inátitute

ATOMKI (g. Debrecen)

D. Radnai: Áemyi, premirovannxe Nobelevákoj premiej û II.

LIÖNXE MNENIÜ

M. Makai: Perednaü i zadnaü átoronx rabotx uöitelej

OBUÖENIE FIZIKE

L. Goliö: Zameöanie k reseniú odnoj zadaöi v óurnale KöMaL

KNIGI, PROIÁHODÍWIE ÁOBXTIÍ

Az Eötvös Loránd Fizikai Társulathavonta megjelenô folyóirata.

Támogatók: A Magyar TudományosAkadémia Fizikai Tudományok Osztálya,

a Nemzeti Erôforrás Minisztérium,a Magyar Biofizikai Társaság,a Magyar Nukleáris Társaság

és a Magyar Fizikushallgatók Egyesülete

Fôszerkesztô:

Szatmáry Zoltán

Szerkesztôbizottság:

Bencze Gyula, Czitrovszky Aladár,Faigel Gyula, Gyulai József,

Horváth Gábor, Horváth Dezsô,Iglói Ferenc, Kiss Ádám, Lendvai János,Németh Judit, Ormos Pál, Papp Katalin,

Simon Péter, Sükösd Csaba,Szabados László, Szabó Gábor,

Trócsányi Zoltán, Turiné Frank Zsuzsa,Ujvári Sándor

Szerkesztô:

Füstöss László

Mûszaki szerkesztô:

Kármán Tamás

A folyóirat e-mail címe:

[email protected] lapba szánt írásokat erre a címre kérjük.

A folyóirat honlapja:

http://www.fizikaiszemle.hu

A címlapon:

A Herschel infravörös-ûrobszervatórium 3,5 méter átmérôjûfôtükre az eddigi legnagyobb átmérôjû

távcsôtükör az ûrcsillagászatszolgálatában (ESA).

A hátsó borítón:

Fölül: a Herschel és Planckûrobszervatóriumok felbocsátásaAriane 5 hordozórakétával 2009.

május 14-én az ESA indítóállomásáról(Kourou, Francia Guyana).

Alul: az ExoMars marsjáró robotjánakmakettje egy 2006-os kiállításon (ESA).

TARTALOM

Balázs Lajos: Az ûrcsillagászat európai útiterve 325

Patkós András: Puskin utcai kvarkok – I. 331

Kövér Ákos: Elektrosztatikus elektronspektrométerek fejlesztése

az ATOMKI-ban 339

Radnai Gyula: Nobel-díjas családok – II. 343

VÉLEMÉNYEK

Makai Mihály: Színe és fonákja 351

A FIZIKA TANÍTÁSA

Holics László: Észrevétel egy megoldáshoz a KöMaL

P. 4225. feladata kapcsán 356

KÖNYVESPOLC 359

HÍREK – ESEMÉNYEK 360

L. Balázs: The program of the European astronomic space observatories

A. Patkós: Quark research of “Puskin Street” (Eötvös University) – I.

Á. Kövér: The development of electrostatic electron spectrometers

at the ATOMKI Institute (Debrecen)

J. Radnai: Nobel-laureate families – II.

OPINIONSM. Makai: Sides and back sides of teachers’ work

TEACHING PHYSICSL. Holics: Remark concerning the solution of a problem in the journal KöMaL

BOOKS, EVENTS

L. Balázs: Das Arbeitsprogramm der europäischen astronomischen Weltraum-Observatorien

A. Patkós: Quarkforschung „in der Puskinstrasse“ (Eötvös Universität) – I.

Á. Kövér: Die Entwicklung elektrostatischer Elektronen-Spektrometer

im Institut ATOMKI (Debrecen)

J. Radnai: Nobelpreisgekrönte Familien – I.

MEINUNGSÄUSSERUNGENM. Makai: Seiten und Kehrseiten der Arbeit des Lehrers

PHYSIKUNTERRICHTL. Holics: Bemerkung zur Lösung einer Aufgabe in der Zeitschrift KöMaL

BÜCHER, EREIGNISSE

Fiz ikai SzemleMAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

A Mathematikai és Természettudományi Értesítõt az Akadémia 1882-ben indította

A Mathematikai és Physikai Lapokat Eötvös Loránd 1891-ben alapította

LX. évfolyam 10. szám 2010. október

1. ábra. A földi légkör a Kozmoszból érkezô elektromágneses sugárzást csak néhány „ablakban”(az optikai és rádiótartományban, valamint az infravörös egy csekély részében) engedi át. A többihullámhossztartomány csak az ûrbe telepített megfigyelôeszközzel vizsgálható.

–

–

–

– – – – – – – – – – – – – –

100 101 102 10310–110–210–310–410–510–610–710–810–910–10

hullámhossz (m)

100

50

0

légk

ör

átlá

tszó

sága

(%)

g, röntgen és UV látható infravörös rádióhullám hosszú hullám

AZ ÛRCSILLAGÁSZAT EURÓPAI ÚTITERVEBalázs Lajos

MTA KTM Csillagászati Kutatóintézete

A csillagászati információ természete

A Kozmoszból az információ túlnyomórészben elekt-romágneses sugárzás formájában ér el bennünket. Abeérkezô elektromágneses síkhullámok jellemzôi azirány, a hullámhossz, az amplitúdó és a polarizáció.

A valóságban azonban nem lehet egyszerre meg-mérni ezeket a mennyiségeket. A lehetôségeket arendelkezésünkre álló eszközök határozzák meg.Történelmileg a csillagászat elôször az égitestek irá-nyának a megmérését jelentette. A pozíciós csillagá-szat a navigációban és térképészetben játszott megha-tározó szerepe révén a tudomány egyik legnagyobbgyakorlati hasznot hozó ága lett. A megfigyelômûsze-rek fejlôdésével a hullámhossz mérése is lehetôvé váltazáltal, hogy a spektrográfok a csillagászati gyakorlat-ban is megjelentek. Napjainkra a csillagászat a csúcs-technológia fejlôdésének egyik húzóágazatává vált. Aföldi légkör a beérkezô elektromágneses sugárzástcsak meghatározott hullámhosszakon, „ablakokon”

engedi át. A többi hullámhossz megfigyelésére azeszközöket a légkörön kívülre kell juttatni (1. ábra ).A csúcstechnológia egyik fontos területét a világûrbetelepített csillagászati megfigyelôeszközök jelentik.

Mi az ASTRONET?

Az ASTRONET-et európai kutatási ügynökségek hoz-ták létre abból a célból, hogy az európai csillagászatfejlesztésére jól megalapozott, hosszú távú útitervetkészítsenek. Az volt a cél, hogy megôrizzék és to-vábbfejlesszék az európai csillagászatnak azt a vezetôszerepét, amelyet a 21. század elejére elért.

2006. szeptember 1-jével kezdve az Európai Bizott-ság 2,5 millió euro összeggel indította útjára azASTRONET-et, míg a teljes összeg a 4 év futamidôre3,6 millió eurót tett ki. Az ASTRONET egy úgyneve-zett ERA-Net, amelyet az Európai Bizottság 6. keret-programja (FP6) támogatott az Európai Kutatási Tér-

ség (ERA) integrálása és erôsí-tése témában.

Az ASTRONET négy szak-értôi bizottságot kért fel, ésezeknek a munkája során jöttlétre a Science Vision doku-mentum.1 A munkának az volt

1 Letölthetô a http://www.eso.org/public/archives/oldpdfs/Astronet_ScienceVision.pdf helyrôl.

a célja, hogy áttekintse azeurópai csillagászat erôfor-rásait, a már meglévô tudo-mányos stratégiákat, valamint

BALÁZS LAJOS: AZ URCSILLAGÁSZAT EURÓPAI ÚTITERVE 325

tudományos jövôképet (Science Vision) hozzon létreaz európai csillagászat számára, beleágyazva azt avilág egészének a kontextusába.

Az A) szakértôi bizottság által vizsgált kérdéskör:értjük-e az Univerzumban található szélsôséges álla-potokat?

Napjainkban az asztrofizika azon területek egyike,ahol a fizika frontvonalai húzódnak. Ezt nem lehetegyszerûen „alap” és „alkalmazott” területre bontani,minthogy bármely alapvetô kutatási cél elérése telje-sen gyakorlati problémák megoldását is igényli. Azasztrofizika nagyléptékû és egészen általános kérdé-sekkel is foglalkozik, például az Univerzum és a ben-ne található struktúrák létrejöttével. Ezen a területenérte el az asztrofizika egyik legnagyobb eredményét:a nem zéró vákuumenergia létének felfedezését.

A munkacsoport által vizsgált legfontosabb kér-dések:

– Mi volt az Univerzum kezdeti állapota?– Mi a sötét energia és sötét anyag?– Megfigyelhetô-e az erôs gravitáció „mûködés”

közben?– Hogyan mûködnek a szupernóvák és gammaki-

törések?– Hogyan halmozódik fel az anyag a fekete lyukak

körül, és utána hogyan lökôdik ki nyaláb formájábana környezô térbe?

– Mit tanulhatunk a nagyenergiájú sugárzás ésrészecskék megfigyelésébôl?

A B) szakértôi bizottság által vizsgált kérdéskör: ho-gyan alakulnak ki és fejlôdnek a galaxisok?

Nagyon keveset tudunk a sötét anyag és energiatermészetérôl, és persze sokkal otthonosabban moz-gunk a „hagyományos” anyag területén, amely proto-nokból, neutronokból, elektronokból stb. áll. Mégis,igen sok tennivaló van még, hogy teljesen feltérké-pezzük e barionos komponens fejlôdését. Azt a térfo-gatot, amelyet a csillagászati megfigyelések elérnek, az = 1000 vöröseltolódásnak megfelelô felület határol-ja. Ezen túl a Világegyetem nem átlátszó.

Úgy tûnik, hogy z = 7 vöröseltolódásnál a Világ-egyetem újra teljesen ionizált, miközben csillagok,galaxisok és kvazárok kezdenek kialakulni, amelyekszínképében már az elôzô generációk csillagai általlétrehozott fémek vonalai is látszanak. Igen nagy kihí-vás megérteni, hogyan alakultak ki ilyen gyorsan acsillagok, épültek fel a bórnál nehezebb elemek, gala-xisok és szupernagy tömegû fekete lyukak, valamintazt, hogy mi történt ezután a galaxisok jelenleg ismegfigyelhetô Hubble-osztályainak a létrejöttéig.


– Hogyan tudunk visszapillantani a „sötét korszak-ba” és feltérképezni az anyag egészen kis mértékûsûrûsödéseit z = 1000 körül, amelyekbôl az elsô csil-lagok és galaxisok kifejlôdtek?

– Melyek a Világegyetem újbóli ionizációjának leg-fontosabb forrásai: csillagok fénye, fekete lyukak által

mûködtetett aktív galaxismagok, vagy éppenséggel aszuperszimmetria tulajdonságát mutató, elbomlottrészecskék? Milyen hosszú ideig tartott ez a folyamat?

– Hogyan fejlôdött ki a galaxisok kozmikus hálója,valamint az intergalaktikus gáz?

– Hogyan történt a galaxisokban, illetve a közöt-tük levô térben a fémek kialakulása és szétszóródása?

– Hogyan jöttek létre a galaxisok jelenleg megfi-gyelhetô Hubble-osztályai, ahogyan azt ma látjuktömegük, gáz-, csillag-, valamint fémtartalmuk elosz-lásában?

– Hogyan alakult ki és fejlôdött a mi Galaxisunk,és milyen általános tanulságokat vonhatunk le abból agalaxisok kialakulására és fejlôdésére vonatkozóan?

A C) szakértôi bizottság által vizsgált kérdéskör: ho-gyan keletkeztek és fejlôdnek a csillagok és bolygók?

A csillagok életútjának vizsgálata az asztrofizikaalapvetô, a következô évtizedekben is egyik legaktí-vabban kutatott területe. Az anyag körforgása a csil-lagközi anyagból a csillagokba, majd vissza az azalapvetô gépezet, amely a Világegyetem élete során abarionok fejlôdését hozza létre. A bolygórendszerek,köztük a miénk is, a csillagok fejlôdésének korai sza-kaszában jönnek létre, és az újonnan keletkezett csil-lagok körül levô sûrû intersztelláris anyag bonyolultkémiai fejlôdése szükséges ahhoz, hogy létrejöjjenekaz élet építôköveiként szolgáló óriásmolekulák. Ezérta csillagok életútjának megértése alapvetôen fontosahhoz, hogy választ találjunk a mi Naprendszerünk ésa földi élet, illetve más lakható bolygók és a Világ-egyetem más helyein létezhetô élet keletkezésére.


– Hogyan születtek a csillagok?– Értjük-e a csillagok szerkezetét és fejlôdését?– Mi a csillagközi anyag és a csillagok „életútja”?– Hogyan keletkeznek és fejlôdnek a bolygórend-

szerek?– Mennyire sokfélék Galaxisunkban a bolygórend-

szerek?– Vannak-e életre utaló jelek idegen bolygókon?

A D) szakértôi bizottság által vizsgált kérdéskör: ho-gyan kapcsolódunk mindehhez?

A Naprendszer igen elônyös hely a Világegyetemvizsgálatára. A Nap, a helioszféra és a Naprendszer-ben levô égitestek, bolygók, holdak, kisbolygók ésüstökösök igen fontos szerepet játszanak a csillagokfizikája, a bolygórendszerek kialakulása, valamint azalapvetô asztrofizikai folyamatok megértésében. Sajátcsillagunkat és bolygórendszerét példátlanul rész-letesen tudjuk tanulmányozni, de sajnos csak egy pil-lanatfelvétel áll rendelkezésünkre, minthogy a Napélete milliárd éveket ölel fel. Abból a célból, hogymegértsük Naprendszerünk múltját és jövôjét, összekell hasonlítanunk azt más csillagokkal és bolygó-rendszerekkel.


326 FIZIKAI SZEMLE 2010 / 10

– Mire tanít bennünket a

2. ábra. Az XMM-Newton a Kozmoszból érkezô röntgensugárzás mérésére szolgáló ûrtávcsô.fl

ux

us

flu

xu

s

l l

Nap az asztrofizikai folyama-tokról?

– Mi hajtja a Nap legkü-lönbözôbb skálákon megnyil-vánuló változásait?

– Milyen hatással van anaptevékenység a földi életre?

– Mi a Naprendszer dina-mikus története?

– Mit tanulhatunk a Nap-rendszer vizsgálatából?

– Hol keressük az életet aNaprendszerben?

Az infrastrukturális útiterv

Az útiterv alapvetô célja az volt, hogy az európai csil-lagászatnak 20 év távlatában átfogó és megbízhatótervet adjon a hatékony infrastruktúra kialakítására. Aterv, a The ASTRONET Infrastucture Roadmap 2 elké-

2 A The ASTRONET Infrastructure Roadmap letölthetô a http://www.astronet-eu.org/IMG/pdf/Astronet-Book.pdf címen.

szítésekor a Scientific Vision dokumentumban megfo-galmazott tudományos célokból indult ki annak érde-kében, hogy kielégítse az európai csillagászat infra-strukturális igényeit az elkövetkezendô 10–20 évben.Az útiterv kimunkálása komolyan 2006 szeptemberé-ben kezdôdött, nagyjából akkor, amikor a ScienceVision már félig készen volt.

Az útiterv megalkotására öt szakértôi bizottságotkértek fel, amelyeknek egyenként 7–12 tagja volt. Abizottságok tagjait úgy válogatták össze, hogy rendel-kezzenek a szükséges szaktudással, ugyanakkor meg-felelô egyensúly legyen az egyes országok, illetve anemek között.

Az öt bizottság az alábbi tudományos témák infra-strukturális igényét vizsgálta:

– nagyenergiájú asztrofizika, asztro-részecskefizi-ka, valamint gravitációs hullámok;

– ultraibolya, optikai, infravörös és rádiócsillagá-szat;

– napteleszkópok, a Naprendszerbe küldendôûrszondák, illetve laboratóriumi vizsgálatok;

– elméleti munkák, számítástechnikai létesítmé-nyek és hálózatok, virtuális obszervatórium;

– képzés, új szakemberek toborzása és betanítása,valamint kapcsolat a környezô társadalommal.

A továbbiakban az útitervnek csak az ûreszközö-kön alapuló infrastruktúra-fejlesztéssel kapcsolatosrészével foglalkozunk.

Nagyenergiájú asztrofizika

A nagyenergiájú asztrofizika igen nagy ütemben fedezfel új dolgokat, köszönhetôen a sikeres ûrkísérletek-nek, illetve a földi bázisú eszközöknek, amelyek lehe-

tôvé tették a Világegyetemben végbemenô legna-gyobb energiájú folyamatok tanulmányozását is. Anagyenergiájú ûrasztrofizikában Európa részvétele aközeljövôben is folytatódni fog.

Jelenleg is mûködô ûreszközök

XMM-Newton: az XMM-Newton obszervatórium (2.ábra ) az Európai Ûrügynökség (ESA) Horizon 2000programjának egyik sarokköve, különös tekintettel anagy érzékenységû asztrofizikai röntgenspektroszkó-piára, illetve képalkotásra. 1999. decemberi felbocsá-tása óta az XMM-Newton – a NASA Chandra obszer-vatóriumával együtt – alapvetô, nemzetközi eszköze ajelenleg ismert legkülönösebb asztrofizikai forrásokvizsgálatának. Ezek közé tartoznak a nagy tömegûfekete lyukak a galaxisok központjában, forró gáz,amely kitölti a halmazokban levô galaxisok közöttiteret, forró koronával burkolt aktív csillagok, bolygókkörüli forró plazma, kettôs rendszerekben levô neut-roncsillagok, illetve fekete lyukak, valamint a szuper-nóva-robbanások után visszamaradt, lökéshullámfûtötte gázfelhô.

INTEGRAL: Hat év üzemidô után az INTEGRALjelenleg a nemzetközi nagyenergiájú asztrofizikávalfoglalkozó kutatóközösség igen hatékony eszköze,amelynek segítségével több száz forrás nagyenergiájúsugárzását figyelték meg mind a Galaxisban, mind atávoli Világegyetemben. Jóllehet a pályára kerülésutáni elsô néhány évben többnyire galaktikus forráso-kat figyeltek meg, az extragalaktikus források arányaegyre nô, és ennek eredményeképpen több távoli,aktív magú galaxist (AGN) fedeztek fel, egészen z =3,7 vöröseltolódásig. Az INTEGRAL rendkívül ered-ményes ûrteleszkóp a nagy kihívást jelentô kemény-röntgen- és gammatartományban.

Ûrbázisú, rövid távú kísérletek (–2015)

Simbol-X: a Simbol-X a keményröntgen-tartomány-ban dolgozó képalkotó mesterséges hold, Franciaor-szág és Olaszország vezetésével, Németország rész-vételével; felbocsátását 2014-ben tervezik. A mûkö-dés tervezett idôtartama rövid, és a közepes méretûûreszköz az elsô lesz a kötelékrepülés megvalósítá-


sában. A nagy (20 m-es) fókusztávolság, amelyet a

3. ábra. Az egy hordozórakétával pályára juttatott Planck (balra) és Herschel (jobbra) ûrtávcsô.A Herschel tükrének átmérôje (3,5 m) az eddigi legnagyobb ûrtávcsô (a Hubble ûrtávcsô fôtükre2,4 m átmérôjû).

tükör és az észlelô berendezés külön ûrszondáratelepítése valósít meg, egyedülálló lehetôséget ad anagyenergiájú asztrofizikának arra, hogy képalkotótávcsöve legyen a keményröntgen-tartományban(10–80 keV).

Ûrbázisú, középtávú kísérletek (2016–2020)

X-ray Evolving Universe Spectroscopy (XEUS) / Inter-national X-ray Observatory (IXO): a XEUS a háromnagy ûrkísérlet egyike, amelyet az ESA választott ki aCosmic Vision program keretében, további részlete-sebb tanulmányozásra. Az ûrtávcsô az ESA új generá-ciós röntgenobszervatóriuma, és a nagyenergiájú aszt-rofizika számára teljesen egyenértékû az elektromág-neses színkép más tartományait vizsgáló tervezettobszervatóriumokkal (SKA, ALMA, JWST, E-ELT,CTA). 2008 májusában az ESA, a NASA, valamint ajapán JAXA egyeztetô bizottságot hozott létre azzal acéllal, hogy vizsgálja meg egy együttes ûrkísérlet le-hetôségét, amely egyesíti a jelenleg fejlesztés alatt állóXEUS-t és Constellation-X-et, kifejlesztve belôlük azInternational X-ray Observatoryt. A jelenlegi kutatásiélvonalnak megfelelô tudományos célokból egy listátállítottak össze, és megfogalmazták a hozzá tartozómérési igényeket. A kezdeti elképzelések szerint azIXO olyan ûrtávcsô lesz, amely egy röntgentarto-mányban mûködô nagy tükörbôl, 20–25 m fókuszú,bôvíthetô optikai padból áll majd, aminek változtatnilehet a fókuszsíkját.

Laser Interferometer Space Antenna (LISA): A LISAûrbe telepítendô, gravitációs hullámokat észlelni ké-pes csillagászati obszervatórium, és a 0,1 mHz – 0,1Hz alacsony frekvenciájú tartomány mérését teszilehetôvé, amely nem érhetô el földi bázisú eszközök-kel. Ebben a tartományban egy sor asztrofizikai for-rás található a Tejútrendszerben, mégpedig a kom-pakt csillagokból (fehér törpék, neutroncsillagok,

fekete lyukak) álló objektu-mok. Ezek közül a legismer-tebbek „garantáltan” megfi-gyelhetôk, és nagy jel/zaj ará-nyú kalibrációs forráskéntszolgálnak. A LISA segítsé-gével elkészíthetô a Galaxis-ban levô kompakt kettôsrendszerek legteljesebb leltá-ra, megfigyelve több ezerilyen objektumot, beleértveolyanokat is, amelyek opti-kailag nem láthatók. A LISAnéhány tíz, esetleg száz feke-telyuk-kettôst is felfedezhet,amelynek a tömege 104, vagyakár 107 naptömeg is lehet, ésnagy jel/zaj aránnyal egészenz = 30 vöröseltolódásig isészlelhetô.

Ultraibolya, optikai és infravörös csillagászat

A fenti hullámhossztartomány igen nagy jelentôségû aScience Vision dokumentumban megfogalmazott szá-mos kérdés megválaszolására, a kozmológiától kezdvea Naprendszerig bezárólag. Az optikai/közeli-infravö-rös, illetve a rádiótartomány a földi megfigyelô állomá-sokról is észlelhetô. Az optikai/közeli-infravörös tarto-mányban Európa vezetô szerephez jutott a világban anégy igen nagy távcsôvel (VLT ), illetve a belôlük létre-hozható optikai interferométerrel. A (szub)milliméterestartományban Európa világszínvonalú földi bázisú táv-csöveket hozott létre és mûködtet nagy tengerszint fe-letti magasságban telepített obszervatóriumokban.

Az ESA Horizon 2000 és a 2000 Plus programjánakköszönhetôen Európának vezetô szerepe van az ûrtu-dományokban, de nem minden hullámhossztartomány-ban. Az ultraibolyában csak igen kis hozzáféréssel ren-delkezik a Hubble-ûrtávcsôben történô ESA-részvétel-nek köszönhetôen, de nincs olyan európai részvétellelfutó ûrkísérlet, amely lehetôvé tenné a távoli-UV, illetveaz extrém-UV tartomány vizsgálatát.

Az asztrometriában a Hipparcos ûrtávcsônek köszön-hetôen Európa vezetô szerepre tett szert, amelyet 2012-ben a sokkal nagyobb teljesítményû Gaia követ majd.


Az európai csillagászok 2009-ben helyezték üzembeaz ESA távoli-infravörösben mûködô Planck és Her-schel távcsöveit (3. ábra ), amelyek az ESA igen sike-res Infravörös Ûrobszervatóriumát (ISO) követték.


Gaia-adatok elemzése és feldolgozása. A Gaia nem-csak abból a szempontból egyedülálló, hogy nagyság-rendekkel javítja a jelenleg elért asztrometriai pontos-


ságot, hanem az ûrkísérlet szerkezetét tekintve is. A

4. ábra. A sötét energia természetét és a Világegyetem nagyléptékûszerkezetét vizsgáló EUCLID ûrtávcsô tervének két változata.

kutatóközösség sokkal inkább a Gaia ûrkísérlethezszükséges szoftver fejlesztésében, illetve adatelemzés-ben vesz részt, nem a hardverfejlesztésben, mint akorábbi ESA projektekben.

A Gaia a mérési folyamat során 6-dimenziós térké-pet készít majd Galaxisunkról, a Tejútrendszerrôl,feltárva annak szerkezetét, összetételét és fejlôdéstör-ténetét. Az ûrkísérlet eddig nem látott pontosságúpozíciós és radiálissebesség-méréseket végez, ame-lyek szükségesek ahhoz, hogy sztereoszkopikus éskinematikai leltárt készítsünk Galaxisunk, illetve aLokális csoport mintegy 1 milliárd csillagáról.


EUCLID (korábban DUNE, illetve SPACE): a sötét ener-giával kapcsolatos kutatások kétségkívül a korszerûasztrofizika legnagyobb kihívását jelentik. A sötétenergia természetének és idôbeli fejlôdésének meg-értése több megfigyelési mód együttes alkalmazásátigényli, az elméleti és numerikus szimulációs mun-kákba fektetett jelentôs erôfeszítésekkel együtt. Aszakértôi bizottság az ESA Cosmic Vision Announce-ment of Opportunity felhívására beérkezett középtá-vú javaslatok közül a Dark UNiverse Explorer t(DUNE ), illetve SPectroscopic All-sky Cosmic Explo-rer t (SPACE ) igen nagyra értékelte. A két ûrkísérleta sötét energia és sötét anyag természetére vonatko-zóan két egyedülálló pontosságú, de különbözôúton történô megközelítést jelent, és az ESA úgydöntött, hogy EUCLID néven egy kísérletbe egyesítiôket (4. ábra ).

Planetary Transits and Oscillations of Stars (PLA-TO): a PLATO a CoRoT és Kepler ûrtávcsöveket kö-veti majd, és a tervek szerint > 100 000 viszonylagfényes csillagon (V ≤ 12 magnitúdó) nagy pontossá-gú fotometriát végez majd a vizuális tartományban,valamint további 400 000 objektumot mér meg V = 14magnitúdóig. Igen szigorú feltételeknek kell elegettennie: a látómezô nagyobb, mint 300 négyzetfok, a

mûködési idô legalább három, de inkább öt év le-gyen, a fotometriai zaj 8 10−5 (a cél 2,5 10−5) legyenegy órai mérés alatt egy V = 11–12 magnitúdós csilla-gon. A kapott adatok lehetôvé teszik Föld méretû,vagy ennél kisebb bolygók detektálását is jelentôsszámú fényes csillagon észlelt fedés segítségével,ugyanakkor az anyacsillagról is részletes információgyûlik össze az asztroszeizmológiai méréseknek kö-szönhetôen.

Space Infrared Telescope for Cosmology and Ast-rophysics (SPICA): a SPICA alapvetôen japán ûrkí-sérlet, amelyhez Európa jelentôsen hozzájárulhat. Ezegy ûrbe telepített közepes, illetve távoli-infravörösobszervatórium, amelynek 3,5 m-es tükrét 5 K hô-mérsékletre hûtik. Ez jelentôsen növeli az érzékeny-séget a 30–210 μm tartományban (ahol a hideg porés gáz energiájának java részét kisugározza), a jelen-leg üzemelô holdakkal (Herschel, Spitzer ) összeha-sonlítva. A SPICA alapvetô mûködési hullámhosszaaz 5–210 μm tartomány, ahol nagy látómezôbenfolyamatos képalkotás és spektroszkópia lehetséges.Egy koronográf lehetôvé teszi többek között Jupiter-szerû exobolygók és protoplanetáris korongok ész-lelését is.

Ûrbázisú, hosszú távú kísérletek (2020+)

Darwin és a Távoli Infravörös Interferométer (FIRI): aDarwin célja elsôsorban Földünkhöz hasonló exo-bolygók tanulmányozása, illetve a rajtuk levô esetle-ges élet vizsgálata. A FIRI a csillagkeletkezést és afekete lyukakba történô akkréciót vizsgálja, illetve aTejútrendszerhez hasonló galaxisok kialakulását ésfejlôdését. Valószínûleg a FIRI leginkább a bolygó-rendszerek kialakulásának állomásait vizsgálja majd,és Földhöz hasonló bolygókat fedez fel, amelyek élet-nek adhatnak otthont. Mindezt annak a képességénekköszönhetôen, hogy a bolygórendszerekben levôporstruktúrák megfigyelésére alkalmas képalkotórendszerrel szerelik fel.

Ûrkísérletek a Naprendszerben

Európa igen jelentôs eszközökkel rendelkezik a Napmegfigyelésére. A világszínvonalú napteleszkópokközül négy európai tulajdonban van: a svéd 1 m-esnapteleszkóp, a francia–olasz Themis, a német vá-kuum-toronyteleszkóp (VTT), valamint a hollandOpen Telescope (DOT), amelyek mindegyike a Kaná-ri-szigeteken található. Ami az ûrbázisú napészlelômûszereket illeti, az ESA Horizon 2000 programjánakelsô sarokköve magában foglalta az 1995-ben felbo-csátott Solar and Heliospheric Observatory t (SOHO).A nagy sikerû SOHO mind a mai napig kiváló tudo-mányos eredményekkel szolgál. Az Ulysses a napsze-let tanulmányozta minden irányból, és nemrég fejeztebe mûködését. A NASA vezetésével futó STEREO és ajapán vezetésû Hinode 2006-ban indult jelentôs euró-pai részvétellel.



5. ábra. A Szaturnusz Enceladus és Titan holdjait meglátogatóTandEM ûrszonda leszálló egysége (fantáziarajz).

Cluster: a Cluster ûrkísérlet célja a magnetoszféranagyfelbontású, háromdimenziós vizsgálata. Ennekelérésére a Cluster négy azonos mesterséges holdbóláll, amelyek tetraéder alakban elhelyezkedve repül-nek. Az alapvetô tudományos céloknak megfelelôen amesterséges holdak közötti távolság 20–10 000 kmközött változik.

STEREO: a STEREO a NASA vezetésével futó ûrkí-sérlet, amely két holdból áll, amelyek a Földéhez ha-sonló pályán keringenek a Nap körül, az egyik boly-gónk elôtt, a másik mögötte, és a távolság közöttük azidôvel lassan nô. Az a cél, hogy sztereoszkopikusképeket kapjanak a Nap külsô atmoszférájáról, illetvekoronakitörésekrôl (CME), továbbá, hogy nyomonkövessék azokat a koronakitöréseket, amelyek a Föl-det is elérik. A mûszerek 50%-át Európa szállította.

Hinode: a Hinode japán vezetéssel készült Nap-ûrobszervatórium, 50 cm-es optikai teleszkóppal,extrém UV-tartományban mûködô képalkotó spektro-méterrel, valamint röntgenteleszkóppal a fedélzetén.A Hinodét 2006 szeptemberében indították útjára.Európa a kísérletet 2011-ig támogatja anyagilag. Igenmagas prioritású az ûrkísérlet futamidejének meg-hosszabbítása újabb öt évvel azért, hogy egy teljesnapciklust le lehessen fedni.


Solar Orbiter: a Solar Orbiter mesterséges bolygómegközelíti a Napot, és 30° heliografikus szélességetelérve lehetôvé teszi a Nap poláris területeinek vizs-gálatát. A fô tudományos cél a Naphoz közeli helio-szférában levô plazmák, mezôk és részecskék tulaj-donságainak meghatározása, a napfelszín, a koronaés a belsô helioszféra kapcsolatának tanulmányozása,a Nap mágneses atmoszférájában az energetika, dina-mika, valamint finomszerkezet vizsgálata, továbbá aNap magas szélességû területeinek, áramlásainak ésszeizmikus hullámainak megfigyelésével a mágnesestér keletkezésének a megértése.

ExoMars: az ExoMars az ESA elsô ûrkísérlete azAurora program keretében. A végsô cél az, hogymegállapítsák, volt-e, illetve létezik-e jelenleg élet a

Marson. A Marsot robotok segítségével kívánják vizs-gálni, beleértve egy exobiológiai kutatásokat végzôjármûvet (Pasteur-egység) és geofizikai, illetve kör-nyezetkutatásra szolgáló mûszeregyüttest (GEP),amely a leszálló egységen foglal helyet, és meteoroló-giai, illetve talajszerkezeti in situ méréseket végezmajd. A marsjáró több kilométert tesz majd meg, éskeresi az egykori, illetve jelenlegi élet nyomait olyanmódon, hogy mintát vesz az útközben található szik-lákból, illetve a felszín alól egészen 2 m mélységig.


Cross-Scale: a Cross-Scale az asztrofizikai plazmákfizikájának alapvetô jellegzetességeit vizsgálja, jelesül,a különféle skálákon együttesen ható plazmafolyama-tok közötti kölcsönhatást. A Cross-Scale tovább növeliEurópa vezetô szerepét az ûrplazmák vizsgálatában,amelyet a Cluster holdak alapoztak meg. A 12 mester-séges holdból álló alakzat lehetôvé teszi olyan alapve-tô plazmafolyamatok vizsgálatát, amelyekre nem voltlehetôség az eddigi, illetve tervezett ûrkísérletekben.Nem fér hozzá kétség, hogy Európának a Cross-Scalelétrehozásában megnyilvánuló vezetô szerepe jelen-tôs technikai és anyagi forrásokat mozgósít majdEurópán kívül is.

Marco Polo: a Marco Polo közös európai–japánûrkísérlet, amely a tervek szerint anyagmintát hozvissza egy földközeli kisbolygóról (NEO). A célpontegy primitív NEO, amelynek összetétele nem hasonlítaz ismert meteoritikus mintákhoz. A Marco Polo ezérthozzájárul a Naprendszer létrejöttének és fejlôdésé-nek jobb megértéséhez. A jelenlegi elképzelések le-hetségesnek tartják, hogy a szerves anyag kívülrôlérkezett a Földre, esetleg egy primitív NEO segítségé-vel. Sôt, a NEO-k Földdel történô ütközése ténylege-sen kockázatot jelent az élet számára. Mindezek miattilyen égitestek vizsgálata rendkívül érdekes és sürgôs.

Titan and Enceladus Mission (TandEM): a TandEMambiciózus projekt, amely a Szaturnusz Titan és Ence-ladus holdjának in situ vizsgálatát tûzte ki célul (5.ábra ). A TandEM-et a Cassini–Huygens ûrkísérletfolytatásának szánják. A Cassini–Huygens jelenleg ismûködik a Szaturnusz térségében, és új felfedezésekköszönhetôk neki, de új kérdések is vetôdtek fel. Azeredeti elképzelés szerint a TandEM két közepes mé-retû mesterséges holdból áll, amelyeket egy vagyesetleg két rakéta állít a pályára, és magukkal visznekegy keringô egységet, in situ méréseket végzô mû-szereket és egy egységet az Enceladuson történô le-szállásra. A hasznos teher egy sor megfigyelôeszközttartalmaz majd, beleértve kamerákat, spektrométere-ket, magnetométereket, radart, rádióeszközöket,szeizmométereket és néhány új elven mûködô mû-szert, amelyek alkalmasak az összes színképtarto-mány tanulmányozására. A Huygens ûrkísérlethez ha-sonlóan most is tervezik az ûrszonda nyomon követé-sét a VLBI segítségével.

LAPLACE: a LAPLACE ambiciózus, több platformottartalmazó ûrkísérlet, amely a Jupiterbôl és négy Gali-


lei-holdjából álló rendszert vizsgálja majd. A LAPLACEûrkísérlet három keringô egységet helyez pályára aJupiter-rendszerben abból a célból, hogy koordináltméréseket végezzen a Jupiter holdjain és légkörén,valamint magnetoszféráján. Az egyik ûrszondát azEuropa körül olyan poláris pályára állítják, ahol akeringési idô legalább néhány hónap lesz; vizsgáljákmég annak a lehetôségét is, hogy a hasznos tehertartalmazzon-e egy, az Europa holdra ejtendô kisebbtárgyat is. A második ûrszondát olyan pályára állítják,hogy a keringési idô megegyezzen az Europáéval, ésátjátszó állomásként szolgáljon majd az adatok tárolá-sához és továbbításához. A harmadik, tengelye körülforgó szonda a Jupiter magnetoszféráját vizsgáljamajd. A hasznos teher nagyszámú távérzékelô mû-szert (kamerákat, spektrométereket a gamma- és rönt-genhullámhossztól egészen a rádiótartományig, illet-ve magasságmérô radart és lézert, magnetométert,mikro-gradiométert, poranalizátort, tömegspektromé-tert, valamint rádió- és plazmahullámok mérésérealkalmas mûszereket) is tartalmaz. Tervezik az ûr-szonda VLBI-vel történô nyomon követését.

Ûrbázisú, hosszú távú kísérletek (2020+)

Probing Heliospheric Origins with an Inner Boun-dary Observing Spacecraft (PHOIBOS): a PHOIBOS atervek szerint a helioszféra eddig még nem tanulmá-nyozott, 0,3 csillagászati egységen belüli, a Nap felszí-nétôl három napsugárig terjedô területén végez majdrészletes vizsgálatokat. Fô tudományos célja annakvizsgálata lesz, hogy a Nap mágneses tere, illetve aplazma dinamikai sajátságai hogyan hozzák létre anapkoronát, a napszelet, valamint a helioszférát. E célelérése az egész asztrofizika számára a Rozetta-kôhözhasonló felfedezés lenne, amely lehetôvé tenné, hogymegértsük nemcsak a Nap által létrehozott plazma-környezetet, hanem a Világegyetemben bárhol talál-ható ûrplazmakörnyezetet, ahol forró, híg mágnesesplazma továbbít energiát, és gyorsít részecskéket a

legkülönbözôbb skálákon. Továbbá, minthogy azegyedüli közvetlen in situ mérés abban a tartomány-ban, ahol a Nap legpusztítóbb, nagyenergiájú részecs-kéinek egy része felgyorsul, a PHOIBOS egyedülál-lóan és alapvetôen hozzájárul ahhoz, hogy jellemezni,illetve elôre jelezni tudjuk a jövendô ûrkísérletek su-gárzási környezetét.

Záró megjegyzések

Az ASTRONET infrastrukturális útiterv megalkotásaúttörô, nagy kihívást jelentô és összetett feladat,amely Európa legfelkészültebb tudósainak, oktatói-nak és tudományos ügyintézôinek elkötelezettségétés szakmai felkészültségét igényelte.

Az ambiciózus tervek megvalósításához a pénzügyitámogatást adó szervezetek részérôl idônként határo-zott döntések kellenek az egyébként létezô berende-zések további üzemeltetésérôl is. Nincs kétség afelôl,hogy az elkövetkezô két évtizedben céljaink elérésé-re, elképzeléseink megvalósítására és ezen keresztülvezetô szerepünk megôrzésére, illetve növelésére to-vábbi jelentôs anyagi források bevonása szükséges, ésa munka a társadalom egészére is hatással van.

Ezért fontos, hogy az ASTRONET újult erôvel foly-tassa munkáját, együttmûködve az anyagi támogatástadó ügynökségekkel, illetve más szervezetekkel,hogy biztosítva legyen az Útiterv javaslatainak megva-lósulása, és segítséget nyújtson a jövôben a szükségesdöntések meghozatalához és az Európán belüliegyüttmûködéshez, koordinációhoz.

Ezen túlmenôen, az ASTRONET felhasználhatja azÚtitervet, hogy kormányzati szinten is hangsúlyozza acsillagászat jelentôségét és társadalmi hatását, nemutolsósorban pedig példát mutat az együttmûködésreEurópán belül és azon túl. A legtöbb nagy projektnemzetközi együttmûködést igényel Európán túl is, ésaz ASTRONET ebben a globális együttmûködésben issegítséget nyújthat.

PUSKIN UTCAI KVARKOK – I. ELTE, Atomfizikai TanszékPatkós András

Elôhang

1964-ben George Zweig, a CALTECH ifjú posztdoktorikutatója arról próbálta meggyôzni tudománytörténészkollégáját, hogy a részecskefizikában éppen akkor éséppen az ô folyosójukon tudománytörténeti jelentôségûdolgok történnek. A felsôbbrendû történészi válasz azvolt, hogy kortársak képtelenek megítélni, mi is a törté-nelmileg valóban fontos fejlemény. Csak hosszú évekmúltán kerülnek az események valódi helyükre. 2010-ben, a Murray Gell-Mann 80. születésnapja alkalmábólrendezett konferencián látta Zweig elérkezettnek az

idôt, hogy elmondja saját verzióját a kvarkhipotézis szü-letésérôl és „felcseperedésének” elsô éveirôl [1].

Hazánkban a majdnem-kortárs fizika történetével,bizonyára a fenti érvelés igazságát osztva, nem foglal-kozik a hivatásos tudománytörténet.1 Így ebben a cikk-

1 Nehezen igazolható állítás, mert a hazai tudománytörténetrôl atudomány nem vesz tudomást – Szerk.

ben magam vetemedem arra a szemtelenségre, hogy akvarkok felfedezéstörténetének 1968-ban kezdôdöttmásodik felvonását sajátos nézôpontból, a Puskin utcaelméleti fizikusainak szemszögébôl bemutassam.

PATKÓS ANDRÁS: PUSKIN UTCAI KVARKOK – I. 331

Nyilvánvaló a veszély, hogy Hamlet hôsi tragédiája

1. ábra. Az elsô, 1972-es balatonfüredi Neutrínó-konferencia hivatalos csoportképe. Az ülo sorban balról: T. D. Lee, G. L. Radicati, R. P. Feyn-man, B. Pontecorvo, Marx Gy., V. F. Weisskopf, F. Reines, C. L. Cowan és P. Budini.

kisszerû tanúinak, Guildensternnek és Rosencrantz-nak mintájára, szánandóan nevetségessé válok. Akvarkok története második korszakának Puskin utcaicselekménye kétségkívül mellékszálként indult. Ám akét stoppardi hôstôl eltérôen, szerencsére nem majd-nem-felfedezések, elszalasztott felismerések részeseilettünk. Munkánk figyelmet keltett, és az 1972-es ba-latonfüredi konferenciánkra szóló meghívást magátólértetôdôen fogadta el a történet számos fôszereplôje,köztük az új kvark-korszak két meghatározó apafigu-rája, Richard Feynman és Victor Weisskopf (1. ábra ).A szép emlékû Puskin utcai D-épület elsô emeleténekszemináriumi terme része lett a részecskefizika virtuá-lis világszínpadának.

Ebben a cikkben az átfogó történeti képbôl csak anélkülözhetetlen hátteret vázolom. Mentségemre szol-gáljon, hogy a részecskefizika érintendô jelenségei éselméleti modelljeik immár tananyagként ismertek. Akvarkok felfedezéstörténetének is van monográfiája[2], aminek megírására 1983-ban látta az idôt elérke-zettnek szerzôje. Mûvében egy alkalommal fordul elôaz Eötvös Egyetem neve (lásd alább). Én viszont úgylátom, hogy bôségesen van még feljegyzésre érdemeseredmény a Puskin utcában elvégzett kvarkfizikaivizsgálatok között. Alább egészen szélsôséges váloga-tási elvet alkalmazok, azaz kizárólag Eötvös-egyetemitársszerzôjû kutatási eredmények bemutatására korlá-tozódom. A történet nyomon követésének záróévét isszélsôséges szubjektivitással választottam: Kuti Gyu-la, akinek kezdeményezése nyomán vette kezdetét akvarkok Puskin utcai története, 1978-ban nyújtotta beA proton kvark-parton szerkezete címû értekezését afizikai tudomány doktora fokozat elnyerésére (lásdmég a cikk utolsó két mondatát! – a második részvégén a következô számban).

Igaza van az Olvasónak: létezik a Puskin utcán túlivilág történéseinek jelentôségét arányosabban láttatótörténete is az 1970-es évek részecskefizikájának. Ezviszont a mi verziónk, ami, amint Szilárd Leó megje-gyezte, „érdekes lehet a Mindent Tudó(k) számára” is.

Gell-Mann és Zweig kvarkjai

A történet egy olyan idôszakban indult, amikor azelektrodinamikát leszámítva nem hittek a kvantum-térelmélet alkalmazhatóságában. Ez magyarázzaGell-Mann kutatói magatartását, aki a kvarktereketmindig átmeneti jelleggel használta, csakúgy mint azismert elemi részek kvantumtereit. Több cikkébenfogalmazott a következôképpen: „A rendszer szim-metriatulajdonságai érvényesek lehetnek még azesetben is, ha a kvantumterek használata megalapo-zatlan.” A híres „Nyolcas út” javaslatában is hangsú-lyozta: „Nem kapcsolunk a barionokat alkotó l és Lrészecskékhez semmiféle fizikai jelentést. Az eddigielemzés csakis az unitér spin tulajdonságának a be-vezetését szolgálja.”

Mit is értett Gell-Mann unitér az spin fogalmán? Azizospin SU(2) algebrának ([Ij, Ik ] = iεjkl Il ) a ritkaság (S )és a barionszám (B ) összegébôl alkotott hipertöltésoperátorát (Y ) is tartalmazó bôvítésérôl van szó.Olyan bôvítést kell választani, amelynek két diagoná-lis generátora (két egyidejûleg határozott értéket fel-vevô fizikai tulajdonsága) I3 és Y. A feladat megoldásanem egyértelmû, a Yuval Ne’eman és Gell-Mann aján-lotta végsô nyertes az SU(3) háromdimenziós unitércsoportba történt beágyazás lett. A kvarkok ennek acsoportnak definiáló ábrázolásában a báziselemek.Ha a kvarkháromszöget önmagával párhuzamosanúgy toljuk el, hogy az origó valamelyik korábbi csúcs-


ba kerüljön, akkor az eltolt pontok is lehetséges I3 és

2. ábra. A mezon oktett kvantumszámainak visszavezetése a kvark-és az antikvark-triplett „összeadására”.

K 0 K +

K – K0–

ud–

I3 � C

h�h�=

ds– us–Y

A p0

p+p–

du–

su– sd–

B

3. ábra. A Zweig-szabályt illusztrálják a Φ-mezon ritka mezonokba(felsô diagram) és nem-ritka mezonokba (alsó diagram) történôbomlása kvantum-kromodinamikai leírásának legalacsonyabb ren-dû Feynman-diagramjai. A szaggatott vonalak az erôs erôtér kvan-tumait, a gluonokat jelzik. A kvarkokat és antikvarkokat ismertszimbólumaik mutatják.

s

s

s–

s–g

g

g

s

d

d–

u–

u–

u

u

s–

K –

K +F

F

�

�

�

� p+

r-

Y értékeket mutatnak, amelyek az eredeti és az eltoltháromszög megfelelô koordinátáinak összeadásávalkeletkeznek. Az összes csúcspontba történt eltolássalmegtalálhatjuk a két kvarkból additívan felépíthetôösszes, úgynevezett dikvark -állapotot. A természet-ben sem kvark-, sem dikvark-állapotok nem figyelhe-tôk meg. A megfigyelt barionok unitér tulajdonságai 3kvark kvantumszámainak összeadásával kombinál-hatók ki, a mezonok esetében a kvarkháromszög ésaz abból centrális tükrözéssel keletkezô antikvark-háromszög „összeadása” a jó recept. Ezt a receptetillusztrálja a 2. ábra, amelyen középen a kvarkok há-romszöge látszik, amelyre a három csúcspontot kö-zéppontként használva ráültetjük az antikvark-három-szöget. Az így keletkezô állapotoknak megfeleltetettpszeudoskalár mezonokat mutatja az ábra jobb olda-la. A háromszorosan elfajult origóbeli állapotokból amezon-oktett két eleme mellett egy SU(3) szinglett-mezon is kikeveredik (η′).

Magyarázatot arra, hogy milyen kombináció létez-het és milyen nem, abban a korszakban nem találtak.Miután a kvarkok a nemlétezô multiplettek közé so-rolhatók, Gell-Mann az elemi részecskék rendszerezé-sét segítô közbensô objektumokként értelmezte ôket.Ezt a következô kulináris hasonlattal érzékeltette:„…az erôsen kölcsönható részecskék olyan elméletétfogalmazzuk meg, amely létezhet vagy sem, de min-denképp alkalmas algebrai összefüggések származta-tására. Ezután az algebrai szimmetriákat posztuláljukés a modellt magát eldobjuk. Az eljárás a franciakonyhamûvészetben néha alkalmazott módszerhezhasonlatos: egy darab fácánhúst két borjúszelet közöttfôznek, amelyeket végül eldobnak.”

Zweig „földhözragadtabb” szemlélettel közelítettemeg a kvarkok szerepét. Nagyjából a nukleonok tö-megének harmadával rendelkezô, valósan létezô al-kotórészeket képzelt el, amelyeknek kis(!) kötésienergiájú („atomfizikai”) kötött állapotai a megfigyeltbarionok. Persze a „konsztituens kvarkok” megfigyel-hetetlensége magyarázatra várt. Ugyanakkor a kvar-kok tömegeinek és saját perdületeinek additivitásátposztulálva sikeres jóslatokat lehetett építeni a ba-rion- és mezon-rezonanciák tömegspektrumára ésmágneses momentumaikra.

A konsztituens kvarkfelfogás e közismert eredmé-nyei helyett itt a cikk késôbbi részében is hasznosít-ható alkalmazását idézem fel. 1963-ban Zweignek a

kvarkokhoz vezetô útja a Φ-mezon felfedezését beje-lentô közleménnyel indult. Feynman doktorandu-szának az a furcsa körülmény tûnt fel, hogy ez anagyjából 1020 MeV/c2 tömegû mezon nem bomlikel ρ- és π-mezonra, amelyek össztömege kerekítve920 MeV/c2. Domináns bomlási módusa a K –anti-Kbomlás, annak ellenére, hogy az össztömeg ez eset-ben jóval nagyobb, majdnem 1000 MeV/c2. Általábanigaz, hogy a bomlás valószínûsége annál nagyobb,minél nagyobb a különbség a bomló részecske tö-mege és a bomlástermékek össztömege között (mi-nél nagyobb a bomlástermékek rendelkezésére állófázistérfogat).

Tehát a várakozás éppen a tapasztalattal ellenkezôvolt. Zweig a paradoxon feloldására valamiféle kivá-lasztási szabályt keresett. Ismert volt, hogy a kvark-modell szerint a ρ és π nem tartalmaz ritka kvarkot,míg a kaon d–anti-s, az anti-K pedig s–anti-d kötöttállapotnak képzelhetô. Zweig s–anti-s kötött állapot-ként sorolta be az új mezont. Ekkor a kizárólag nem-ritka kvarkokból felépülô mezonokba bomlásnál elô-ször is a ritka párnak annihilálódnia kell, majd párkel-téssel létrejövô két nem ritka párból áll össze a végál-lapot. A K–anti-K végállapotnál viszont sokkal egy-szerûbb forgatókönyvvel, egyetlen pár keltésével ki-alakulhat a végállapot kvarktartalma. Az általa felállí-tott Zweig-szabály kimondja, hogy minél több annihi-lációs/párkeltési lépésben alakul ki a végállapot, an-nál kisebb bekövetkezésének a valószínûsége. A 3.ábrán látható a két reakció Zweig-diagramjának kissémodernizált változata. A két folyamatot a QCD-benközbensô (virtuális) gluonok kisugárzása és részecs-kepárba alakulása modellezi (a közbensô gluonokatszaggatott vonallal ábrázoljuk), és a Zweig-szabálykvalitatív magyarázatát a minimálisan szükséges köz-bensô gluonok számának különbsége (a perturbáció-számítás eltérô rendje) adhatja.

Az 1960-as években a kutatók Gell-Mann vagy Zweigmegközelítését aszerint alkalmazták, hogy melyik egye-zett jobban a tapasztalattal. Egységes kvarkelmélet nemalakult ki az évtized végéig.


4. ábra. Az elektron-proton mélyen rugalmatlan ütközés Feynman-diagramja.

E1

E2

q

p

m

q

5. ábra. A mélyen rugalmatlan szórás hatáskeresztmetszeténekcsökkenése az átadott négyes impulzus növekedésével sokkal las-sabb, mint a rugalmas szórásé.

–

–

–

–

–

q = 10°

1

10

10

10

10

–1

–2

–3

–4

Mo

tt-h

atás

kere

szte

met

szet

rugalmas szórás

q c2 2(GeV/ )

– – – – – – – –

0 1 2 3 4 5 6 7

W

W

W

= 2 GeV= 3 GeV= 3,5 GeV

A mélyen rugalmatlan elektron-proton szórásértelmezése a partonmodellben

A proton kiterjedt szerkezetét letapogató stanfordikísérlet tervezésekor és az adatok értékelése elsô sza-kaszában a késôbb Nobel-díjjal jutalmazott SLAC-MITkísérlet résztvevôinek gondolkodásában nem kapottszerepet a kvarkhipotézis. A 4. ábrán látható kvan-tum-elektrodinamikai diagrammal dolgoztak, amikoraz elektron pontszerû és a proton kiterjedt elektro-mágneses áramsûrûsége között kicserélt foton való-sítja meg a kölcsönhatást.

A foton révén közölt térszerû négyesimpulzus (q, q2

< 0) olyan nagy, hogy „felrobbantja” a protont. A pro-tontörmeléket nem, csak a csökkent energiájú elekt-ront észlelik, és az impulzusátadás mellett másik füg-getlen adatként az elektronnak a proton tömegénélszintén sokkalta nagyobb energiaveszeteségét mérik(ν = E1 −E2). Az 1968-as bécsi világkonferencia nagyszenzációja az volt, hogy a rugalmas elektron-protonütközés korábban kimért gyorsan csökkenô differen-ciális hatáskeresztmetszetével szemben ez esetbensokkal lassúbb volt a csökkenés (lásd 5. ábra ).

Pickering „történelemkönyve” szerint a kísérleti fizi-kusok nem is tudták adataikat mindaddig rendszerezni,míg James Bjorken nem javasolta nekik, hogy a kirepü-lô elektron iránya és energiája szerinti differenciálishatáskeresztmetszetben a proton ismeretlen elektro-mágneses szerkezetét képviselô két úgynevezett szer-kezeti függvényt – a W1(q

2,ν)-t és a νW 2(q2,ν)-t – ne

tekintsék kétváltozósnak, hanem próbálkozzanak akísérletileg mért értékeknek az ω−1 = −q2/(2Mproton ν)változó függvényében történô ábrázolásával. Ezek afüggvények a szórt elektron energiája és kirepülésiiránya szerinti kétszer differenciális hatáskeresztmet-szetben az úgynevezett Mott-hatáskeresztmetszetetszorzó tényezôben fordulnak elô:

Ezek a Lorentz-invariáns függvények eredetileg a pro-

d 2 σdΩ dE2

=dσMott

dΩ⎡⎢⎣

⎤⎥⎦

W2 (q 2, ν) 2 tan⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

Θ2

W1 (q 2, ν) .

ton elektromágneses áramsûrûségeivel képzett kom-mutátornak az α polarizációs állapotra átlagolt mátrix-elemei Fourier-transzformáltjában jelennek meg:

A Bjorken-skálázásnak nevezett fontos észrevételre

W Sμν(P, q) =

= 12 α ⌡

⌠d 4 ye iqy P,α [ j protonμ (y ), j proton

ν (z = 0) ] P, α =

=⎛⎜⎜⎝

⎞⎟⎟⎠

qμ qν

q 2gμν 4 π M W1 (q 2,ν)

1M 2

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

PμP q

q 2qμ

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

PνP q

q 2qν 4 π M W2 (q 2,ν).

Bjorken technikailag nehéz, alig hozzáférhetô meg-fontolásokból jutott, amelynek kiindulását a késôb-biekkel való kontrasztos összevetés érdekében alábbmegkísérlem vázolni. A W S

νμ tenzort definiáló Fourier-transzformált fázisfaktorának exponensét a protonnyugalmi rendszerében a virtuális foton impulzusátalkalmasan parametrizálva egyszerûsíthetjük: q =(q0 =ν, q=qe3). Feltételezzük, hogy az impulzusátadásés az energiaveszteség egyaránt nagyon nagy, miáltalmindkét komponens nagyon nagy lesz, viszonyukrapedig lineáris rendig fennáll, hogy

A Fourier-transzformáció integrandusa fázisfaktorá-

q →q0

Mproton

ω.


nak fázisszöge ebben a vonatkoztatási rendszerben

6. ábra. A virtuális fotont (γ) a proton kvark alkotórészeinek egyikenyeli el (az ábra szerint éppen a d -kvark). A hatáskeresztmetszetennek abszolútérték négyzetével arányos, amelynek két tényezôjéta függôleges szaggatott vonal két oldalán lévô ábrarészek jelzik. Ateljes ábra a virtuális foton elôreszórási amplitúdója képzetes részé-nek felel meg.

u

u

d

u

u

d

g g

alakban is írható. A fázis lassú változásának követel-

q0 q y0 y3 q0 q y0 y3

2

ményébôl olvasható le az integrálba lényeges járulé-kot adó tartomány:

A két tartomány méretének összeszorzásával adódik a

y0 y3 ∼ ωMproton

,

y0 y3 ∼ 12 q0

.

virtuális foton elôreszórási amplitúdójába járulékotadó áramsûrûségek négyes távolságára az

becslés. Bjorken ezzel arra a következtetésre jutott,

y 2 ∼ ω2 Mproton q0

→0

hogy a kísérletet jellemzô határesetben a fénykúpközelében nyerünk ismeretet a proton elektromágne-ses áramsûrûség-operátorainak kommutátoráról. Eb-ben a tartományban dolgozta ki az áramok kommutá-toralgebrájának viselkedését, és jutott a skálázás je-lenségének elôrejelzésére.

Ebbôl nem lett volna tudománytörténeti fordulatRichard Feynman nélkül. Feynman mutatott rá, hogya skálázás roppant egyszerûen következik, ha feltéte-lezzük a proton pontszerû alkotórészeinek létét. Par-tonmodell je nem a nyugvó, hanem a nagy impulzus-sal repülô proton vonatkoztatási rendszerében írja leaz ütközést. Feltételezett alkotórészei, a partonok ateljes négyes impulzus egy töredékét szállítják:

A folyamat elektromágneses része az elektron és a

pparton = x Pproton, 0 < x <1.

parton rugalmas ütközése. A zárószakaszban zajlik ameglökött parton és a visszamaradottak közötti erôskölcsönhatás, amely a parton-végállapotot átalakítja alétezô elemi részecskékbe. Miután ezt a részt nemfigyelik meg, elegendô a partonszinten jellemezni avégállapotot (az is teljes rendszert alkot).

A virtuális fotonnal „megrúgott” parton négyes im-pulzusa

A partonról feltehetô, hogy invariáns tömege kicsi az

pparton′ = x Pproton q.

elôforduló energiákhoz képest, ezért a végállapotiparton négyes impulzusának négyzetére a

közelítés írható. Elvégezve a négyzetre emelést és a

pparton′ 2 ≈ 0

kezdô parton impulzusnégyzetére is ezt a feltételtalkalmazva, az

feltételre jutunk. A proton és a virtuális foton négyes

x Pproton q q 2 ≈ 0

impulzusainak skalárszorzatára azonnal kapjuk, hogy2Mprotonν az értéke, amibôl az ütközésben résztvevôparton impulzushányadára az x = ω−1 érték adódik. AFeynman-javasolta képben tehát az elektron rugalma-san szóródik az ω−1 impulzusrészt hordozó partonon. Apontszerû töltött objektumok szórását jellemzô Mott-hatáskeresztmetszet méri a parton elektromos töltés-négyzetét, amit a partonok G(ω−1) eloszlásfüggvényévelsúlyozva, inkoherensen adnak össze. A szórt elektronegy kiválasztott adatpárjához egyetlen x érték ad járulé-kot, azaz nemcsak, hogy azonnal adódik a Bjorken-skálázás, de a hatáskeresztmetszet mérésével a protonbelsô szerkezetét jellemzô G (ω−1) is kimérhetô.

Feynman kezdetben nem azonosította a partonokata kvarkokkal. Látta, hogy a töltés kimérhetôsége mel-lett olyan relációk is megjelennek a modellben, ame-lyek információt szolgáltatnak a partonok spinjérôl is.A kvantum-elektrodinamika alapelveinek alkalmazá-sával az úgynevezett optikai tétel alapján megérthetô,hogy e folyamat hatáskeresztmetszete a virtuális fotonés a proton Compton-elôreszórási amplitúdójánakképzetes részével arányos (6. ábra ). Ezért a hatáske-resztmetszet képlete a longitudinális (L ) és transzver-zális (T ) virtuális fotonok abszorpciós hatáskereszt-metszeteivel is kifejezhetô:

(ebben a képletben a szórt elektront jellemzô K, Γ és

d 2σdΩ dE2

= Γ σT ε σL ,

σL = 4 π αK

⎡⎢⎣

⎤⎥⎦

W2

⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

1 ν2

q 2W1 ,

σT = W1 (q 2, ν)

ε mennyiségek részletes alakja nem fontos). Ha alongitudinális virtuális foton járulékát számolják ki askálázási tartományban a Compton-elôreszóráshoz,akkor ½-spinû összetevôk esetén erre zérus adódik,ami a kísérleti adatok megfelelô kombinációjával el-lenôrizhetô. Más szóval, az a várakozás, hogy νW2

skálafüggvénye feles spinû partonok esetén arányoslesz W1-gyel.

Kuti Gyula, az ELTE Elméleti Fizikai Tanszékének28 éves adjunktusa a bécsi világkonferencia élményemellett megkapta Bjorken és diákja Emil Paschos rö-


vid cikkét, amelyet rosszmájú kommentátorok Feyn-man jegyzetfüzetének kivonatolásaként „értékeltek”.Amikor Gyuszi 1969 elején diplomamunka-témát java-solt számomra, ezt a rövid cikket adta át, hogy GálfiLászlóval közösen tanulmányozzuk. Azt javasolta,hogy a skálázás hipotézise alapján tegyünk elôrejel-zést egy jövôbeli kísérlet eredményére, amelybenpolarizált elektronnyalábot szóratnak polarizált pro-toncéltárgyon.

A Feynman-modell egyszerû alapgondolata közért-hetô minden térelméleti képzettség nélkül is. A mikorosztályunkat a kvantum-elektrodinamika nem-relativisztikus változatára tanították az egyetemen, ésa gyenge kölcsönhatás Fermi-féle elmélete meg azerôs kölcsönhatások térelmélet-mentes S -mátrix ala-pú elemzése miatt semmiféle egységes kép nem voltötödéves koromra a fejemben az elemi kölcsönhatá-sokról. Térelméleti technikákat szinte nem ismertem,így Bjorken cikkével igencsak meggyûlt a bajom. Apartonmodell szemléletessége viszont bátorított. Iga-zán szerencsém volt: elsôosztályú fizikához közelít-hettem hiányos technikai eszközeimmel!

Elsô cikkünk [3] öszvérjellegû volt. A nagyenergiásütközések S -mátrix elméletének akkor divatos úgyne-vezett Regge-analízisét végeztük el a virtuális foton ésa proton ütközésére, kiterjesztve az elemzést a polari-zált esetre. A Regge-határeset valójában rögzítettfoton-„tömeg” melletti nagyenergiás határviselkedés,ami az ω−1 ≈ 0 tartománynak felel meg, ezért a skálá-zási tartományra (visszatekintve) inkább spekulatívkövetkeztetéseink voltak. De a témaválasztás úttörôvolt és a cikk jelentôs visszhangra talált. 1970-benGnädig Péter jelentkezett új diplomamunkásnak, és atanszék tudományos munkatársai közül NiedermayerFerenc is csatlakozott a társasághoz. Eredményeinkazt követôen jelentek meg rendszerezett cikk [4] for-májában, amikor Kuti 1970-ben a kijevi világkonfe-rencián azokat, nagy figyelmet keltve, elôadta (a meg-jelenés éve az akkori nyomdai átfutásnak megfele-lôen: 1972). Ötösfogatban dolgozva fokozatosan fel-fogtuk az áramkommutátorok fénykúp-szingularitá-sainak térelméleti hátterét [5], miközben egyre bátrab-ban használtuk a partonmodellt is a spinfüggô hatás-keresztmetszet részletes elemzésére.

A publikálás ügye messzirôl nézve nem is volt sietôs,mivel az eredményeket Kutinak az 1970/71. akadémiaiévben elért nagyszámú más eredményével egyetembenmár világszerte ismerték. Gyuszi Victor Weisskopfmeghívására és Marx György támogatásával kapottegyéves szabadságot az ELTE-rôl. Ennek a tanulmány-útnak egy fenomenológiai alkalmazásra kiváló parton-modell részletes kidolgozása lett az eredménye. EzKuti–Weisskopf-modell [6] néven szerepel az irodalom-ban, és hivatkozásainak száma jócskán meghaladja afélezret. A modell a QCD-alapú „jet”-számolások kifej-lôdéséig a nagyenergiás, nagy rugalmatlanságú folya-matok elemzésének domináns keretét adta.

A modell két tekintetben lépett túl Feynman eredetiverzióján. A háromféle kvark (és antikvark) elôfordu-lási valószínûségeloszlását ekkorra már felbontották a

proton kvantumszámait kiadó valenciakvarkok éstengerkvarkok eloszlására. Ez azt jelenti, hogy a pro-tonban nemcsak 3-kvarkos, hanem további kvark-antikvark párokat tartalmazó konfigurációk is elôfor-dulhatnak. Az utóbbiakra a fázistérben egyenletes,relativisztikusan invariáns sûrûséget tételeztek fel. Avegyértékkvarkok esetében ezt az eloszlást megszo-rozták a kis x -re Regge-aszimptotikát biztosító ténye-zôvel. Az SU(3) invariáns eloszlású tengert alkotókvark-antikvark párok a skálaváltozó nullához közeli,a vegyértékkvarkok pedig az x = 1-hez közeli tarto-mányban dominánsak.

Ez a felbontás konkrét, néhány illeszthetô paramé-tert tartalmazó kvarkeloszlásokat generált. A másikmódosítást az eredeti, kizárólag kvarkösszetevôketfeltételezô változattal jelentkezô gondok követeltékmeg. Ugyanis a kimért eloszlásfüggvények momentu-maival kiszámolható a kvarkok által hordozott impul-zushányad várható értéke, ami 2/3 körüli értéket su-gallt. A hiány pótlására a szerzôk a kvarkok közöttierôs erôtér feltételezett kvantumai, gluonok figyelem-bevételét javasolták a proton impulzusát hordozóalkotórészek között. A gluonokra is a tengerkvarkok-ra feltételezett eloszlást vettek fel, egy újabb, a kísér-leti adatok illesztésével meghatározható amplitúdótvezetve be jellemzésére. Így végül a következô elosz-lásfüggvényekre jutottak:

Itt g, g ′ és α(0) illeszthetô paraméterek. Ezekkel a

Gu/d, valence (x ) = Γ g g ′ 3 1 α(0)

Γ 1 α(0) Γ g g ′ 2 1 α(0)

x α(0) (1 x ) 1 g g ′ 2 1 α(0) ,

Gu/d/s, sea = 13

x 1 (1 x ) 1 g g ′ 3 1 α(0) ,

Ggluon (x ) = 3 g ′g

Gkvark, sea (x ).

következô kifejezéseket kapták az alaktényezôk par-tonmodellbeli értékére (eq a q kvark elektromos tölté-sét adja az elemi töltés arányában):

F p (ω) = ω 1 2 e 2u G p

u, valence ω1 e 2

d G pd, valence ω

1

e 2u e 2

d e 2s Gq, sea ω

1 ,

(Az R hányados aszimptotikus eltûnése a partonok

νW p2 q 2, ν = F p (ω),

2M ω 1 W1 q 2, ν = νW2 q 2, ν ,

R =σL

σT

= 2Mνω

→0.

fent emlegetett feles spinû természetét tükrözi.)


A modell fizikatörténeti értékelésére legegyszerûbb

7. ábra. A két ütközô hadront alkotó egy-egy kvark-parton annihi-lációjából keletkezik egy μ+μ− pár. Alul a pár invariáns tömege függ-vényében mért hatáskeresztmetszetet és a partonmodell jóslatát le-het összevetni.

m–

m+

x1x2

Q x x s21 2=

–

–

–

–

–

–

–

–

–32

–33

–34

–35

–36

–37

–38

–39

M cmm (GeV/ )2

– – – – – – – – – – – – – –

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1211 13

lg/

(cm

/GeV

/)

dd

mc

sm

m2

2

S = 2500 GeV2

S = 900 GeV2

a)

b)

idéznünk Pickeringet: „Az MIT két elméleti fizikusa,Victor Weisskopf és Julius Kuti (a budapesti EötvösEgyetemrôl érkezett vendégkutató) komolyan vette agluonok ideáját és 1971-ben részletes modellt alkottaka szerkezeti függvényekre. Feltételezték, hogy a gluo-nok elektromosan semlegesek és ezért közvetlenülnem járulnak hozzá az elektronok szórásához. Azon-ban részben hordozzák a proton, illetve a neutron im-pulzusát. Tehát a gluonok, mint a nukleonok fontos, deláthatatlan alkotórészei szerepelnének a kísérletekben.A gluonkomponens feltételezése csökkentette a struk-túrafüggvényeket. A kvarktenger kvark-antikvark pár-jaihoz hasonlóan a gluonkomponens is szabad paramé-ter volt a Kuti–Weisskopf-modellben, és ezzel a továbbiinterpretációs szabadsággal élve a SLAC-adatokkal»eléggé meggyôzô egyezést« sikerült elérni.”

Figyelemre méltó Kuti és Weisskopf óvatos konklú-ziója: „A νW2 skálázása nem bizonyítja a pontszerûalkotórészek létezését, de a pontszerû alkotórészekszükségszerûen vezetnek a skálázáshoz.” A pontszerûalkotórészek létének elfogadásához az szükséges,hogy a jelenségek jóval szélesebb körében egysége-sen egyetlen modellel értelmezhessük a tapasztala-

tokat. Ennek érdekében a szerzôk modelljüket továb-bi három, már futó vagy akkor tervezett kísérletre isalkalmazták.

Közös munkánk szempontjából a legfontosabb azvolt, hogy a spinre átlagolt elektronok polarizálatlanhidrogén és deutérium targeten végzett szóráskísérle-teinek adataival rögzített eloszlásfüggvényekkel Kutielvégezte a spinfüggô hatások skálahipotézissel törté-nô elemzését is. Kiszámította a párhuzamos és antipa-rallel elektron-nukleon polarizáció esetében végzettkísérletek hatáskeresztmetszeteit jellemzô aszimmet-riát. Ebben a kísérletben az elektromágneses áramsû-rûségek kommutátorának ellentett polarizációjú álla-potokbeli mátrixelemeinek különbségét jellemzôalaktényezôk – d (q2,ν) és g (q2,ν) – mérhetôk meg:

Az aszimmetria a d és g függvényekkel adható meg:

W Aμν (P, q ) =

= 12 ⌡⌠ d 4 y e iqy P, α [ j proton

μ (y ), j protonν (z = 0)] P, α

(α → α) =

= εμνρσ q ρ ασ d q 2, ν (α q) εμνρσ q ρ Pσ g q 2, ν .

További alkalmazásként kiszámították a proton-proton

A = dσ↑↓ dσ↑↑

dσ↑↓ dσ↑↑=

= 1π

M 1 E1 E2 cosΘ d q 2, ν

4 W1 q 2, ν 2 cot⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

Θ2

W2 q 2, ν

1π

E1 E2 E1 E2 cosΘ g q 2, ν

4 W1 q 2, ν 2 cot⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

Θ2

W2 q 2, ν.

nagyenergiás szórásban egy kvark és egy (tengerbeli)antikvark annihilációjából keletkezô μ+μ− pár keltésihatáskeresztmetszetét is. Ezt a 7.a ábrán látható reak-ciót azonban nem sikerült jól leírni. A müonpár invari-áns tömegének 3–5 GeV tartományában a hatáskereszt-metszetben Leon Lederman csoportja által mért „váll”(lásd 7.b ábra ) magyarázatával Gálfi és Reinhard Kö-gerler bécsi kollégánk közös cikke is próbálkozott [7].A valódi magyarázat 1974-ben végül történelemalakítószerepet kapott (lásd a cikk második részét!).

Harmadik alkalmazásként a neutrínók mélyen ru-galmatlan szóródását vizsgálták nukleonokon. Ebbena reakcióban a neutrínó mai megfogalmazásban egykemény virtuális W -bozont bocsát ki, és annak elnye-lése „robbantja fel” a nukleont. A kinematika teljesenhasonló az elektron-proton ütközéséhez, pusztán astrukturális függvények megjelenésének módja más.Az újonnan megjelenô W3(q

2,ν) tükrözi a gyenge köl-csönhatás paritássértô tulajdonságát, elôjelében akülönbséget az antineutrínó (+), illetve a neutrínó (−)szórásánál fellépô paritássértô hatás okozza:


Az alaktényezôkre az elektron-proton szóráshoz ha-

dσweak

dν dQ 2=

=G 2

F

2 π M 2

E2

E1

⎡⎢⎣2 sin2 ⎛

⎜⎝

⎞⎟⎠

Θ2

W1 q 2, ν cos2 ⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

Θ2

W2 q 2, ν ±

⎤⎥⎦

±E1 E2

2 Msin2 ⎛

⎜⎝

⎞⎟⎠

Θ2

W3 q 2, ν .

sonló skálázó alak vezethetô le:

A gyenge kölcsönhatás Fermi-elméletét a kvarkok

1M 2

ν W2,3 q 2, ν →F2,3 (ω),

W1 q 2, ν →F1 (ω).

szintjén alkalmazva, az elektron-nukleon kölcsönha-tásból meghatározott kvark-eloszlásfüggvényekkelszámszerû jóslatot lehetett tenni például a ν N -szórásteljes hatáskeresztmetszetére, ami ésszerûen egyezetta CERN-ben és az Argonne Nemzeti Laboratóriumbannyert buborékkamrás adatokkal, annak ellenére, hogya kísérletet nem korlátozták a skálázó tartományra.

Kunszt Zoltán, az ELTE Atomfizikai TanszékénekDubnában dolgozó munkatársa Vesztergombi György-gyel (KFKI) együttmûködésben már 1970-ben foglal-kozott a skálázási hipotézis következményeivel aneutrínó-nukleon kölcsönhatásokban. A kozmikussugárzással keltett részecskék bomlásából származóneutrínók mélyen földalatti detektorokkal történt ész-lelési adatainak elemzését Marx György javasoltaKunszt egyetemi doktori disszertációja témájául. Akalandos sorsú, preprint alakban maradt munka [8]úttörô eredményeinek teljesebb összefoglalására csak1972-ben került sor, amelyet végül 1974-ben jelente-tett meg az Acta Physica Hungarica [9].

Az atmoszférikus neutrínók fluxusából számítottneutrínó-nukleon hatáskeresztmetszet korábbi elem-zéseivel szemben Kunszt beépítette a skálázási hipo-tézist a detektáláskor keletkezô müonok fluxusátmeghatározó képletbe. A kísérletekbôl kiolvasható adetektált müonoknak az anya-neutrínóhoz viszonyí-tott energiahányada, amelynek definícióját alább ad-juk meg, hozzátéve a skálázási hipotézisbôl adódóértékét korlátozó egyenlôtlenséget, amelyet a skála-függvények integráljai határoznak meg:

k =Eμ

Eν

= 1σp Eν

⌡⌠Eν

0

Eμ

Eν

dσdEμ

dEμ ,

0,5 < k =8 K1 /K3 ± 3 K2 /K3

12 4 K1 /K3 ± 8 K2 /K3

< 0,75 ,

K1,3 = ⌡⌠∞

1

dωω 3

F1,3 (ω) ,

K2 = ⌡⌠∞

1

dω2ω 2

F2 (ω) .

A k mennyiség mérésekbôl becsült értékei mind a fentikorlátok közé estek!

Térjünk vissza a spinfüggô hatásokhoz. A kísérletrevonatkozó jóslatokat, beleértve a budapesti csoportmunkáját is, Kuti Gyula a II. Polarizált Céltárgy Nem-zetközi Konferencia felkért elôadásában 1971. szep-tember elején foglalta össze [10]. Érdemes megjegyez-ni, hogy az elemzés elsô lépcsôjében a Gell-Mannáltal javasolt, úgynevezett fénykúpalgebrai megköze-lítésben elemezte a spinfüggô hatások skálázási tulaj-donságait. Ez a kvarkok létezésének kérdésében elke-rüli az állásfoglalást. A kvarkmodell szimmetriatulaj-donságaira korlátozódó szemléletnek megfelelôen,kizárólag a kvarkokból képezett áramsûrûség-operá-torok felcserélési relációinak a fénykúp közelébenmutatott szinguláris viselkedését fogadta el és hasz-nálta a spinfüggô szerkezeti függvények viselkedésé-nek megszorítására. Az aszimmetriát meghatározókombinációjukra úgynevezett összegszabályt (a skála-változó szerinti integrált) is származtatott a fénykúp-algebra segítségével, aminek számértékét azonban akvarkeloszlások részletei nélkül nem lehetett megha-tározni.

A következô elemzési fokozatban a Kuti–Weiss-kopf-partonmodellt is használta számításaiban. Azttalálta, hogy a spinfüggô effektusok kizárólag a valen-ciakvarkok járulékából adódnak. Sikerült a spinfüggôhatás erôsségét jellemzô összegszabály-integrál szám-értékére is jóslatot tenni. A kvarkáramok algebrájánaklényeges összefüggését a skálajóslattal és az összeg-szabállyal a következô képletsor foglalja össze:

A relativisztikus impulzuseloszlást szorzó tényezôként

ji (0, x ), jk (0, 0) = 2 i εikl j5,l (0, 0) δ 3(x ),

P α jμ5 P α = 2 M Z αμ,

12π ⌡

⌠1

0

dx ν d q 2, ν M ν g q 2, ν = Z ,

ν d q 2, ν M ν g q 2, ν → 10 π9

Gd, valence ,

ν2 g q 2, ν →0,

12 π ⌡

⌠1

0

ν d proton q 2, ν = 59

.

a nem-relativisztikus konsztituens modell (spin-unitérspin) algebrai szerkezetét vette át. Ezzel lehetôségnyílt adott energiájú elektronnyaláb és szórásszögesetén az aszimmetriára tett részletes elôrejelzés kiraj-zolására (8. ábra ).

A spinfüggô effektusok izgalmas alkalmazási lehe-tôségét kínálta a proton kiterjedt szerkezetébôl szár-mazó polarizálhatósági korrekció a hidrogén alapálla-poti hiperfinom felhasadásához. A mérések és a pro-ton polarizálhatóságát nem tartalmazó kvantumelekt-rodinamikai számítások 2,4 ppm pontosságú egyezé-se nagyon megszorítja a járulék elfogadható nagysá-


gát. Az egyezést esetleg „elrontó” polarizációs járulék

8. ábra. A spinfüggô elektron-proton mélyen rugalmatlan szórásaszimmetriájára a Kuti–Weisskopf-partonmodellbôl számított jóslata skálaváltozó függvényében.

–

–

–

–

–

q = 12°

q = 18°

0,4

0,3

0,2

0,1

0

– – – – – – – – – – – – – – – – –

0 5w

10 15

E1 = 10 GeV

E1 = 10 GeV

aszi

mm

etri

a

jelentôsége az lehetne, hogy megkövetelne nem-elektromágneses eredetû további korrekciókat (új fi-

zikát). Miután a polarizációs járulék kifejezésében aspinfüggô szerkezeti függvények integráljai szerepel-nek, ezek modelljét használva Gnädig és Kuti 1972-ben a spinfüggô szerkezeti függvényekre érvényesegyenlôtlenségek alapján szoros alsó és felsô korlátottudott levezetni [11], amely belül maradt a kísérletihiba által megengedett tartományon.

Az 1972-es balatonfüredi konferenciára szóló meg-hívást Weisskopf a Kutival folytatott kiemelkedôeneredményes együttmûködése okán természetes mó-don fogadta el. A másik meghíváshoz alapot adó is-meretség éppen a Polarizált Céltárgy konferenciáhozköthetô: az elôadását követô napon az elôadóterem-hez igyekvô Gyuszi mellé a liftbe beszállt egy orosz-lánsörényû úr, és azonnal hozzáfordult: „I am DickFeynman”…

Irodalom1. G. Zweig: Memories of Murray and the Quark Model. arXiv:

1007.0494 [physics.hist-ph]2. A. Pickering: Constructing Quarks (A Sociological History of

Particle Physics). Univ. of Chicago Press, 1983.3. L. Gálfi, J. Kuti, A. Patkós, Phys. Lett. 31B (1970) 465.4. L. Gálfi, P. Gnädig, J. Kuti, F. Niedermayer, A. Patkós, Acta

Phys. Hung. 31 (1972) 85.5. P. Gnädig, F. Niedermayer, Nucl. Phys B55 (1973) 612.6. J. Kuti, V. F. Weisskopf, Phys. Rev. D4 (1971) 3418.7. L. Gálfi, R. Kögerler, Phys. Letters 36B (1971) 218.8. Z. Kunszt, G. Vesztergombi, JINR Report No. E2-5092, 1970.9. Z. Kunszt, Acta Phys. Hung. 35 (1974) 3.

10. Julius Kuti: Deep inelastic scattering of polarized leptons frompolarized nucleons. MIT Center for Theor. Phys. Pub. No. 234.

11. P. Gnädig, J. Kuti, Phys. Letters 42B (1972) 241.

ELEKTROSZTATIKUS ELEKTRONSPEKTROMÉTEREKFEJLESZTÉSE AZ ATOMKI-BAN ATOMKI

Varga Dezsô hetvenedik születésnapjára rendezett szemináriumonelhangzott elôadás írott változata.

Kövér Ákos

Az ATOMKI-ban az 1960-as években a Berényi Dénesáltal vezetett Magspektroszkópiai Osztály egyik fontoskutatási területe az atommag és elektronjai közötti köl-csönhatás vizsgálata volt [1]. Az atommag gerjesztettállapotából általában egy γ-kvantum kibocsátásávaljuthat alacsonyabban gerjesztett állapotba vagy alapál-lapotba. Ezzel párhuzamosan egy másik folyamat islejátszódhat, amikor a mag ezt az energiát közvetlenülegy atomi elektronnak adja át. Ezeket a kirepülô elekt-ronokat belsôkonverziós elektronoknak nevezzük. Azelektronok energiája függ a magátmenet energiájától ésaz elektron kötési energiájától. A mért adatokból követ-keztetni lehetett a magátmenet jellemzôire. Kutatásainksorán sajátépítésû, nagyfeloldású permanens mágnesessávspektrográf segítségével vizsgáltuk az atom külön-bözô – elsôsorban magasabb (M, N, O) – elektronhéjá-ról származó elektronjait.

A hetvenes évek elején az érdeklôdés a kisenergiájúmagátmenetek (< 20 keV) irányába fordult. Világszerteebben az idôben kezdôdtek el a fotoelektron-spekt-roszkópiai kutatások, valamint a kis magfizikai gyorsí-tók (0,5–5 MeV) alkalmazása az atomi elektronhéj vizs-gálatára. Ezek az új kutatási irányok új távlatokat nyitot-tak az atomfizikában. Berényi Dénes javaslatára a kis-energiájú konverziós elektronok vizsgálata mellett azosztály kutatási területe a fentebb említett két iránybanfolytatódott. A tervezett kutatások mindegyikében 50eV – 20 keV közötti elektronok energiáját kellett mérni,amelyre már nem volt alkalmas a meglévô mágnesessávspektrográf. Új elveken mûködô mérôrendszerrevolt szükség, amelynek tervezésére és megépítéséreVarga Dezsô vezetésével egy kis csoport alakult. VargaDezsô a leningrádi egyetem magspektroszkópiai sza-kán végzett 1963-ban. Jelentôs szerepe volt az osztálymagspektroszkópiai kutatásaiban: a belsô fékezési su-gárzás és a kis intenzitású pozitronemisszió vizsgálatá-ban ért el komoly eredményeket.

KÖVÉR ÁKOS: ELEKTROSZTATIKUS ELEKTRONSPEKTROMÉTEREK FEJLESZTÉSE AZ ATOMKI-BAN 339

ESA-11

1. ábra. Az ESA-11 elektronspektrométer keresztmetszete

2. ábra. Az ESA-12 elektronspektrométer

A kisenergiájú elektronok vizsgálatában az elektroszta-tikus eltérítésen alapuló analizátorokra esett a választás.1973-ban készült el az elsô hengertükör típusú spektro-méter, amely az ESA-11 nevet kapta (1. ábra ) [2]. Azilyen típusú elektronspektrométerek elônye a nagytérszögbôl történô gyûjtés és a másodrendû fókuszálásmiatti jó energiafelbontás. Az energiaanalizálást a kö-vetkezô módon végzik: a két koncentrikus henger kö-zötti elektrosztatikus térbe belépô elektronok, a külsôhengeren lévô negatív feszültség miatt, visszatérülnekés – energiájuktól függôen – a belsô henger különbözôrészeibe csapódnak be. A hengerek közötti potenciálegy adott értékénél a belsô hengeren megfelelô helyenelhelyezett résen keresztül csak egy adott energiájúelektron tud bejutni a belsô henger belsejébe. Az ígymonokromatizált elektronokat a hengerek tengelyébenelhelyezett detektorral, csatorna-elektronsokszorozóvaldetektáltuk. A nagyobb energiafelbontás és a kisebbháttér elérése érdekében két analizátort helyeztünk elegymás után. Mivel elôször a kisenergiájú konverzióselektronok vizsgálata volt a cél, ezért úgy kellett a rend-szert megtervezni, hogy kiterjedt radioaktív forrásbóltudja az elektronokat fogadni. További nehézséget je-lentett, hogy az elektronok pályáját leíró analitikus szá-mítások csak végtelen hosz-szúságú hengerekre vonatkoz-nak, nem veszik figyelembe avéges hosszúságú hengerekvégeinél fellépô torzított elekt-rosztatikus teret.

Azt, hogy az elektronpályá-kat ne módosítsa a torzított tér,kétféle módon lehet elérni:vagy az elektronok forrását tá-volabb helyezzük el a belsôhengerben, vagy pedig a kéthenger között úgynevezett ek-vipotenciális gyûrûket helye-zünk el, amelyek szimulálják avégtelen hengerek megfelelôpotenciáleloszlását. Mi a fentikét megoldás kombinációjátalkalmaztuk. A belsô henger-ben elhelyezett forrás nemokozott nehézséget a belsô-konverziós elektronok vizsgá-latánál, de problémát jelentetta fotoelektronok mérésénél,

mivel a mintát ebben az esetben egy monoenergetikusröntgenforrással kell besugározni. A megoldás egytranszport lencse lett, amelynek segítségével könnyeb-ben lehetett a minta felületéhez hozzáférni és a mintátegy saját fejlesztésû röntgencsôbôl származó AlKα mo-noenergetikus röntgennyalábbal besugározni. Ez a fej-lesztés 1974-ben fejezôdött be [2].

Az ESA-11 elektronspektrométer 1990-ig mûködötta jelenlegi Elektronspektroszkópiai és Anyagtudomá-nyi Osztályon. A további fotoelektron-spektroszkó-piai mérések az ESA-31 (lásd késôbb) spektrométerenfolytatódtak. Az analizátor beváltotta a hozzá fûzöttreményeket. A rendszer relatív energiafelbontása fé-kezés nélkül ΔE /E = 1 10−3 volt.

Az ESA-11 használata során jelentôs eredményekszülettek a platinafelületek elektrolitikus oxidációjá-val, a rozsdamentes acélok felületi passzív rétegénekés a Pt–Si határfelületek vizsgálatában [3].

ESA-12

A belsôkonverziós elektronok vizsgálata területénszoros együttmûködést alakítottunk ki a Prága mellet-ti Rezben lévô Magfizikai Kutatóintézet munkatársai-val, akik megrendeltek tôlünk egy hasonló mérôbe-rendezést. A megépített ESA-12 (2. ábra ) lényegébenazonos az ESA-11 analizátorral, csak néhány technikaimódosítás történt az építésénél [4]. A rendszer 10 eV-tól 20 keV-ig képes az elektronok energiáját ΔE /E =2 10−4 relatív energiafelbontással mérni. A késôbbi-ekben kérésükre ezt a rendszert is kiegészítettük egytranszportlencsével és röntgencsôvel annak érdeké-ben, hogy meg tudják határozni a radioaktív mintakémiai összetételét. Az ESA-12 jelenleg is üzemel, és arezi intézet egyik meghatározó mûszere [5].



külsõ hengerAp1

blendék

belsõ henger

Ap2 Ap3

CEM

forgatható henger

fékezõblende

4. ábra. Az ESA-21 elektronspektrométer metszeti rajza

ESA-13

Kifejezetten magfizikai részecskegyorsítóknál történômérésekre fejlesztettünk ki az ESA-13 analizátort. Améréseknél nagyon lényeges, hogy az analizátortárgypontja – ahol a mérendô elektronok keletkez-nek – kívül legyen az elektronspektrométeren. VargaDezsô ötlete alapján ezt úgy valósítottuk meg, hogyaz elektronpályák számításánál figyelembe vettük ahengereket lezáró korongok miatt fellépô, a klasszi-kus logaritmikus teret torzító hatást. Numerikus szá-mítások segítségével itt is sikerült az elektronokatmásodrendben fókuszáló megoldást találnunk, és ígyegy jó feloldású analizátort építenünk (3. ábra ) [6,7]. A spektrométer 1982-re készült el, relatív energia-felbontása ΔE / E = 5 10−3. Késôbb a rendszert egytovábbi forgatható hengerrel bôvítettük ki, amelynekforgatásával az elektronok kirepülési szögét lehetettmeghatározni a gerjesztônyaláb irányához képest. Amérôrendszert az ATOMKI VdG-1,5 nyalábjára telepí-tettük, ahol 1995-ig mûködött. A nyolcvanas évekbena spektrométert többször szállítottuk ki a frankfurti J.W. Goethe Egyetem fizikai tanszékének kisenergiájú

gyorsítójához, annak érdekében, hogy az ottani kuta-tókkal végezzünk közös méréseket.

A spektrométerrel elsôsorban a nyaláb irányávalazonos irányba kirepülô elektronokat vizsgáltuk. Elsô-ként sikerült kimutatnunk lövedék folytonos energiájúállapotba történô elektronbefogását semleges és struk-turált lövedékeknél, az ütközési utáni kölcsönhatást aszórt lövedék és az Auger-elektron között, valamint azelektronkorrelációt a transzfer-ionizációs folyamat ese-tében. Jelentôs visszhangja volt a nyaláb irányáhozképest hátsószögekben (95°–170°) végzet mérésünk-nek, ahol a He+ – He, Ne, Ar ütközés esetében az elekt-ronvesztési folyamatot vizsgáltuk [8].

Egy ESA-13 típusú analizátor jelenleg is mûködik aMiskolci Egyetem Fizikai Tanszékén, ahol azzal elekt-ron-elektron koincidenciaméréseket végeznek [9]. Egyhasonló elektronspektrométert építettünk a BudapestiMûszaki Egyetem Szervetlen és Analitikai Kémiai Tan-széke részére is, ahol felhasználásával különbözô min-tákat vizsgálnak UV besugárzással (UPS) [10].

ESA-21

A hetvenes évek végén határoztuk el, hogy ion-atomütközésekbôl származó Auger-elektronok szögelosz-lását fogjuk vizsgálni nagy gyorsítóknál. Elsôsorban adubnai U-300, illetve U-400-as nehézion-ciklotronragondoltunk. Ezeknél a nagy gyorsítóknál azonban amérési idô nagyon korlátozott. Évente egy-két hét vagyhónap lehet. Ugyanakkor a szokásos módon, az anali-zátor forgatásával végzett szögeloszlásmérések nagyonidôigényesek. Varga Dezsô ötlete volt, hogy egy olyanberendezést építsünk, amelynél a különbözô irányokbakirepülô elektronok spektrumának felvétele azonosidôben történik. A korábban már leírt kettôs hengertü-kör-analizátort bôvítettük ki egy gömbtükörrel. Ennekaz volt a feladata, hogy a szórási síkban különbözô irá-nyokba kirepülô elektronokat a hengertükör-analizátorbemeneti résére vezesse. Az 1980-ban elkészült ESA-21jelû elektronspektrométer a teljes szögtartományban(0°–180°) 15°-onként elhelyezett detektorok segítségé-vel egyidejûleg méri a beérkezô elektronokat (4. áb-ra ). Relatív energiafelbontása ΔE/E = 2 10−4. Az elekt-ronok energia- és szögeloszlásának szimultán mérésenemcsak azt jelentette, hogy a mérési idô 13-szor rövi-debb lett, hanem azt is, hogy a mérések megbízhatósá-ga nagymértékben megnôtt, mivel bármilyen idôbenváltozó kísérleti körülmény (pl. gerjesztônyaláb, cél-tárgy – gáznyaláb ingadozása) egyidejûleg hatott azösszes szögcsatornában detektált elektronra [11].

Az elsô méréseket az ATOMKI VdG-5 gyorsítójánvégeztük, ahol az elektronvesztési csúcs szögeloszlá-sát határoztuk meg H2

+, He+ – He, Ar ütközési rendsze-rek esetében. A spektrométert 1982-86 között a Dub-nai Egyesített Atommagkutató Intézet U-300-as nehéz-ion-ciklotron egyik nyalábjára telepítettük. Jelentôseredmények születtek a 5,5 MeV/u Ar6+, Ne10+ – Neütközésekbôl származó Auger-elektronok és szatellit-jeik szögeloszlásának a mérésében [8].

KÖVÉR ÁKOS: ELEKTROSZTATIKUS ELEKTRONSPEKTROMÉTEREK FEJLESZTÉSE AZ ATOMKI-BAN 341

1986-tól újra az ATOMKI VdG-5 nyalábján mûködik

5. ábra. Az ESA-22 elektronspektrométer

helyzetérzékeny detektor

15°-

kén

tdet

ekto

rok


a spektrométer, ahol elôször mutatták ki az ütközésutáni kölcsönhatás szerepét az Auger-elektron szög-eloszlásában. A spektrométerrel az irodalomban közöltkorábbi mérésekhez képest sokkal jobb energiafelbon-tással sikerült az Ar LMM Auger-spektrumát megmérni,és ezáltal nagyobb pontossággal meghatározni az in-tenzitásarányokat és a csúcsok energiáját. Az ESA-21rendkívüli alacsony hátterû méréseket tesz lehetôvé,amely tulajdonsága révén sikerült kimutatni a többszö-rös elektronszórásos Fermi-shuttle folyamatot [12].

ESA-22

Az ESA-21 elektronspektrométer hátránya, hogy nagymérete miatt nehezen szállítható, valamint az analizá-tornak csak az egyik felét használja ki. Ezen hátrányokkiküszöbölésére módosítottunk a konstrukción. A hen-gertükör részbôl a második menetet elhagytuk. Így azenergiafeloldás kismértékben romlott, de a méret csök-kenése miatt a szállítás és a különbözô gyorsítókhozvaló telepítés egyszerûbb lett. További módosítás, hogyaz analizátort hosszában kettévágtuk, és így két függet-len elektronspektrométert kaptunk, amelyekkel elekt-ron-elektron koincidenciaméréseket lehet végezni (5.ábra ). További elôny, hogy az elektronokat különbözôsugarú körökre tudjuk fókuszálni, így lehetôségünkvan helyzetérzékeny detektor használatára, amelyneksegítségével 0°-tól 360°-ba kirepülô elektronok szögel-oszlását 1°-os pontossággal tudjuk meghatározni. A 80mm átmérôjû körre történô fókuszálás esetében to-vábbra is csatorna-elektronsokszorozókat használunk15°-onként elhelyezve. A 22 detektor segítségével nagypontossággal tudjuk meghatározni az elektronok szög-eloszlását [13].

Az ESA-22 rendszert 1998-ban a lundi MAX-2 szink-rotron nyalábjára telepítettük. 2007-tôl pedig mérése-inket a DAISY tárológyûrûnél, Hamburgban végez-zük. Elsôként tudtuk az Ar LMM spektrumában sze-replô vonalakat nagy pontossággal szétválasztani ere-detük szerint, koincidenciában mérve az Auger-elekt-ronokat az ionizáció keletkezési helyére jellemzôenergiájú fotoelektronokkal. Nagy pontosságú méré-seink segítségével elôször sikerült kimutatni a Xe 5s,5p héjakról származó fotoelektronok szögeloszlásadipól- és kvadrupól-paramétereinek erôs függését afotonok energiájától, amely erôs sokelektronos korre-

lációs effektusok jelenlétére utal a fotoionizációban.Hasonlóan erôs rezonanciát figyeltünk meg az Ar2p1/2, 2p3/2 – ns/md rezonáns gerjesztésnél. Elôszörmutattunk ki interferenciát a Kr 4p héjáról származófotoelektronok szögeloszlásában a dipól- és kvadru-pól-járulékok aszimmetriaparaméterénél a Kr (3d )−1 –np rezonáns gerjesztés esetében [14].

Az ESA-22 egy változata mûködik a giesseni Justus-Liebig Egyetem Atom és Molekulafizikai Intézetében,ahol elektron-ion koincidenciaméréseknél tervezikhasználni.

ESA-31

Az 1972-ben épült ESA-11 már nem tudta kielégíteni afelületvizsgálatokhoz szükséges igényeket, ezért 1990-ben Varga Dezsô vezetésével elkészült egy újabb elekt-ronspektrométer-rendszer, amelynek energiaanalizáto-ra egy gömbdeflektor. A szilárd mintáról az elektrono-kat egy 7 elemes lencse vezeti az analizátor bemeneté-re (6. ábra ). Az analizáló rendszer relatív energiafel-bontása igen jó ΔE/E = 3 10−5. A spektrométer kamrá-jának vákuuma kielégíti a felületvizsgálathoz szükségesultravákuum-feltételeket. Ennek értéke 5 10−10 mbar. Aminták vizsgálatára két, különbözô anódokkal ellátottikeranódos röntgencsô, két elektronágyú és a felületektisztításához szükséges 2 ionágyú áll rendelkezésre. Amérések során elsôsorban a mintákból származó foto-és Auger-elektronokat vizsgálják. Jelentôs eredménye-ket értek el még a felületekrôl visszaszóródó elektro-nok spektroszkópiájában. Felületanalitika-vizsgálatokatis végeznek, amelynek során például az atomerômûszerkezeti anyagainak korrózióját, vékonyréteg-napele-mek szerkezeti analízisét végezték el [15].


Jelenleg az Eötvös Loránd Tudományegyetem Álta-lános és Szervetlenkémiai Tanszékén mûködik azESA-31 kisenergiájú elektronok mérésére szolgálóváltozata (ESA-32), ahol különbözô mintákat vizsgál-nak HeI és HeII besugárzással (UPS) [16, 17].

Utószó

Az elmúlt 40 év alatt 11 egyedi tulajdonságokkal ren-delkezô elektrosztatikus elektronspektrométer épültaz ATOMKI-ban, amelyekbôl három jelenleg is az In-tézetben mûködik. Három spektrométert más hazaikutatóhelyeken használnak, két spektrométerrel pe-dig külföldi intézetekben folytatnak kutatásokat. Egyspektrométerrel a lundi (Max2), illetve a hamburgi(DorisIII) szinkrotron nyalábján végzünk méréseket.Mindegyik analizátor sikeresen teljesítette a tervezé-sük során kitûzött célokat. A fejlesztô csoportbanolyan elektrosztatikus spektrométerekhez értô kuta-tók nevelôdtek ki, akiket külföldön is szívesen alkal-maznak hasonló rendszerek tervezésére.

Érdemes még megemlíteni azok nevét, akik VargaDezsô meghatározó szerepe mellett hosszabb-rövidebbideig részt vettek a fejlesztésekben: Cserny István, Gu-lyás László, Kádár Imre, Kövér Ákos, Kövér László, Mó-rik Gyula, Redler László, Ricz Sándor, Sarkadi László,Sulik Béla, Szmola Ernô, Tóth József, Tôkési Károly.

Végezetül fontos megemlíteni, hogy a spektrométe-reken kívül a mérésekhez elengedhetetlen a nagy-pontosságú tápegységeket vezérlô és adatgyûjtôelektronika, valamint az ezeket vezérlô szoftver. Ezenegységek nagy része is az ATOMKI-ban készült. A ve-zérlô és adatgyûjtô rendszerek fejlesztési munkáinakbemutatása azonban már nem e cikk tárgya.

Irodalom1. Varga D.,: β-spektroszkópiától az atomfizikáig. Fizikai Szemle

54 (2004) 117.2. D. Varga, I. Kádár, Á. Kövér, L. Kövér, Gy. Mórik: An electron

spectrometer of double-pass cylindrical mirror type for nuclearspectroscopy and atomic physics. Nucl. Instrum. Meth. 154(1978) 477.

3. Kövér L.: Elektronspektroszkópia és felületkutatás. FizikaiSzemle 54 (2004) 120.

4. D. Varga, I. Kádár, Á. Kövér, I. Cserny, Gy. Mórik, V. Brabec, O.Dragoun, A. Kovalik, J. Adam: Electrostatic spectrometer formeasurement of internal conversion electrons in the 0.1-20 keVregion. Nucl. Instrum. Meth. 192 (1982) 277.

5. Nuclear Physics Institute of the ASCR. Nuclear Physics News 20(2010) 5.

6. D. Varga, Á. Kövér, L. Kövér, L. Redler: A distorted field cylind-rical mirror electron spectrometer 1. Calculation of the analyzer.Nucl. Instrum. Meth. A 238 (1985) 393.

7. Á. Kövér, D. Varga, I. Cserny, E. Szmola, Gy. Mórik, L. Gulyás,K. Tôkési: A distorted field cylindrical mirror electron analyzerII. Performances and application for studying ion-atom colli-sions. Nucl. Instrum. Meth. A 373 (1996) 51.

8. Sarkadi L.: Atomi ütközések fizikája. Három évtized kutatásai azATOMKI-ban. Fizikai Szemle 54 (2004) 123.

9. B. Paripás, B. Palásthy: Coincidence electron spectrometer forstudying electron-atom collisions. Radiation Physics and Che-mistry 76 (2007) 565.

10. T. Veszptémi, G. Zsombok, L. Nyulászi, L. Kövér, Á. Kövér, I.Cserny: A new UV photoelectron spectrometer for investigationof molecular electronic-structures. Vacuum 37 (1987) 191.

11. D. Varga, I. Kádár, S. Ricz, J. Végh, Á. Kövér, B. Sulik, D. Beré-nyi: A spherical mirror-double cylindrical mirror electron spect-rometer for simultaneous energy and angular distribution mea-surements: design, construction and experiences. Nucl. Instr.Meth. A 313 (1992) 163.

12. B. Sulik, Cs. Koncz, K. Tôkési, A. Orbán, D. Berényi: Evidencefor Fermi-Shuttle ionization in intermediate velocity C+ + Xecollisions. Phys. Rev. Lett. 88 (2002) 073201.

13. S. Ricz, Á. Kövér, M. Jurvansuu, D. Varga, J. Molnár, S. Aksela: Ahigh-resolution photoelectron – Auger electron coincidencestudy for the L23-M23M23 transitions of argon. Phys. Rev. A65(2002) 042707.

14. S. Ricz, T. Ricsoka, K. Holste, A. Borovik Jr., D. Bernhardt, S.Schippers, Á. Kövér, D. Varga, A. Müller: Interference effect inthe dipole and non-dipole anisotropy parameters of the Kr 4pphotoelectrons in the vicinity of the Kr (3d)−1 – np resonant ex-citations. Phys. Rev. A81 (2010) 043416.

15. D. Varga, K. Tôkési, D. Berényi, J. Tóth, L. Kövér, G. Gergely,A. Sulyok: Energy shift and broadening of the spectra of elect-rons backscattered elastically from solid surfaces. Surface andInterface Analysis 31 (2001) 1019.

16. Csákvári B., Nagy A., Zanathy L., Szepes L.: Változatos kémiaifelhasználású VUV fotoelektron-spektrométer (ATOMKI ESA32). Magy. Kém. Foly. 98 (1992) 415.

17. Szepes L.: A kémiai kötés tanulmányozása gázfázisú fotoelekt-ron-spektroszkópiával. Fizikai Szemle 60 (2010) megjelenésalatt.

NOBEL-DÍJAS CSALÁDOK – II. ELTERadnai Gyula

A két Bohr: Niels és AageNiels Henrik David Bohr

A mai Dánia területe és lakosainak száma fele sincs amai Magyarországénak. Történelmünkben vannak ha-sonlóságok, kezdve ott, hogy amikor a magyarok be-jöttek a Kárpát-medencébe, a dánok (a vikingek) amai Anglia területét foglalták el éppen. Az ezredfor-duló táján nagyjából egyszerre vettük fel a keresz-ténységet, s a rákövetkezô ezer év alatt mindkét or-szágnak voltak jobb és rosszabb évei, megnyert és

elvesztett csatái a környezô államokkal, vagy éppenidegen hódítókkal. Egykor Lund és Lübeck is dánváros volt, ahogy magyar város volt Pozsony, Szabad-ka vagy Kolozsvár. 1848-ban a dán egység híveiSchleswig Dániához való csatolását sürgették, a ma-gyarok pedig (12. pont!) az uniót Erdéllyel. Az I. vi-lágháborút követôen népszavazással került visszaÉszak-Schleswig Dániához, Sopron pedig Magyaror-szághoz. Innen kezdve ismét eltérôen alakul történel-münk; nézzük hát, hogyan élt egy fizikus a Dán Ki-rályságban.

RADNAI GYULA: NOBEL-DÍJAS CSALÁDOK – II. 343

Niels Bohr (Koppenhága, Dánia, 1885. október 7. –

1. ábra. Niels Bohr feleségével, Margrethe-tel

2. ábra. Niels Bohr és Albert Einstein az 1930-as Solvay-konferen-cián, Brüszszelben. A képet Paul Ehrenfest készítette.

Koppenhága, Dánia, 1962. november 18.) édesapja,Christian Bohr (1855–1911) a koppenhágai egyetemorvosi karán a fiziológia tanszék megbecsült profesz-szora volt, édesanyja, Ellen Adler Bohr (1860–1930)pedig egy, a dán parlamenti körökben is jól ismertbankárcsaládból származott. Az apa hithû evangéli-kus, az anya izraelita vallású volt. Három gyerekükszületett: Jenny (1883–1933), Niels (1885–1962) ésHarald (1887–1951). Mindegyiküket evangélikusnakkeresztelték. Niels születése Ellen Adler Bohr 25. szü-letésnapjára esett. A család anyagi helyzetét elég jóljellemzi, hogy az öreg dajkán kívül még három lány-ból álló személyzet is lakott a nagy házban, amelyetaz egyetem biztosított számukra. A két fiútestvér ra-jongásig szerette egymást. Mindkettônek jó érzékevolt a matematikához és a futballhoz. Harald mégabba a dán nemzeti labdarúgó válogatottba is beke-rült, amelyik az 1908-as londoni olimpián Anglia mö-gött ezüstérmes lett. Harald csatár volt, Niels legin-kább védeni szeretett.

Az egyetemen Niels Bohr elôször matematikát ésfilozófiát hallgatott, majd a filozófiát felcserélte fizikára,amikor megnyert egy pályázatot, ahol a felületi feszült-ségre vonatkozó kísérleteket kellett végezni, minthogyez apja tanszéki laborjában kiválóan sikerült neki.1911-ben megírt doktori disszertációját is édesapja em-lékének ajánlotta, aki abban az évben váratlanul, szív-infarktusban hunyt el. A disszertáció tárgya a fémekklasszikus elektronelmélete volt, és Niels Bohr nemátallotta leszögezni benne, hogy „nem valószínû, hogyaz elektronelmélet mai állapotában képes megmagya-rázni a testek mágneses tulajdonságait”.

A frissen szerzett doktorátussal és a Carlsberg ala-pítvány támogatásával posztdoktori tanulmányútraindult Cambridge-be. J. J. Thomson tól olyan kísérletifeladatot kapott, ami nem nagyon tetszett neki, ezérttovábbvándorolt Manchesterbe, Rutherfordhoz, akitCambridge-ben ismert meg. Rutherford ekkoribanpublikálta az atom „naprendszer-modelljét” és Bohr

1912 elsô félévében azon gondolkozott, hogyan lehet-ne megôrizni ezt a modellt annak ellenére, hogy nyil-vánvaló ellentmondásban van az elektrodinamikával.Közben állandó levelezésben állt öccsével, aki akkormár végzett matematikus volt, valamint egy helyesdán kislánnyal, akit azután 1912. augusztus elsejénfeleségül vett. Az esküvô elôtt egy héttel még lázasandolgozott atommodelljén Manchesterben. FeleségeMargrethe Norlund (1890–1984), egy dán gyógysze-rész lánya volt. Hat fiúval ajándékozta meg, akik kö-zül négyen érték meg a felnôtt kort és szép karriertcsináltak: Hans orvos, Ernest ügyvéd, Erik vegyész,Aage fizikus lett.

1913-ban publikálta Niels az atom Bohr-modelljét,amely a Rutherford-féle atommodell kvantumfeltéte-lekkel módosított változata volt. 1916-ban lett pro-fesszor a Koppenhágai Egyetemen, ekkor fogalmaztameg a korrespondencia-elvet. Eszerint a kvantumfizi-ka törvényei nagy kvantumszámok esetén a klasszi-kus fizika törvényeibe mennek át. Nyugodtan dolgoz-hatott: Dánia az elsô világháborúban semleges ma-radt. A háború után, 1921-ben a dán kormány és aCarlsberg alapítvány támogatásával Niels Bohr létre-hozta Koppenhágában az egyetemen az Elméleti Fizi-kai Intézetet, amely a következô két évtizedben azelméleti fizikusok Mekkájává vált.

1922-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat „az ato-mok szerkezetének és az azokból eredô sugárzások-nak a vizsgálatáért”. Felmentették az egyetemi elôadá-


sok tartása alól, hogy minél több ideje és energiája

3. ábra. Niels Bohr Koppenhágában 1935-ben

maradjon a kutatásra. Az elôadásokat közvetlen tanít-ványai és munkatársai, a holland H. A. Kramers(1894–1952), majd a német W. Heisenberg (1901–1976) vették át tôle. 1926-ban fogalmazta meg akomplementaritási elvet, amely szerint a részecsketer-mészet és a hullámtermészet egymást kiegészítô,komplementer képei a valóságnak.

A Niels Bohr körül kialakuló „koppenhágai iskola”a világ minden részérôl fogadott be fizikusokat, füg-getlenül azok nemzetiségétôl, vallásától. Egyik ilyenkiváló tanítványa, L. D. Landau meghívására NielsBohr még a Szovjetunióba is ellátogatott az 1930-asévekben, amikor már ô is nukleáris kutatással foglal-kozott. Döntô szerepe volt az atommag „folyadék-csepp-modelljének” megalkotásában.

Amikor a náci német csapatok 1940-ben megszáll-ták Dániát, egyre jobban beszûkült az élettér Bohrékszámára. 1943-ban Hitler elhatározta a több mint 7000dániai zsidó deportálását. Ez év októberében a dánellenállási mozgalom segítségével sikerült Niels Bohr-nak egy zsúfolt halászhajón feleségével együtt átme-nekülnie Svédországba. Nemsokára a fiúk is utánukjöttek. Svédországból az angol titkosszolgálat menekí-tette tovább Niels Bohrt és fizikusnak készülô Aagefiát a német blokád alatt tartott Angliába, majd együtt-mûködve az amerikaiakkal, az Egyesült Államokba. Ittkapcsolódott be a Manhattan projektbe (fia volt atitkára). Aktívan részt vett az atombomba létrehozásá-ban, de mindvégig abban reménykedett, hogy nemkerül sor a bomba bevetésére. Titkos tárgyalásokatfolytatott Roosevelt tel, majd Churchill -lel, akik bizonymegdöbbentek azon, ahogy Bohr a politikai kérdése-ket a politikán felülemelkedve próbálta kezelni. Chur-chillnek az lett a véleménye, hogy Niels Bohr a hábo-rúban biztonsági kockázatot jelent a számukra.

Végül is 1950-ben az ENSZ-hez intézett memoran-dumban hozta nyilvánosságra a nyitott világról szóló,minden állam békés együttmûködését, a szabad uta-

zást és a korlátlan ismeretcsere lehetôségét felvetôelképzeléseit. Sajnos a világháború vége után öt év-vel, a hidegháború kellôs közepén a világ nem voltkapható ilyen gondolatok befogadására, még fizikuskörökben sem. További négy év telt el, mire a NémetSzövetségi Köztársaságot, és hét év, mire a Szovjet-uniót felvették a Nemzetközi Elméleti és AlkalmazottFizikai Unióba. Közben légköri hidrogénbomba kísér-letek szennyezték a levegôt és az emberek tudatát.Némi elégtétel lehetett Niels Bohr számára, hogy kez-deményezésére létrejött a Nukleáris Kutatások Euró-pai Szervezete (CERN), ahol már nem folytattak hadikutatásokat.

1962-ben, két nappal azután, hogy elnökölt egy kon-ferencián, szívinfarktust kapott és meghalt Niels Bohr.Megváltoztatni tudta, de megváltani neki se sikerült ezta világot. Viszont az Elméleti Fizikai Intézetet Koppen-hágában 1965-tôl Niels Bohr Intézetnek hívják.

Aage Niels Bohr

Aage (ejtsd: óhe) Bohr (Koppenhága, Dánia, 1922.június 19. – Koppenhága, Dánia, 2009. szeptember 8.)édesapja árnyékából nem nagyon tudott, eleinte talánnem is akart kilépni. Nemcsak ô, hanem Niels Bohrmind a négy fia fizikusok között nôtt fel, télen együttszánkóztak, nyáron együtt strandoltak az ElméletiFizikai Intézet ösztöndíjas hallgatóival, akik számukra„nagybácsik” voltak. A négy fiú közül mégis ô, a leg-kisebb lett egyedül fizikus.

Abban az évben született, amikor édesapja megkap-ta a Nobel-díjat. Tíz éves korában a család új, az addigi-nál jóval nagyobb és elegánsabb házba költözött, aho-vá már nemcsak Kramers, Klein, Pauli, vagy Heisen-berg nagybácsi, de akár az angol királynô, vagy az in-diai miniszterelnök is ellátogathatott. El is látogattak.

Aage Bohr 1940-ben kezdte el az egyetemet Kop-penhágában, nem sokkal az után, hogy a német meg-szálló csapatok elözönlötték az országot. Még nemfejezte be fizikusi tanulmányait, amikor a család kény-szerûségbôl átmenekült Dániából Svédországba. Elkí-sérte apját Londonba, ahol Niels Bohrt bevonták aTudományos és Ipari Kutatóintézet fedônevû hadi-üzem munkájába, és Washingtonba, majd Los Ala-mosba is, ahol az angol team tagjaként a katonailagszigorúan titkosított Manhattan projektben vettekrészt. Niels Bohr Nicholas Baker álnéven, Aage Bohrpedig Jim Baker álnéven lett bejelentve, mint Mr. Ba-ker titkára, és ha kellett, tolmácsa. (Apja eléggé mo-tyogva beszélt, amit nehezen értett meg az amerikaikatonai adminisztráció.)

A háború befejezése után azonnal visszatértekKoppenhágába. Aage Bohr újra beiratkozott az egye-temre, letette még hátralévô vizsgáit, és 1946-banmegkapta fizikus diplomáját. Az Elméleti Fizikai Inté-zetben kapott kutatói állást, majd 1948-ban Princeton-ba szerzett ösztöndíjat, hogy továbbképezhesse ma-gát. Eljutott a Columbia Egyetemre is, itt hívta fel fi-gyelmét Izidor Rabi (1898–1988) professzor a deuté-rium spektrumvonalainak hiperfinom szerkezetében


mutatkozó érdekességekre. Többek között arra, hogy

4. ábra. Aage Bohr és Ben Mottelson.

5. ábra. Aage Bohr a Nobel-díj átvételekor.

az atommagbeli töltéseloszlás nem tûnik gömbszim-metrikusnak. Lehet, hogy az atommag nem gömbalakú, ahogyan az Niels Bohr cseppmodelljébôl kö-vetkezik? Aage Bohrt rendkívül izgatta ez a probléma,igazi kutatói szenvedéllyel csapott le rá és azonnaldolgozni kezdett rajta. Közben 1950-ben, New York-ban feleségül vette az osztrák születésû Marietta Sof-fer t (?–1978). Három gyermekük született az idôkfolyamán: Vilhelm, Tomas és Margrethe.

A Columbia Egyetemen nemcsak ô próbálkozott aprobléma megoldásával. Egy hónappal hamarabb, mintahogy benyújtotta dolgozatát, egy másik publikációjelent meg. A szerzô James Rainwater (1917–1986),nála öt évvel idôsebb fizikus volt, aki csakhamar azegyetem professzora lett. Egymástól függetlenül dol-goztak, Aage Bohr megoldása volt az általánosabb.Amikor hazatért Koppenhágába, itt egy igazi „lelki társ-ra” lelt a nála négy évvel fiatalabb Ben Mottelson ameri-kai fizikusban, aki éppen akkor kezdte itteni magfizikaikutatásait az Elméleti Fizikai Intézetben – egy, az ame-rikai Harvard Egyetemtôl nyert kétéves ösztöndíjjal. Ezalatt a két év alatt ketten együtt kidolgozták az atom-mag „kollektív modelljét”, amely egyesítette Niels Bohrcseppmodelljét Hans Jensen (1907–1973) és MariaGoeppert-Mayer (1906–1972) héjmodelljével.

A cseppmodell az atommagot alkotó nukleonok kol-lektív mozgására, a héjmodell pedig a nukleonok egye-di mozgására ír elô szabályokat. A kollektív modell akét, látszólag egymásnak ellentmondó modell össze-hangolásával számot tud adni az atommag deformáció-járól, vibrációjáról és rotációjáról is. Modelljüket újra ésújra összevetették a friss kísérleti adatokkal, ha kellettfinomítottak a modellen, de mindig sikerült megtalálniaz összhangot az elmélet és a kísérletek között.

Olyan jól tudtak együtt dolgozni, hogy Ben Mottel-son meghosszabbította dániai tartózkodását, majd az1954-ben megalakult CERN dániai elméleti csoportjá-ba szerzett ösztöndíjat, mígnem kikötött az 1957-ben,Koppenhágában megalakított NORDITA (Nordisk Ins-titut for Teoretisk Atomfysik, az Északi Országok El-méleti Magfizikai Intézete) ösztöndíjával az egyete-men. Aage Bohr egy évvel hamarabb, 1956-ban ka-pott professzori kinevezést, s közös könyvírásbakezdtek, amelynek elsô kötete 1969-ben, második kö-tete 1975-ben jelent meg. 1971-ben Ben Mottelson fel-vette a dán állampolgárságot.

Aage Bohr, Ben Mottelson és James Rainwater közö-sen kapták meg az 1975. évi Nobel-díjat „annak a kap-csolatnak a felfedezéséért, amely az atommagot alkotónukleonok egyéni és kollektív mozgása között valósulmeg az atommagban, és annak a magmodellnek a kifej-lesztéséért, amely erre a kapcsolatra épül”.

Édesapja halála után Aage Bohr átvette, és 1970-igirányította az Elméleti Fizikai Intézetet. Akkor lemon-dott, hogy minél több idôt szentelhessen a kutatásnak.A Nobel-díj elnyerése után újra elvállalt egy hasonló ál-lást, akkor a NORDITA vezetôje lett és maradt 1981-ig.

Gyermekeinek anyja 1978-ban meghalt, s ô háromév múlva, 1981-ben újra megnôsült, elvette feleségülBente Scharff Meyer t. Második feleségével még 28évig éltek együtt és nevelték, támogatták a háromgyereket. Szerettek színházba, hangversenyre járni.Aage Bohr a klasszikusokat szerette, szívesen zongo-rázott ô maga is. Heisenberg „nagybácsi” nemcsak afizikát, de a zenét és még a zongorázást is megkedvel-tette vele annak idején.

Nobel-díjas anya és leánya:Marie és Irène CurieMadame Curie neve van olyan ismert a világban, minta fenti fizikusok közül akármelyiké. Még túl is tett raj-tuk: ô két alkalommal kapta meg a Nobel-díjat, elô-ször fizikából, másodszor kémiából. Ma már nem hi-ányozhat a neve sem a fizika, sem a kémia tanköny-vekbôl. Életérôl magyarul is megjelent Ève lányakönyve, s a természettudományos ismeretterjesztôirodalomban ma is gyakran találkozunk róla szóló írá-sokkal. A Fizikai Szemle legutóbb 2010. januárbanközölte Martinás Katalin és Radnóti Katalin cikkétEpizódok Madame Curie életébôl címmel. Lányairólmár sokkal kevesebb szó esik, pedig egyikük ugyan-csak Nobel-díjas lett. Marie és Irène Curie -nek tehátitt a helye, a Nobel-díjas családok között.


Marie Sklodowska Curie

6. ábra. Pierre és Marie Curie 1906-ban.

7. ábra. Marie Sklodowska Curie, ez a kép szerepel lánya, Ève rólaszóló könyvének címlapján.

Marie (Varsó, Orosz Birodalom, 1867. november 7. –Passy, Franciaország, 1934. július 4.) születésénekidején még élénken élt a lengyelek emlékezetében az1863-ban kirobbant lengyel felkelés, amelyet kímélet-lenül levert Oroszország. A teljes oroszosítást a len-gyel nyelv betiltása tetôzte be. Az értelmiség elszegé-nyedése Marie családját is elérte, a matematika-fizikaszakos tanár édesapa nem tudta fizetni lányai tovább-tanulását, amire amúgy is csak külföldön lett volnalehetôség. Marie ekkor megállapodott két évvel idô-sebb nôvérével, hogy támogatni fogja orvosi tanulmá-nyait a Sorbonne-on, mégpedig úgy, hogy itthon ne-velônôi állást vállal jobb módú családoknál és az ezértkapott pénz legnagyobb részét elküldi Párizsba a nô-vérének. Hat évig nevelônôsködött, mire nôvére elvé-gezte az egyetemet és kihívta magához Párizsba, hogymost ô támogassa Marie továbbtanulását. Marie azzala szándékkal ment ki, hogy tanári diplomát szerez,majd utána hazatér tanítani. A lengyel nemzeti érzés,amelyet édesapja ültetett el benne, akkor már életé-nek egyik vezérelvévé vált.

1894-ben megszerezte a képesítést fizikából és akövetkezô tanév végén kellett volna vizsgáznia mate-matikából. Nyáron hazament, megpróbált a KrakkóiEgyetemen álláshoz jutni, de nem sikerült. VisszamentPárizsba, ahol a nála nyolc évvel idôsebb fizikus,Pierre Curie várta izgatottan Marie döntését: hajlan-dó-e hozzájönni feleségül. Pierre Curie-nek akkor márjó neve volt a fizikában: három évvel idôsebb Jacquesbátyjával ôk fedezték fel a piezoelektromosságot.Akkoriban éppen a fémek mágneses tulajdonságaitkutatta. A ferromágnesség Curie-pontja és a paramág-nesség hômérsékletfüggésének Curie-törvénye máigôrzi nevét e tudományban.

1895 sikeres év volt Pierre Curie számára: megvéd-te doktori disszertációját, és feleségül vehette a len-gyel Marie Sklodowskát. Szûk körû, polgári esküvôt

tartottak, két kerékpár volt a legfontosabb nászaján-dék, amelyen azután bejárták az egész környéket. Ezlett a nászútjuk.

1896-ban Marie megkapta teljes jogú matematika-fi-zika szakos tanári diplomáját – az ô vizsgái sikerülteklegjobban a csoportban. Úgy gondolta, ô is megcéloz-hatná a doktori címet fizikából. Valami aktuális, moderntémát keresett. Kapóra jött Henri Becquerel (1852–1908)felfedezése az uránsugárzásról, amely akkor még meg-lehetôsen háttérbe szorult Conrad Röntgen (1845–1923)felfedezése mellett. Marie-t az fogta meg, hogy ez a„Becquerel-sugárzás” az urán bármely vegyületébencsak az urán mennyiségétôl függ, tehát nem kémiai, ha-nem fizikai tulajdonsága az anyagnak, magára az anyagatomjaira lehet jellemzô. Amikor pedig kiderült, hogy azurán-szurokércbôl több sugárzás jön ki, mint magábólaz uránból, tehát valami új, eddig ismeretlen elem su-gárzásáról is szó lehet, Pierre felhagyott saját kutatásitémájával, hogy feleségének segíthessen. A romantikustörténet közismert, így jutottak el 1898-ban a polónium,majd a rádium felfedezéséhez. A neveket is Marie adtaezeknek az új elemeknek, mint ahogy tôle származik aradioaktivitás kifejezés is. Évekig tartó munkával sikerülttöbb tonna ércbôl néhány tized gramm radiumkloridotizolálni. Megnôtt érdeklôdô látogatóik száma, egyretöbbször mentek ôk is elôadni a kutatásaikról. 1900-banMarie részfoglalkozású tanári állást kapott: az EcoleNormale Supérieurben kellett lányokat tanítania. Miköz-ben otthon a gondos anya és a jó feleség szerepe várta,halaszthatatlannak tûnt a laboratóriumi mûhelyben akutatás. Mindehhez járult most a tanítás. 1897-ben szüle-tett meg Irène lánya, a „kis királynô”, a család kedvence.Nevelésében a francia nagyapa, Pierre édesapja segített,aki orvos volt és Irène születése óta velük lakott.


1903-ban Marie már meg tudta határozni a rádium

8. ábra. Marie Curie az általa berendezett radiológiai mentôautóvolánjánál.

atomsúlyát, ezt 225-nek találta. (Az atomsúly – maineve moláris tömeg – pontos értéke rádiumra 226g/mol.) Megírta a doktori disszertációját és beadta, atekintélyes bizottság pedig úgy ítélte meg, hogyilyen jó színvonalú doktori munka még nem voltelôttük. Lelkendezve adták meg a doktori fokozatot.A sikeres vizsga örömére otthon kis kerti ünnepsé-get tartottak. Pierre egyik volt doktorandusza, PaulLangevin t (1872–1946) kérték fel az ünnepség meg-szervezésére, aki az elôzô évben védte meg doktori-ját. Ott volt Jean Perrin (1870–1942) és az éppenPárizsban tartózkodó Ernest Rutherford is. Az ün-nepség végén, már sötétedés után Pierre meglepe-téssel szolgált: mindenkit a helyére ültetett, majdelôhúzott a zsebébôl egy kis fiolát, melyben oldottrádiumsó volt, az üveg falán pedig cinkszulfid réteg,és felmutatta. A fiola, mint egy kis fáklya, világí-tott… Megbabonázva nézték. (Pierre és Marie egyál-talán nem voltak elôvigyázatosak. Marie az ágyamellett tartott egy ilyen kis fiolát, hogy ne kelljenéjjel a sötétben botorkálnia…)

Mind a fizikai, mind a kémiai Nobel-bizottságbanfelmerült, hogy felfedezésükért ôk kapják meg az1903. évi Nobel-díjat. (Késôbb is gondot okozott,hogy egy anyagszerkezeti vonatkozású kutatási ered-ményért kémiai vagy fizikai Nobel-díjat adjanak vala-kinek. Emlékezetes, hogy Rutherford például kémiaiNobel-díjat kapott 1908-ban „az elemek bomlásánakvizsgálataiért.”) 1903-ban a fizikusok gyôztek: a fizi-kai Nobel-díjat ítélték oda Henri Becquerelnek és aCurie-házaspárnak „a spontán radioaktivitás felfede-zéséért és e sugárzás tanulmányozásában való érde-meikért”. A sok munka és megromlott fizikai állapo-tuk Curie-ék számára csak 1905-ben tette lehetôvé,hogy átvegyék a díjat Stockholmban. Közben 1904-ben megszületett Ève lányuk, ez se könnyítette megMarie helyzetét. A sors azonban még kegyetlenebbmeglepetést tartogatott: 1906 áprilisában Pierre meg-halt egy közúti balesetben.

Ekkor Marie vette át Pierre laboratóriumát és azezzel járó elôadást is a Sorbonne-on. Nem hagyta elmagát. Kétéves kislánya mellé nevelônôt fogadott,kilencéves kislányát pedig kivette az iskolából ésegyetemi kollégáival összefogva, magániskolát szer-vezett összesen tíz, hasonló korú gyerek számára. Ôtanította nekik a fizikát, Perrin a kémiát, Langevin amatematikát. Gondoskodott a gyerekek testi és mûvé-szeti nevelésérôl is, megfelelô tanárok felkérésével.Két évig mûködött ez a közös magániskola.

1908-ban a Sorbonne professzorává nevezték ki, ôlett az elsô nôi professzor Franciaországban. Ebben azévben sikerült tiszta fémrádiumot elôállítania. 1910-ben elfogadta a jelölést a Francia Tudományos Akadé-mia tagságára. Itt is ô lett volna az elsô nô, de a sajtó-ban hadjárat indult az „idegen nô” ellen és a választá-son 26:28 arányban alulmaradt a minden szempontbólmegfelelô francia férfiúval szemben. Se neki, se a lá-nyának nem sikerült bekerülnie a Francia Tudomá-nyos Akadémia tagjai közé. Némi elégtétel Marie Cu-

rie számára, hogy az elsô nô, aki Franciaországbanakadémikus lett, éppen az ô egyik tanítványa volt:Marguerite Perey (1909–1975), akit 1962-ben vettekfel akadémikusnak. A nagy Académie des Sciences,amelyet 1666-ban alapítottak, 1962-ig nem vett fel nôta tagjai sorába.

1911-ben kémiai Nobel-díjra jelölték. Ami ezutántörtént, részletesen elolvasható a Fizikai Szemle máridézett cikkében. Most csak összefoglaljuk a legfonto-sabb eseményeket.

1911. novemberben Belgiumban megtartották azelsô Solvay-konferenciát, erre Marie Curie és PaulLangevin is hivatalos volt Franciaországból. Közbenotthon betörtek a feleségétôl akkor már külön élôLangevin lakásába és ellopták a Marie által neki írtleveleket, majd a sajtóban nyilvánosságra hozták eze-ket. Langevin még ebben az évben elvált feleségétôl,azonban Marie jó hírét az utca embere elôtt hosszúideig nem lehetett helyreállítani. A kémiai Nobel-bi-zottság képviseletében Svante Arrhenius (1859–1927)írt egy érdeklôdô levelet. Langevinnek szerencséresikerült elôtte tisztáznia Marie-t. Nem volt semmi aka-dálya annak, hogy neki ítéljék az 1911. évi kémiaiNobel-díjat „a rádium és a polónium felfedezéséért, arádium fémállapotban való elôállításáért, természeté-nek és vegyületeinek vizsgálatáért”. Marie összeszed-te minden erejét és 1911. december 11-én megtartottaNobel-elôadását Stockholmban. Kijelentette, hogy adíjat úgy tekinti, mintha ismét Pierre-rel együtt kaptavolna meg. Utána idegkimerültséggel kórházba ke-rült, de még azt is titkolni kellett a sajtó elôtt, hogymelyik kórházba vitték. Irène tizennégy éves volt ek-kor, Ève pedig hét. Ideiglenesen Perrinék vették ma-gukhoz a gyerekeket.

Marie Curie nimbuszát az elsô világháború soránvégzett tevékenysége állította helyre Franciaország-ban. Húsz radiológiai mentôautót rendezett be a se-besült francia katonák vizsgálatára, megszervezte azápolónôk kiképzését. Lányait a háború kitörésekorAngliába küldte ismerôsökhöz, majd Irène-t, amikor18 éves lett, visszahívta és ôt is kiképezte. Párizsnémet megszállásától félve az egész rádium készletetvonaton Bordeaux-ba vitte és ott egy bank páncél-szekrényében helyezte el. Utána visszavonatozottPárizsba.


A háború után, a már 1914-ben létrehívott, de csak

9. ábra. Irène Curie a Rádium Intézet laboratóriumában.

1918-tól mûködô Rádium Intézet javára 1921-ben elô-adókörútra indult az Egyesült Államokba, amelyrelányait is magával vitte „testôrnek”. Hazajövetele utánIrène-t maga mellé vette a Rádium Intézetben asszisz-tensnek. Langevin segítségével férjet is talált neki ésörült, hogy az ifjú férj is azt a témát kutathatja, amit ôvezetett be a tudományba. Még egyszer vállalkozottamerikai körútra: 1929-ben, amikor ismét nôvérénekakart segíteni, akivel kölcsönösen támogatták egy-mást a Sorbonne-on való továbbtanulásban. Bronisla-wa Sklodowska (1865–1939) a Varsóban 1925-benközösen alapított Rádium Intézet igazgatója volt, az ôintézete számára szerzett támogatást Marie Sklodows-ka Curie az Egyesült Államokban.

Élete utolsó éveit kisebbik lányával töltötte, akihaláláig ápolta ôt, utána pedig megírta édesanyjaegész élettörténetét. A dokumentumregény olyan si-keres lett, hogy számos nyelvre – így magyarra is –lefordították és még film is készült belôle a negyvenesévek elején az Egyesült Államokban. Ma is sok fiatallány és fizikus hölgy számára minta Madame Curieélete, tudományos elkötelezettsége, családszeretete,eredeti és választott hazája iránt érzett hazaszeretete.

Irène Joliot-Curie

Irène (Párizs, 1897. szeptember 12. – Párizs, 1956.március 17.), a „kis királynô”, 13 éves koráig erôsennagyapja, Eugene Curie (1827–1910) befolyása alattállt. A doktor úr meggyôzôdéses szabadgondolkodóvolt, aki meglehetôsen kritikus szemmel nézte a vilá-got. A maga módján igyekezett segíteni az elnyomot-takon: az 1870-es párizsi kommün idején például kór-házat hozott létre a sebesült forradalmárok kezelésé-re. Ateista felfogása sem volt Marie Curie ellenére,akit anyja és egyik testvérének korai halála már gyer-mekkorában kétkedôvé tett az igazságos mindenhatólétezésében. Így hát Irène nemcsak a természet szere-tetét sajátította el nagyapjától, hanem a baloldallalrokonszenvezô, ateista gondolkodást is.

Szülei hamar felfigyeltek Irène matematikai tehet-ségére, amelyet azonban úgy látták, hogy a századfor-duló franciaországi iskolája nem képes eléggé fejlesz-teni. Ezek az évek egész Európában a matematikaok-tatás reformjának jegyében teltek, Magyarországonpéldául Beke Manó (1862–1946) volt a reformbizott-ság feje, Mikola Sándor (1871–1945) pedig a titkára,és a reform kiterjedt mind az elemi, mind a középis-kolai oktatásra. Madame Curie csak férje halála utánlépett a tettek mezejére, ekkor hozta létre – összesentíz gyerek számára – azt az iskolát, ahol egyetemi ok-tatók szövetkeztek a gyerekeket megfelelôen fejlesztôoktatásra. Két évig mûködött ez az iskola, Irène volt atíz gyerek közül a legtehetségesebb. Utána már egyhagyományosabb magániskola következett Irène szá-mára, a Collège Sévigné, s innen egyenes út vezetett1914-ben a Sorbonne-ra.

A háború kitörését követôen Irène Curie Angliábantöltött egy évet, majd anyja hívására 18 évesen vissza-

tért Párizsba és beállt hozzá asszisztensnek az egyikradiológiai mentôkocsiba. Marie Curie megtanultautót vezetni, hogy ezzel se kelljen elvonni egy kato-nát a frontról. Amikor vége lett a háborúnak, Irènetovábbra is anyja asszisztense maradt, de most már azáltala létrehozott Rádium Intézetben, s közben a Sor-bonne-ra járt egyetemre.

1921-ben 17 éves húgával együtt elkísérte anyját egyamerikai elôadókörútra, amelynek legfôbb célja az volt,hogy a Rádium Intézet számára sikerüljön adományo-kat gyûjteniük. Mindenkinek feltûnt a két lány köztikülönbség. Irène, csakúgy, mint édesanyja, szinte asz-kéta módjára élt és viselkedett. Nem szerette a divatosruhákat, legszívesebben feketében jelent volna megmindenhol. Ève ellenben nemcsak „rádiumos tekinteté-vel” hódította meg az újságírókat, hanem vonzó alakjá-val, tûsarkú cipôjével és divatos öltözködésével is. Atúra mindenesetre sikeresen végzôdött számukra. (Ta-lán itt érdemes megemlíteni, hogy Ève Curie, MadameCurie életrajzírója, hosszú, tartalmas életet élt. 50 éveskorában ment férjhez, és nemcsak mint zongoramû-vész, de mint zenekritikus és haditudósító újságíró isbeírta magát a franciák és az amerikaiak emlékezetébe.Az UNICEF képviseletében férjével együtt járta a világotés szerzett híveket a gyerekek támogatására. 100. szüle-tésnapján az akkori amerikai és a francia elnök is felkö-szöntötte. Álmában érte a halál New York-i otthoná-ban, 2007-ben, 103 éves korában.)

Miután hazaértek, Irène szorgalmasan folytatta amunkát a Rádium Intézetben. Nemcsak a szellemi,hanem a gyakorlati laboratóriumi munkában is jeles-kedett, ügyességét mindenki elismerte, Marie-t egye-nesen Pierre ügyességére emlékeztette. Csak a modo-ra volt karcos, véleményét mindig ôszintén meg-mondta, olykor kissé nyersen is. Édesanyján kívültalán csak Langevin tanár úr tudott vele könnyen szótérteni, aki egykor, a tehetségek iskolájában matemati-kára tanította. Társaságba nem járt, nem is vágyott, akutatás öröme kárpótolta mindenért.

Nem meglepô tehát, hogy Paul Langevint választot-ta doktori témavezetôjének, aki szívesen segített nekia polónium alfa-sugárzásával kapcsolatos kutatásai-ban. 1925-re elkészült a disszertáció, és amikor sike-


rült a doktori vizsga is, anya és lánya együtt örülhe-

10. ábra. Irène és Frédéric Joliot-Curie.

tett. Paul Langevin ekkor beajánlotta Marie-hez elôké-szítô preparátornak egyik volt tanítványát, akit Frédé-ric Joliot -nak hívtak.

– Nem ért ugyan az ottani mûszerekhez, de majdIrène betanítja – gyôzte meg Paul Marie-t. Úgy is lett.A közös tudományos érdeklôdés hamarosan elmostaa korkülönbség miatti tartózkodást (Frédéric háromévvel fiatalabb volt Irène-nél, igaz, Paul meg öt évvelvolt fiatalabb Marie-nél) és a betanítás közbeni vesze-kedéseket ebéd közbeni beszélgetések, majd ebédutáni közös séták váltották fel. 1926-ban Irène Curieés Frédéric Joliot összeházasodtak.

1927-ben megszületett Hélène kislányuk, és 1930-ban Frédéric is megszerezte a doktori címet, ugyan-csak a polóniummal kapcsolatos, de elektrokémiaitárgyú disszertációval. 1932-ben megszületett Pierrefiúk, aki biofizikusként, a fotoszintézisre vonatkozókutatásaival tette le késôbb névjegyét a tudományasztalára. Hélène sikeres magfizikus lett.

1933-ban Irène és Frédéric közösen kezdték vizs-gálni a polóniumból kilépô alfa-sugárzás hatását kü-lönbözô kémiai anyagokra. Az egyik legérdekesebberedményük az volt, hogy ha alumíniumot sugároztakbe, akkor az alumíniumból radioaktív foszfor keletke-zett. Hasonlóképpen a besugárzott magnéziumbólradioaktív szilícium, a besugárzott bórból radioaktívnitrogén képzôdött. Nem akarták elszalasztani a nagylehetôséget – az úgynevezett Bothe-kísérlettel kap-csolatos vizsgálataik során már egyszer elmentek aneutron felfedezése mellett, ami azután Chadwickneksikerült – ezért 1934. januárban bejelentették a Fran-cia Tudományos Akadémián, hogy felfedezték a mes-terséges radioaktivitást. A bejelentés nagy visszhangotváltott ki. Az orvosi, régészeti stb. gyakorlat szem-pontjából ugyanis nagyon nagy jelentôségû volt, hogymesterséges radioaktív izotópokat tudtak elôállítani.Eljárásukat nem szabadalmaztatták, ahogyan az mármegszokott volt a Curie-családban. Az édesanya hatá-rozott álláspontját a tudomány eredményeinek szabadfelhasználásáról lánya is magáévá tette. Marie Curiemegnyugodva hunyhatta le szemét 1934. júliusában.

1935-ben a kémiai Nobel-díjat a Joliot-Curie házas-párnak ítélték az általuk felfedezett „új, mesterségesradioaktív izotópok kémiája területén végzett munká-jukért”. Langevin javaslatára ettôl kezdve közös névenpublikáltak, s így szerepeltek a napilapokban is: IrèneJoliot-Curie és Frédéric Joliot-Curie.

1937-ben Frédéric kilépett a Rádium Intézetbôl ésönálló magkémiai laboratóriumot alapított, ahol meg-építhette Franciaország elsô ciklotronját.

1940. márciusban Frédéric Joliot-Curie-nek sikerülttöbb, mint száz liter nehézvizet hozatnia Norvégiából,de a német invázió közeledtével ezt is ki kellett men-teni Párizsból. Elôször Bordeaux-ba vitték, akárcsakMarie Curie a rádiumot az elsô világháborúban, majdkét kollegája a legfontosabb mûszerekkel és a legutol-só kísérleti eredményekkel együtt átjuttatta Angliába.Az uránkészleteket titokban Marokkóba szállították,ahol egy bezárt bányában ôrizték a háború végéig.

A második világháború alatt Frédéric Joliot-CuriePárizsban maradt. Irène Curie-t tuberkulózisfertôzés-sel kezelték Svájcban, miközben férje – 1942-tôl PaulLangevinnel együtt a francia kommunista párt tagja –a háború vége felé már illegalitásban mûködött Pá-rizsban. A háború után, az akkor elérhetô antibiotiku-mok hatására Irène Curie egészségi állapota sokatjavult és újra be tudott kapcsolódni a kutatásba és amozgalmi életbe. Férje a Szovjetunió által szponzoráltBéke Világtanács elnöke lett, mindketten többszörjártak a Szovjetunióban. A hidegháború idején ezértmár nem jutott hely számukra a francia atomkutatás-ban. A Sztálin halálát követô viszonylagos enyhülésidején 1955-ben még bevonták az Orsay-i nagy fran-cia részecskegyorsító tervezésébe, de legendás mun-kabírását is legyôzte lassan a halálos kór. Leukémiá-ban halt meg, mint édesanyja. Marie Curie 67 évet élt,Irène Curie már csak 59-et.

Kettejük élettörtének van még egy csattanója. Irènelánya – Marie unokája – szintén magfizikus lett, mintahogy magfizikus lett Paul Langevin egyik unokája is.Majdnem egyidôsek voltak: Hélène 1927-ben szüle-tett, Michel 1926-ban. Megismerkedtek, egymásbaszerettek, összeházasodtak. Michel Langevin 1985-ben meghalt, Hélène Langevin-Joliot ma is él. Közösgyermekük, Yves, asztrofizikus. Ha ellátogat Párizsbana Pantheonba, ma már három földi csillag sírjára tehetle virágot, akik neki mind dédszülei voltak: MarieSklodowska, Pierre Curie és Paul Langevin.

✧Végigtekintve a férfiak életútjain, érdekes megfigyel-ni, hogy az apák általában egyedül nyerték el a No-bel-díjat, míg a fiúk mindig megosztoztak a díjon másvalakikkel. Mielôtt bármilyen könnyelmû következte-tést vonnánk le ebbôl, vegyük észre, hogy az apákszükségképpen hamarabb lesznek (lettek) Nobel-díja-sok, mint a fiúk. Minden bizonnyal a tudományoskutatók számának növekedése az oka annak, hogyma már egyre többször adnak ki megosztott Nobel-díjat. Nobel végakarata szerint a díjat legfeljebb háromtudós viheti el egy évben egy-egy kategóriában. Mamár nagyon ritka, ha valamelyik évben egyedül kapja


meg valaki a díjat fizikából. Gábor Dénes 1971-es No-bel-díja óta csak 1982-ben (K. G. Wilson ), 1985-ben(Klaus von Klitzing ), 1991-ben (Pierre-Gilles deGennes ) és 1992-ben (Georges Charpak ) nyertekegyéni Nobel-díjat. A legutóbbi 40 év alatt 35 esetbenegynél többen kapták meg a fizikai Nobel-díjat! Azelsô 40 évben ez a szám 9 volt.

Feltûnô még, hogy ez a nyolc Nobel-díjas férfi mi-lyen hosszú életet élt. Niels Bohr is, aki leghamarabbment el közülük, 77 éves korában halt meg. A fiúkközül mindenki megérte a 80. születésnapját. Ha ge-netikai okokkal szeretnénk magyarázni a hosszú élettitkát, nem kerülheti el figyelmünket az a tény, hogyitt nemcsak az apák, de sokszor az anyák is hosszúéletûek voltak. George Thomson édesanyja (J. J.Thomson neje) 91 évet, Aage Bohr édesanyja (NielsBohr neje) 94 évet élt. A másik két anya életkorát saj-nos nem sikerült kideríteni.

Marie és Irène Curie nem éltek hosszú életet, de ezegyértelmûen a kutatómunkájuk során elszenvedettsugárterhelésnek tudható be. Nagyon valószínû, hogyha Pierre nem halt volna meg a balesetben, akkor semélhetett volna sokáig. Marie édesapja viszont legalább70 évet élt, orvosnô testvére 74 éves volt, amikormeghalt. Pierre édesapja 83 évet élt, testvére, Jacquespedig 85-öt. A „csúcstartó” Marie és Pierre fiatalabblánya, Ève, aki, mint említettük, 103 évet élt. Vagyis ahosszú élet ígérete mindegyikükben megvolt.

Az emberi tulajdonságok genetikai meghatározott-ságának vizsgálata napjainkban is egyik fontos terüle-te a biofizikai kutatásoknak. 2010. júniusban jelent meg

a Science -ben egy cikk arról, hogy egy bostoni kuta-tócsoport mintegy 150 olyan markert, „irányjelzôt”talált a 23 emberi kromoszómapáron, amelyekbôl77%-os biztonsággal tudtak következtetni a hosszúéletre. Természetesen a genetikai örökség csak a le-hetôség, amelynek teljesülése az ember élete soránrengeteg „véletlen” eseménytôl, környezeti tényezôtôlfügg. Igaz ez minden genetikai kódra, arra is, amelyikpéldául a matematikai tehetséget hordozza.

Magyarországon a legjobb iskolák tanárai, és a szü-lôk, akik olyan szerencsések, hogy gyermekeik ilyeniskolába járhatnak, már felismerték ezt. Igyekeznekúgy alakítani a környezeti tényezôket, hogy a tehetsé-get hordozó genetikai kód érvényesülhessen. Azegyetemet végzett szülôk azt szeretnék, hogy az ôgyermekeik is egyetemet végezzenek. A tehetségesgyerek számára az ilyen szülôi háttér ideális környe-zet. Egy demokratikus társadalomban azonban azok-nak a tehetséges gyerekeknek is biztosítani kell afejlôdés lehetôségét, akiket a szülôi ház nem biztat atanulásra.

Nálunk még mindig elég jó a helyzet. A Középisko-lai Matematikai és Fizikai Lapok pontversenyei, azországos tanulmányi versenyek, az Eötvös-verseny, adiákolimpiák alkalmas terepnek látszanak a tehetsé-gek kibontakozásához. Ma már arra is van példa,hogy az Eötvös-versenyen és a diákolimpián is elsôdíjat nyert versenyzô az Angliában tanuló fizikusegyetemi hallgatók versenyét is megnyerte. Csak re-mélni lehet, hogy hallani fogunk még róla. Meg talánmajd a fiáról, vagy a lányáról is. Ha megérjük.

VÉLEMÉNYEK

SZÍNE ÉS FONÁKJA BME, Nukleáris Technikai IntézetMakai Mihály

Az oktatással szembeni egyik fô követelmény: olyanszemléletû és ismeretekkel felvértezett végzôsök kibo-csátása, akik képesek versenyezni a többi ország vég-zôseivel. A követelmények tehát implicit módon adot-tak és viszonylagosak. Az emberiség jelenleg egy nyu-godt korszakát éli, sok tudást halmoztunk már fel, an-nak nagy részét még nem is tudjuk felhasználni. Ez azállapot kényelmessé tesz. Szerencsére a versenyhelyzetfigyelmeztet bennünket a kényelmesség veszélyeire.

A tanulás kemény munka, sokan nem is vállaljákönszántukból, de a körülmények mindenkit rákénysze-rítenek a tanulásra. Létrehoztunk egy mesterséges vilá-got, amely gyorsan összeomlik, ha nem tudjuk fenntar-tani. Átalakítottuk környezetünket, többé már nem lehetvisszatérni a természetes életmódhoz. Átalakult példáulaz építkezés, a társadalmi munkamegosztás, a változá-sok ráadásul egyre gyorsulnak. Jelen írás számba vesz

néhány jelenséget, amelyek a tanulás-oktatás kérdéskö-réhez kapcsolódnak. Célja felhívni az Olvasó figyelmétnéhány jelenségre azzal a triviális céllal, hogy a tanárokés a diákok tegyék meg azt, amit tudnak annak érdeké-ben, hogy a negatív jelenségek visszaszoruljanak, a po-zitív jelenségek pedig megerôsödjenek.

Kezdjük a tanulás-tanítás (röviden: oktatás) néhányáltalános vonásával. Az oktatás egy kiterjedt társadalmitevékenység, a szülô tanítja gyermekét (és fordítva), atapasztalt kolléga munkatársát (és fordítva), tanfolya-mokra járunk, ahol speciális ismereteket (pl. egy újtechnika használatát, egy nyelvet, targonca- vagy autó-vezetést) tanulunk. Mindenki tanul és tanít. Még akipihen vagy szórakozik, az is tanul. Sokan ebbôl élnek(a szerzô sem kivétel). A tanulás nem mindig önkéntes.A szórakozást gyakran összekapcsolják olyan ismere-tekkel, amelyekre a „tanuló” nem kíváncsi. Ilyen tanu-

VÉLEMÉNYEK 351

lást nyújt a reklám, általában a rádió és a tv mûsorainakegy része. A fiatalok ezek elôl menekülnek, amikorolyan adókat hallgatnak, ahol sok a zene, de persze ottsem menekülnek meg az agymosástól.

Az oktatás fontosságát jól példázza néhány országsikere. Például a szervezett oktatás, a tehetségek gon-dozása, segítése a Magyarországénál rosszabb termé-szeti adottságú Finnország gazdaságának megerôsö-dését hozta. További példákat lehet felhozni ázsiai or-szágokból (pl. Korea). Mi ezzel szemben a helyzet Ma-gyarországon? Gyenge minôségû tankönyvek, elsorva-dó reálismeretek, érdektelen, fegyelmezetlen diákokjellemzik a közoktatást. A tanár örül, ha a szülô (vagy adiák) nem veri meg. A tanárok megbecsülése mély-pontra került. Az iskola által nyújtott ismeretek és agazdaság igényei elszakadtak, nem utolsó sorban azért,mert az iskola nem képes modern ismeretek megszer-zéséhez szükséges eszközöket biztosítani. Sebaj, gon-dolhatnánk, ha az iskola nem, talán a média pótolja ahiányokat. Azonban a média az ismeretek gyarapításahelyett – érthetô módon – a szórakoztatást részesítielônyben, esetenként alantas ösztönöket szolgál ki. Atv, a rádió egyes mûsoraiból avítt szemlélet árad: levi-tézlett filozófiák, rég használhatatlannak ítélt, verseny-képességet nem biztosító dogmákat terjesztenek. Eköz-ben megelôznek bennünket kedvezôtlenebb adottságúországok (pl. a korábban említett Finnország), mertmegértették: csak a magas szintû oktatás, a használhatótudás segítségével juthat elôre a közösség. Szûkítsük lea témát, vizsgáljuk kizárólag az ismeretterjesztés és akönyvkiadás néhány jellemzôjét!

A tudatlanság határai

Egy ország mûveltségét több módon lehet jellemezni,például a tudás általános szintjével, egy-egy területkiemelkedô mûvelôinek tudásával, az analfabétákszámával. Az ismeretek egy része (többnyire az abszt-rakt tudás) tudományos mûhelyekbôl származik. Vizs-gáljuk meg egy példán keresztül, hogyan adják áttudásukat az élvonalbeli tudósok.

A CERN-ben megépült az LHC nagyberendezés(Large Hadron Collider = Nagy Hadronütköztetô). Aberendezés célja annak vizsgálata, hogyan viselkedikaz anyag olyan körülmények között, amely az Univer-zum korai idôszakában állhatott fenn. Egy drága be-rendezés megépítése komoly elôkészülettel indul:szabatosan meg kell fogalmazni, mi a tanulmányozan-dó jelenség, milyen eszközökre van szükség, milyenjelenségek várhatóak (egy bonyolult berendezésbengyakran elromlik valami, az ilyen meghibásodásokatis kezelni kell tudni). Egy CERN-ben írt tanulmány-ban,1 ahol a szerzôk azt a kérdést vizsgálták, hogy az

1 CERN: A Nukleáris Kutatások Európai Tanácsa francia elnevezé-sének rövidítése. A szóban forgó jelentés: A. Dar, A. De Rújula,Ulrich Heinz: Will relativistic heavy-ion colliders destroy our pla-net? CERN-TH/99-324

LHC-ben a nagy energiasûrûség miatt kialakulhat-e

egy „fekete lyuk”, az pedig minden anyagot elnyel,így aztán a kísérlet egyik mellékhatása az lehet, hogymegsemmisül elôször az LHC, azután a környezete,majd végül az egész világ egyetlen fekete lyuk lesz.Az Ítéletnap-forgatókönyv vizsgálatát Frank WilczekScientific Americanban megjelent2 tanulmánya ösztö-

2 F. Wilczek: Reply to „Black Holes at Brookhaven” by W. L. Wag-ner. Scientific American 281 (July 1999) 5.3 New Scientist 2340 (2002) 23.4 Az Olvasó további részleteket talál Makai M.: Merre vagy szellemnapvilága? Typotex, 2004, 5. fejezetében.

nözte, ami viszont W. L. Wagner írására reflektált,ebben vetôdött fel az Ítéletnap-forgatókönyv. Wagnerfelvetése meghökkentô: elnéztek valamit a tervezés-kor? Elfojtották néhány kritikus véleményét? A tanul-mány ugyan kimutatja, nem kell félni az Ítéletnap-forgatókönyvtôl, de a kétely a jelentés olvasójábanmár gyökeret vert: Lehet hogy valami hiba van a kí-sérlet elôkészítésében? A választ végül részecskefizi-kus kollégák adták meg. Wagner felvetése egy hipoté-zisre épül, a hipotézis erôsen vitatott, mindmáig bizo-nyíthatatlan. Mint kiderült, az LHC-ben végbemenôütközések a körülbelül 10 milliárd éves Univerzum-ban gyakoriak, és lám, a Világegyetem ma is áll. AzÍtéletnap-forgatókönyv tehát lényegtelen.

Lehet-e csodálkozni, ha egy bulvárlap felkapja afentihez hasonló írásokat, és világgá kürtöli: Az LHCeltünteti a Földet! Hol húzódik hát a határ a kutatóiszabadság (ebben az esetben egy hipotézis következ-ményeinek elemzése) és a tájékoztatás felelôsségeközött? Szakismeret vagy demokrácia?

A fenti eset nem egyedi. J. R. Minkel kijelentette:3 Avilág egy hologram! A Nobel-díjas Robert Penroseszerint a világ egy számítógép. E bombasztikus kije-lentések nem minden alap nélküliek, de valójábancsak egy analógiára akarják felhívni a figyelmet. Azemlített analógiákat a tudomány eladhatósága tesziszükségessé. De miért nehéz eladni a tudományt?Ugyanakkor miért könnyû eladni az áltudományt? Aválasz nem bonyolult.4 A tudomány szikár tényeketkínál, ráadásul a tények gyakran igen kényelmetle-nek. Az áltudomány viszont reményt ad. Ki ne része-sítené elônyben a csalóka reményt még egy remény-telen helyzetben is?

Ugyanakkor figyeljünk fel arra, hogyan hoz döntéstegy bank, egy biztosító, ahol nagy veszteséggel járminden hibás döntés. Kizárólag racionális elemzések,jól kipróbált módszerek jönnek szóba. Vessük eztössze például a médiával (ne feledjük, fô céljuk aszórakoztatás, a reklámoknak minél nagyobb hallga-tottság biztosítása, nem pedig egy nehéz döntés meg-hozatala)! Jósok, jövendômondók, táltosok, távgyó-gyítók szórakoztatják az erre vágyó nagyközönséget,a nézôk ezeket a mûsorokat szabad akaratukból vá-lasztják. Ugyanakkor nem szeretnénk, ha döntéseink-ben a fenti módszerek vennék át a vezetô szerepet.Különösen nem szeretnénk, ha az adóból mûködtetettállami intézmények döntéseit alapoznák meg e mód-szerekkel. Ez nyilvánvalóan ellensúlyozást követel.


Ugyan mi másra hárulna ez a hálátlan és meg nemfizetett munka, mint az oktatásra? Többek között atanárok kötelessége, hogy alkalomadtán felhívják adiákok figyelmét arra, hogy a média által propagáltszellemiség alkalmazása a hétköznapokban komolyhátrányokkal járhat.

Korábban a média szereplôi mûvelt emberek voltak.Ma a médiaszemélyiségek egy része azzal kérkedik,mennyi mindenhez nem ért. Gondoljon az Olvasó a va-lóságshow (Való Világ ) alkalmilag felkapott hôseire.5

5 Megjegyzem, a nézôk (hallgatók) döntô többsége saját akaratá-ból választja ezeket a mûsorokat is.6 Például az ELTE portálján megjelent egy, a gazdaság jövôjéttárgyaló tanulmány, amit pár újság is ellenôrzés nélkül felkapott.Ezután az ELTE felkérte a szerzôket, ne használják magánvélemé-nyük közlésére az egyetem honlapját. A dolog pikantériája, hogy azegyik szerzô mind a mai napig úgy gondolja, közgazdasági tárgyúírásában a Csillagászati Tanszék(!) közös véleménye tükrözôdik.7 Magyar Tudományos Akadémia8 Mûszaki és Természettudományi Társaságok Szövetsége9 Eötvös Loránd Fizikai Társulat

A mûsorok készítôi, szereplôi, szerkesztôi nem veszikészre, hogy az ôket, illetve mûsoraikat hallgató fiatalokelé akaratlanul is sokak által nemkívánatosnak tartottpéldát állítanak, amit ismét a szerencsétlen, megbecsü-lést nélkülözô tanároknak kell helyrehozniuk.

Érdemes megjegyezni, hogy általános jelenség sajátelônyök biztosítása során másoknak kárt okozni. Ez agazdasági életben is gyakori magatartás mára már telje-sen elfogadottá vált. Figyelemre méltó, hogy a közgaz-daságtan ugyan régen felismerte, nem érdemes olyantevékenységet folytatni, amelynek pénzügyi mérlegenegatív. Azonban a mérlegben csak a saját tevékeny-ségre gyakorolt hatások szerepelnek, a gazdaság többiszereplôjének okozott kár (ezt tapintatosan externáliák-nak nevezik) nem. Ugyanakkor az iskolától elvárják,hogy a közösség számára nélkülözhetetlen erényeket(a közösség érdekeinek figyelembe vétele, az önfelál-dozás stb.) elfogadtassák az ifjúsággal.

Érdemes figyelmet fordítani a tudás technikai olda-lára is. Két generáció alatt megváltozott a világ. Koráb-ban egy faluban a „tudás” forrása a pap és a tanító volt.Ma az internet és a könyvtár segítségével egy gyermekis könnyen nagy mennyiségû információhoz juthat. Azinternet azonban demokratikus elvekre épülô eszköz,oda bárki bármit ellenôrzés nélkül feltehet. Az internet-felhasználó téves ismeretekre tehet szert, amennyibenaz internet nem ellenôrzött részérôl származó informá-ciókat használ. Ha ezt az Olvasó összeveti az egyéniérdekek túlhangsúlyozásával, máris világos, jó üzlet azinternetet csalásra, mások becsapására, vagy egysze-rûen csak a saját, nem létezô tudásunk magasztalásárafordítani. Ezért célszerû az internetrôl származó infor-máció alapos, több oldali ellenôrzése. Ne tévessze mega felhasználót egy-egy honlap hangzatos neve6 (pl.SZINTÉZIS Szabadegyetem). Itt említem meg, hogy atudomány vezetô intézményeinek (MTA,7 egyetemek,MTESZ,8 ELFT9 stb.) honlapjaira felkerülô információt iscélszerû lenne kizárólag szakmai szempontok alapjánszerkeszteni, és az információ mellett feltüntetni a szer-kesztôk nevét.

Hogyan terjed a sötétség?

Az absztrakt tudás egy bonyolult közvetítô hálózatsegítségével jut el a nagyközönséghez. E hálózat részeegy sor oktatási intézmény, a könyvkiadás, a kutatókközötti kommunikáció különféle formái (szemináriu-mok, konferenciák, kongresszusok), a folyóiratokserege, a szakkönyvkiadás, a tankönyvek és jegyzetekmegjelentetése.

Láttuk, a kutatók közötti vitákban gyakran elhang-zik érdekes, de vitatható nézet is. Amennyiben eztkritika nélkül kapja fel egy ismeretterjesztô fórum,kellemetlen helyzetben találja magát. Hozzáteszem,ebben nem az ismeretterjesztés hibás. A kutatókgyakran lépnek félkész, ellenôrizetlen eredményekkela nyilvánosság elé. Az ok: a kutató óhatatlanul túlbe-csüli saját eredményeit. Erre jó példa a hidegfúzióesete. Nem hallgatható el az sem, hogy egyes szer-kesztôk szívesebben közölnek egy ingatag alaponálló, szakmaiságot nélkülözô, mint egy alapos, dekevésbé meglepô következtetésre jutó elemzést. Ezviszont már a szerkesztô felelôssége.

A helyzet a könyvkiadásnál sem jobb. A kiadóttöbbnyire a vélt anyagi haszon vezérli, egyes kiadókennek vetnek alá minden egyebet. Itt is igaz azonban,hogy a téves vagy tudománytalan nézetek az olvasók-nak okoznak kárt, miközben a kiadónak hasznot hoz-nak. Erre késôbb mutatok egy kiváló példát.

A kiadók esetében a kiadványok színvonalát erô-sen meghatározza a kiadó politikája. Ahol gondosszerkesztés elôzi meg egy kiadvány nyomtatását – akéziratban megbúvó elírások, hibák kiszûrésével istörôdnek –, ott színvonalas, megbízható munkák je-lennek meg. A kalózkiadványok, a sebtében, lehetô-leg olcsón elkészített könyvek feltehetôen több kártokoznak, mint amennyi hasznot hoznak. Ezért azttudom javasolni az Olvasónak, hogy részesítse elôny-ben a neves kiadók munkáit, vásárlás elôtt kritikusszemmel olvasson bele a könyvbe, ha helyesírási hi-bát, elírást, pontatlanságot talál, feltehetôen csalódnifog a kiadványban.

Elérkeztünk egy kényes ponthoz. Arról van szó,nem könnyû megmondani, melyik nézet haladó, me-lyik nézet túlhaladott. Ráadásul idôrôl-idôre kiadnakrégi könyveket is, bennük esetenként túlhaladott né-zetekkel. Természetesen szeretnénk, ha minden hoz-záférhetô lenne, és magunk dönthetnénk el egy kiad-vány értékét. Helytelen, ha a Nôk Lapja horoszkópotközöl? Elvárható egy szerkesztôtôl, hogy eligazodjon abotrányokkal terhes tudományos publikációk között?Ráadásul a természettudományok még többé-kevésbéobjektívek, de mi van a közgazdaságtan, a szociológiavagy a politológia területén? A vélemények sokszínû-ségének teret kell adni megfelelô helyen (pl. a szóra-koztató hírek, vagy a vélemény rovatban). Hiba azon-ban, ha egy újság szubjektív szempontok alapján úgyállít be egy bombasztikus hírt (pl. az LHC veszélyei-rôl), hogy elôtte nem tájékozódik körültekintôen. Ki-emelten nagy a tudományos fórumok felelôssége. Abíróságok egyes országokban kiemelt fontosságot tu-

VÉLEMÉNYEK 353

lajdonítanak a tudományosan elfogadott eljárásoknak,módszereknek. De mit jelent a tudományosan elfoga-dott? A tudományos eredmények konferencia-elôadá-sokban, szakcikkekben, monográfiákban kerülneknapvilágra. A szakcikkek elfogadását lektorálás elôzimeg. Egy idén júniusban Floridában megtartott konfe-rencia azt elemezte, miért olyan megbízhatatlan a tu-dományos cikkek referálásának folyamata. Ennek kap-csán megkérdezhetjük: ha a referálás nem mûködik,akkor mitôl tudomány a tudomány, hiszen a megjele-nô cikkeket lényegében véletlenszerûen válogatják ki.Sajnos a kérdésre még nincs válasz. Az egyéni eljárá-sok, ismeretek „kiaknázásának” módszereit elôszere-tettel alkalmazzák az ügyvédek is. Egy amerikai ügy-védismerôs szerint nem gond egy adott következtetés-re jutó szakértôi vélemény elkészíttetése, csak tudnikell, kihez kell fordulni.

Ebben az ellentmondásoktól terhes környezetbenkell tehát a tanároknak segíteniük a diákokat abban,hogy zsebpénzükbôl milyen könyveket vegyenekmeg, vagy melyik könyvet kölcsönözzék ki a könyv-tárból. A diákoknak versenyezniük kell az EurópaiUnió többi országa diákjaival. Jó volna elérni, hogy azavítt, réges-rég használhatatlannak ítélt nézeteketinkább a versenytársaknak ajánlják az „illetékesek”(kiadók, lektorok, szerkesztôségek stb.), az itthoniesélyeket növelve.

Hogyan szerezzük be a szükséges információt (pl.kíváncsiak vagyunk a C-vitamin képletére), amikorszükségünk van egy tényre? Az esetek többségébenezt az eljárást követjük: megkérdezünk valakit a kör-nyezetünkben aki feltehetôen tudja a választ, mond-juk megkérdezünk az iskolában egy szaktanárt. Akapott válasz lehet, hogy helyes, de lehet hibás is. Hanincs válasz, régebben valamilyen megbízhatónaktartott könyvhöz (pl. lexikon) fordultunk. A lexikon-ban található adatokat gondosan ellenôrzik, kicsi avalószínûsége annak, hogy a válasz hibás lesz. Ha ottsem találjuk a választ, tovább keresünk. Ma már ké-zenfekvô a keresést az interneten kezdeni. De mittudunk az internet adatainak megbízhatóságáról? Azellenôrzött, megbízható adatok sok munkát kívánnak,ezt nem mindenki tudja biztosítani, ezért az interne-ten található adatok megbízhatósága attól függ, me-lyik weboldalról töltjük le a kívánt adatot.

A minôségbiztosítás kiemelt szerepet kap a kere-sésben. Az internetes oldalak semmilyen támpontotnem adnak arról, milyen eljárással ellenôrizték azáltaluk közölt adatokat. Egy blogban semmilyen el-lenôrzés nincs, egy moderált fórumon általában csakfelületes, nem tartalmi ellenôrzést (szûrést) végeznek.Ez természetesen a megtévesztés melegágya. Mûköd-nek tudományosnak tûnô portálok, ahová ellenôrizet-lenül bárki bármit feltehet. A szabadság nem tûri,hogy akár az MTA és intézetei, akár az egyetemekhonlapjain bármilyen ellenôrzést bevezessenek, aszerzôk azonnal cenzúrát emlegetnek.

A könyvekkel sem más a helyzet. Korábban akönyvkiadás alapja egy jól kidolgozott szerkesztôségigyakorlat volt. Olyan szerzôk mûveit adták ki, akikrôl

feltételezték, hogy értékes munka kerül ki a kezükalól. A kéziratot gondosan ellenôrizték, a helyesírás, aszerkesztés, a stílus a kiadóra jellemzô volt, méggyakran a szedô is jelezte, ha elírást talált valahol. Mamás a helyzet. Léteznek ugyan a régi elven mûködôkiadók, de a kiadványok egy része színvonaltalan,gyakran még neves kiadók esetében is.

Az egyéni információforrás (kommüniké, nyilatko-zat, közlemény stb.) gyakran alapja a médiában talál-ható információnak. Ez a politikai hírektôl a tudomá-nyos ismeretterjesztésig mindenütt igaz. Ha egy intéz-ménynek nincs autentikus forrása, az általa tovább-adott vagy feldolgozott információ ingatag alapon áll.Így fordulhat elô, hogy szándékosan vagy akaratlanul(és a kettô között nem tudunk különbséget tenni)ellenôrizetlen információval van tele az „információstér”, az olvasó pedig csak kapkodja a fejét a hírek,álhírek özönében. Ez a helyzet persze azoknak ked-vez, akik becsületes eszközökkel gyorsan leleplezôd-nének. Ebben a helyzetben nagy a hírszerkesztôkfelelôssége, hiszen mindenki talál olyan „szakértôt”,aki a szerkesztô által preferált nézetet támasztja alá.

A könyv varázsa

Az elôzô pontban számbavettük a könyvkiadás sze-replôinek (kiadó, szerkesztô, lektor, szerzô) szerepét.Ne feledkezzünk el azonban a sor végén álló olvasó-ról sem. Ô veszi meg a könyvet, többnyire a könyvhiányos ismerete alapján. Vegyük most sorra, kinekmi az érdeke. A kiadó érdeke általában a profit, azazminél nagyobb példányszámban eladni egy könyvet.A lektor érdeke, hogy a könyvkritikusok (ôk befolyá-solják a leendô olvasókat) ne találjanak a könyvbenkivetnivalót. A szerkesztô érdeke, hogy a könyvkönnyen olvasható legyen, jól nézzen ki, tükrözze akiadó arculatát (formában, szellemiségben, igényes-ségben). Minthogy a fenti láncban az olvasó a kulcs,az olvasó meggyôzése kulcsfontosságú. Az olvasómeggyôzésére szolgálnak a reklámok és a bújtatotthirdetések. Ezek is valójában reklámok, de mivel areklám ma már egy szégyenletes dolog, ezért valamimásként, például kulturális hírként igyekeznek feltün-tetni, amiben az a trükk, hogy a kultúra egy szegény,istápolásra szoruló terület, a hirdetô jószolgálatkénttudja eladni a burkolt reklámot.

Itt tehát az érdekek harcát látjuk. A sor végén állóolvasónak kell eldöntenie, igaz-e a kiadványról szólóinformáció, vagy csak üres frázis. De hogyan tudjaeldönteni mondjuk egy gombák iránt érdeklôdô ol-vasó, hogy a megjelent gombákról szóló könyvetszakember írta, a szerkesztô és a lektor kiszûrte agombákat bemutató rajzok közül azokat, amelyeketvéletlenül felcseréltek, a gombák színe közel van avalósághoz, annak alapján tényleg meg lehet külön-böztetni a mérges és ehetô gombákat? Ha pedig van-nak olyan gombák, amelyek mérges voltáról a gom-bászok véleménye megoszlik, akkor ezt is helyesenírja le a szerzô?


Igaz vagy hamis? Ez tehát a kérdés, amit valójábana könyv kiadója, a közvetítôhálózat (hirdetések, isme-retterjesztôk, tanárok stb.) már eldönt azzal, ahogyanvéleményét közreadja. Ebben a küzdelemben na-gyobb szerepet kellene kapnia az iskoláknak és apedagógusoknak, amit egyúttal meg is lehetne fizetni.Itt most nem térünk ki a reklám módszereire, a kriti-kátlan tömjénezésre, vagy egyéb vadhajtásokra. Meg-jegyezzük azonban, hogy különösen kívánatosnaktûnik az egészségügy területén kiadott mûvek kritikaiismeretterjesztése, amibe természetesen az orvosokatkellene (ismét kellô fizetség fejében) bevonni. Ez aterület kiválóan alkalmas arra, hogy bemutassuk anéhány varázsszóra épülô reklámok fogásait. Elôszöris jól ismert kulcsszavakat kell használni, mint pél-dául: információ, méregtelenítés, természetes alap-anyag. De mi a méreg? Mi az információ? E fogalma-kat az említett kiadványokban többnyire homály fedi.Kivételesen vegyünk egy konkrét esetet. A szóbanforgó könyv részletes kritikája elérhetô a http://www.elft.hu/konyvsarok/kritika/ weboldalon.

Tom Stonier: Információ és az Univerzum belsô szer-kezete címû könyvét a jó nevû Springer Hungarica ki-adó adta ki 1993-ban. Úgy tûnik, a fizika talányos fo-galmai továbbra sem hagyják nyugodni a nagy gondol-kodókat. A kozmológia, a kvantummechanika olyanszokatlan fogalmai, mint a fekete lyuk, a határozatlansá-gi elv, már megszokott témája filozófusoknak, ortopéd-orvosoknak, nyelvészeknek és biológusoknak. Az utób-bi években az említett témákhoz társult a statisztikusfizika néhány egzotikus témája, mint az irreverzibilitás,az entrópia és az információ. Ez utóbbi az intelligenstervezéshez fûzôdô kapcsolata miatt is népszerû téma.

A könyv szerzôje a futurológia professzora, kép-zettségét tekintve biológus és informatikus. Irigylésreméltó lelkesedés és elszántság kell ahhoz, hogy egyszerzô körülbelül 160 oldalt írjon egy számára teljesenidegen témáról. Mielôtt a könyvrôl beszélnék, párszót kell szólni a témáról.

A könyv alapvetôen az információról szól. A szerzôadós marad az információ definíciójával, hacsak nemtekinti az alábbi mondatot annak: „Az információ min-den fizikai törvényt kifejezô egyenletnek implicit al-kotórésze” (36. oldal). A könyv végén, mintegyösszegzésképpen ezt olvashatjuk a 111. oldalon:

„A Világegyetem szerkezete legalább három összete-vôt tartalmaz: anyagot, energiát és információt; az in-formáció éppen úgy elválaszthatatlanul a Világegyetemszerkezetének a része, mint az anyag vagy az energia.”

Az információ tehát mindenütt jelen van, csaképpen nem tudjuk, mi is az. Mi játssza az adó, mi avevô szerepét, mi a zaj, mi a jel? A szerzô homályosfogalmához leginkább a kölcsönhatás áll közel, hi-szen a kölcsönhatásban álló objektumok egyikét lehetadónak, a másikat vevônek tekinteni, a kölcsönhatáspedig helyettesíthetô egy jellel, amelyet az adó bocsátki és a vevô felfog. Azonban amíg a kölcsönhatásfogalma a fizikában fölöttébb gyümölcsözônek bizo-nyult, addig nem világos, milyen új eredmény várhatóaz így bevezetett információtól.

A legtöbb nagy gondolkodóban olthatatlan vágy él,hogy kifejthesse nézeteit az információ és az entrópiakapcsolatáról. Biológus szerzônk esetében ez a vágy amásodik fôtétel hibás felírásához (40. o.) vezetett. Aszerzô összekeveri a belsô energiát és az entrópiát (41–42. o.). Innentôl fogva nem érdemes a szerzô által tag-lalt fizikai kérdésekrôl beszélni. De érdemes megje-gyezni, ez a fajta eszmefuttatás nem elôdök nélküli. Aposztmodern gondolkodók (pontosabban filozófusok,mint Gilles Deleuze, Felix Guttari, Jacques Derrida;nyelvészek, mint Martin E. Rosenberg és a névsor mégfolytatható) szívesen elmélkednek azon, hogyan is le-hetne a statisztikus fizika egyes fogalmait (entrópia,káosz) alkalmazni mondjuk a társadalomtudományok-ban (Régis Debrey, Michel Serres ). A tárgyismeret hiá-nya egyáltalán nem zavarta a merész gondolkodókat.

A szerzô megírta a kéziratot, mert úgy gondolta,szétfeszítik a bölcs gondolatok. A kiadó kiadta, mertúgy gondolta, sok pénzt kereshet vele. Sok-sok tanárés diák fogja majd megvásárolni, és majd dôl a pénz.De mi van a szerkesztôvel, a lektorral, a sorozatszer-kesztôvel? A lektor jó nevû fizikus, ô – biztos forrás-ból tudom – tudja mi a különbség az entrópia és abelsô energia között. Esetleg csak a szûkebb értelem-ben vett nyelvi lektorálásra szorítkozott? Vagy tiltako-zott a kiadónál, csak nem tudott érvényt szerezni kifo-gásainak?

A végeredmény lehangoló: a könyvet megvásárlótanárokat és diákokat a kiadó, a szerzô, a szerkesztôés a többi közremûködô rútul rászedte, értéktelenmunkát kapnak a pénzükért.

Következtetések

Az érdekek felszabdalták világunkat, ez alól az isme-retek sem kivételek. Bemutattuk, hogy az ismeretekmegszerzésnek és továbbításának folyamata önmagá-ban is problémákat hordoz. Láttuk, hogy az elsôkéz-bôl származó ismereteket is célszerû kritikával fogad-ni, ennek következtében a sietve továbbított bom-basztikus hírek magukban hordozzák a súlyos téve-dés kockázatát.

Ha ehhez hozzáadjuk a szabadság (szabadosság?)következtében elôálló lehetôségeket, a tévedés koc-kázata sokszorosára nô. Az ismeretterjesztésben dol-gozók számára a megfontoltságot, az információktöbbszörös ellenôrzését lehet ajánlani, amivel a téve-dés kockázata csökkenthetô. A tévedések elleni küz-delem oszlopai lehetnek a tanárok. Ôk képesek kiala-kítani saját környezetükben a megbízható önvédelmimechanizmusokat, a felmerülô bombasztikus híreketmegszûrni, kialakítani saját ellenôrzési mechanizmu-saikat és ezek segítségével megvédeni a kiszolgálta-tott diákokat a saját érdekeiket szolgáló kiadók, szer-kesztôk és szerzôk ellenében. A tanárok ez irányúmunkáját segíthetné a szervezett továbbképzés is.

A tudományos megközelítés nem véletlenül erôsenkonzervatív. Csak a kellôen ellenôrzött ismeretekállják ki a tudományosság próbáját. Hosszú távon

VÉLEMÉNYEK 355

bizton állíthatjuk, a sokrétû ellenôrzés elveti a hibás

Ábra a Vermes Miklós féle példatárban megjelent feladathoz.

O P

nézeteket. Ne legyünk mindentudók, ha valamit nemtudunk, kérjünk segítséget! Sajnos nehéz megmonda-ni, pontosan milyen forrásból szerezhetôk be megbíz-ható ismeretek. Ha próbálkozásunk kudarcba fulladt,egy új ismeretet nem tudunk sem megerôsíteni, semmegcáfolni, bátran mondjuk meg: ez az információellenôrizetlen. Elôbb-utóbb ki fognak alakulni azok acsatornák, amelyek révén megbízható tudásra tehe-tünk szert.

Legyünk racionálisak, fogadjunk mindent egészsé-ges kétkedéssel! Tartsuk karban az ellenôrzési mecha-nizmusokat: legyenek viták, beszélgetések. Az LHC-vel kapcsolatos tévhiteket ki lehetett volna szûrni, haa kérdést megvitatják (pl. egy szemináriumon). Ve-gyük észre azonban, hogy senkit sem lehet kényszerí-

teni nézetei megváltoztatására. Az nem szokásos,hogy egy intézeti belsô jelentésre ráírják, hogy X és Yezt badarságnak tartja, de a Tudományos Tanács(egyébként teljesen formális) jóváhagyására sincsszükség a jelentés kiadásához. Az esetek többségébenazonban elegendô, ha a jelentésen ott találjuk a lektornevét (ez gyakran az adott munka vezetôje). A vitákjól szolgálják az információáramlást. Adjuk át tapasz-talatunkat, vegyük át másokét.

Azoknak, akik abból jutnak jövedelemhez, hogyavítt ismeretekkel traktálják a diákokat, azt ajánlom,inkább versenytársainknak adják át nézeteiket, fölös-leges rontaniuk a hazai, amúgy is egyre romló ver-senyképességet. Ha valakinek van ötlete, hogyan le-hetne ezt elérni, kérem közölje a szerzôvel vagy aszerkesztôséggel!

A FIZIKA TANÍTÁSA

ÉSZREVÉTEL EGY MEGOLDÁSHOZ A KÖMALP. 4225. FELADATA KAPCSÁN Budapest

Holics László

Az egyik soproni Vermes Miklós fizikaversenyen Ver-mes Miklós tanár úr példatárában található feladatszerepelt, nyílván a könnyítés érdekében tett kis vál-toztatással (KöMaL 2010/5 P. 4225 feladata). Az erede-ti szöveg így hangzott: „Egyszerre indul egy golyó azα szögû lejtô tetejérôl és egy golyó O -ból ferdén elha-jítva. P pontba egyszerre érkeznek, egyenlô sebesség-gel (lásd ábra ). Mekkora szögben kellett a másodikgolyót elhajítani?” (Vermes Miklós: Mechanika példa-tár. Mûszaki Kiadó, Budapest, 1972, 60. feladat.)

A Vermes-verseny Feladatkitûzô Bizottsága elhagy-ta a második követelményt, hogy P -ben a két golyósebessége egyenlô nagyságú legyen. Ezzel a könnyí-téssel a KöMaL -ban közölt megoldás kifogástalan, ésaz elhajítás szögére a lejtô (tetszôleges!) α szögénekfüggvényében a feladat megoldásaként a következôösszefüggést adta:

vagyis bármely α szögû lejtô esetén található egy

β = arcctg⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

12

sin2α ,

olyan β szög, amely alatt O -ból elhajítva a golyót,egyszerre érkezik a P pontba a lejtôn lecsúszó golyó-val. (Mind az eredeti, mind a P. 4225. feladat megol-dásában kiesik a hajítás kezdôsebessége, valamint a gnehézségi gyorsulás.)

A Vermes féle példatárban található „megoldásban”tanulságos hiba bújik meg. A megoldás szerint a kér-dezett hajítási szög egyetlen képletbe foglalható a lejtôhajlásszögének függvényében (az eredeti jelöléssel):

ahol x az elhajítás szöge (amit a versenybeli megoldás

cosx = cosα2

,

β-val jelöl).A valóság azonban az, hogy az idézett „eredmény”

a kettôs követelménynek (azonos idô, egyenlô sebes-ség) csak szükséges, de nem elégséges feltételét adjameg! Ebbôl az eredménybôl az következne, hogy bár-mekkora szögû lejtôhöz található olyan hajítási irány,amelyben O -ból eldobva a golyót, azonos sebesség-gel és ugyanabban az idôben érkezik a lejtôn mozgógolyóval P -be. Ennek ellenôrzésére vagy cáfolatárafel kell venni egy számszerû adatot, hogy egy tetszô-leges szögû lejtôvel megoldható-e a feladat.

Legyen a lejtô magassága h = 1,25 m, hajlásszögepéldául α = 60°! Elôször keressük meg a megoldásáltal meghatározott β hajítási szöget!

β = arccos cosα2

= arccos cos60°2

= 75,522° .


A lejtôn lecsúszó test végsebessége

Ábra a megoldáshoz, az itt szereplô v0 a szövegben vhaj, illetve vcs ésazonosságuk miatt csak egyszerûen v -vel szerepel.

O P

v0

v0

v0

v0 cosb

v0 cosaab

A lecsúszás ideje:

v = 2 g h = 25 m 2

s2= 5 m

s.

Ha megköveteljük, hogy az elhajított golyó P -beli

tcs = vg sinα

=5 m

s

10 ms 2

sin60°= 0,5774 s.

sebessége is 5 m/s nagyságú legyen, akkor az indításisebességének is ekkorának kell lennie (azonos szintreérkezik!). Mennyi idô alatt ér az eldobott golyó P-be?A hajítási idô képlete alapján

ami azt jelenti, hogy noha valóban azonos nagyságú

T = 2 v sinβg

=

=2 5 m

ssin75,522°

10 ms 2

= 0,9682 > 0,5774 s,

sebességgel ér mindkét test a P pont x koordinátájúhelyére, de az elhajított golyó még a levegôben van,vagyis nem is találkoznak, mert a hajítás távolsága

Ha megköveteljük, hogy a két test futásideje P -ig azo-

xmax =v 2

0 sin2βg

=25 m

s2sin(2 75,522°)

10 ms2

= 1,21 m!

nos legyen, sebességük lesz különbözô: ha T = tcs ak-kor az elhajított golyó sebessége (O-ban és P-benegyaránt)

azaz a két követelmény nem teljesül egyszerre. Sôt,

v = g T2 sinβ

=10 m

s 20,5774 s

2 sin75,522°= 2,982 m

s< 5 m

s,

mi több, nem is a P -ben találkoznak, hanem csak az ykoordinátájuk (szintjük) lesz azonos, mert ennek asebességnek a vízszintes komponensével az adott idôalatt az elhajított test csak

utat tesz meg, míg a P pont az O -tól

x = v cosβ T =

= 2,982 ms

cos75,522° 0,5772 s = 0,430 m

Az eredeti feladat követelményei egyszerre csak

d = htgα

= 1,25 mtg60°

= 0,722 m re van!

egyetlen, meghatározott hajlásszögû lejtô esetén telje-

síthetôk az egyetlen hajítási szöggel. Ennek meghatá-rozása a következô.

Megoldás. Keressük elôször a hajítás β szögét! Azadatokat a mellékelt ábra tartalmazza. Írjuk fel azokataz összefüggéseket, amelyeket biztosan tudunk a fo-lyamatról!

Az elhajított test akkor érkezik a lecsúszó testtelegyszerre a lejtô P pontjába, ha kezdôsebességénekvízszintes komponense megegyezik a lejtôn lecsúszótest átlagsebességének vízszintes komponensével. Azátlagsebesség viszont – egyenletesen gyorsuló moz-gás lévén – a végsebesség fele, tehát:

ahol β a hajítás szöge, α a lejtô hajlásszöge. Figyelem-

vhaj cosβ =vcs

2cosα,

be véve azt a követelményt, hogy azonos nagyságúsebességgel érkezzenek P -be, a sebességekkel egy-szerûsíthetünk:

A két szög között ennek az összefüggésnek feltétlenül

(1)cosβ = cosα2

.

fenn kell állnia, de ez nem jelenti azt, hogy a feladat-nak bármely α szög megfelel!

További összefüggések, amelyeknek teljesülni kell:a hajítás ideje meg kell, hogy egyezzék a lecsúszásidejével. (Ha csak az (1) követelményt elégítjük ki, azelhajított test x koordinátája megegyezik ugyan a le-csúszó test x koordinátájával a P pontban, de az ykoordinátája korántsem lesz addigra 0!) Ebbôl a köve-telménybôl adódik, hogy thajítás = tcsúszás, azaz:

vagyis a szögek között még egy összefüggésnek kell

2 vhaj sinβg

=vcs

g sinα,

teljesülnie. Ez azt jelenti, hogy csak egyetlen szögpáresetén teljesülhetnek a feladat követelményei! Egy-szerûsítés után:

(2)2 sinβ = 1sinα

.

A FIZIKA TANÍTÁSA 357

Az (1) és (2) egyenletrendszert megoldjuk. A pitago-raszi összefüggéssel áttérünk koszinuszokra, mert az(1) egyenlet azok között ad összefüggést. A (2)egyenlet négyzetre emelve:

(1)-bôl cosα = 2 cosβ helyettesítésével:

4 1 cos2β = 11 cos2α

.

A nevezôvel szorzunk:

4 1 cos2β = 11 4 cos2β

.

A kijelölt mûveleteket elvégezzük:

4 1 cos2β 1 4 cos2β = 1.

Az egyenletet rendezzük:

4 4 cos2β 16 cos2β 16 cos4β = 1.

Ennek az egyenletnek cos2β-ra a megoldása:

16 cos4β 20 cos2β 3 = 0.

Csak a második értéknek van értelme:

cos2β = 20 ± 400 4 16 32 16

=1,07569

0,17431.

A feladat eredeti kérdésére válaszoltunk. Érdekelhet

cosβ = 0,17431 = 0,41750, tehát

β = arccos0,41570 = 65,32° .

minket azonban az is, hogy mekkora a hajlásszögeannak a lejtônek, amely esetén egyáltalán teljesülhet afeladat mindkét követelménye (egyszerre érkezzeneka P pontba és ott azonos legyen a sebességük nagysá-ga). Az (1) egyenletbôl következik, hogy

Egyetlen más lejtôn sem sikerülhet a mutatvány. A

cosα = 2 cosβ =

= 2 cos65,32° = 2 0,41750 = 0,83501,

tehát

α = arccos0,83501 = 33,38° .

kezdôsebesség nagyságától független az adat, a kü-lönbözô kezdôsebességek esetén a pályák hasonlósá-gi transzformációkkal egymásba átvihetôk.

Ellenôrzés és összehasonlítás a KöMaLP 4225 feladatával

Legyen a lejtô magassága h = 1,25 m! Ekkor a lejtôd alapja

d = htgα

= 1,25 mtg33,38°

= 1,897 m,

a lecsúszó test útja

A lecsúszó test sebessége

s = hsinα

= 1,25 msin33,38°

= 2,27 m.

Ekkorának kell lennie a ferdén elhajított golyó sebes-

v = 2 g h = 2 10 ms

1,25 m = 5 ms

.

ségének is. A leérkezés ideje:

A hajítási idônek valóban ekkorának kell lennie

tcs = thaj = 2 sv

= 2 hv sinα

=

= 2 1,25 m

5 ms

sin33,38°= 0,9088 s.

(vagyis azonos sebességgel, egyszerre lesz a két go-lyó P -ben):

Végül: valóban a P-ben találkoznak, ugyanis a hajítás

thaj = 2 v sinβg

=2 5 m

ssin65,32°

10 ms2

= 0,9088 s.

távolsága a kezdeti adatokkal kifejezve:

és a lejtô alapjának hossza:

xmax =v 2

0 sin2αg

=

=25 m2

s2sin(2 65,32°)

10 ms2

= 1,897 m,

Természetesen kielégül a KöMaL -feladat megoldásá-

d = htgα

= 1,25 mtg33,38°

= 1,897 m.

nak egyenlete is:

ahol

1tgβ

= 12

sin2α,

tehát1

tg65,32°= 1

2sin(2 33,38°),

(A kis eltérés a kerekítésekbôl származik.)

1tg65,32°

= 0,4595,

12

sin(2 33,38°) = 0,4594.


KÖNYVESPOLC

Fehér István és Deme Sándor (szerk.): SUGÁRVÉDELEMAz ELTE Eötvös Kiadó és a Somos Környezetvédelmi Kft. közös kiadásaBudapest, 2010.

A sugárvédelem teljes területét átfogó könyvet neveshazai sugárvédelmi szakemberek írták. Terjedelme573 oldal, és 17 decimális számozású fejezetbôl áll.

A könyv áttekinti az ionizáló sugárzások elleni vé-delem legfontosabb elméleti kérdéseit, gyakorlatimódszereit és eredményeit. Az elsô fejezetet FehérIstván írta a sugárvédelem nemzetközi és hazai törté-netérôl. Bemutatja az ionizáló sugárzások megismeré-sének és a mesterséges sugárforrások létrehozásánaklegfontosabb mérföldköveit, a hazaisugárvédelem fejlôdésének fôbb állo-másait. Fehér István munkája a sugár-védelem dozimetriai alapjairól szólómásodik fejezet is. A sugárvédelmidozimetriában használatos mennyisé-gek ismertetésekor hangsúlyozza,hogy a Nemzetközi Sugárvédelmi Bi-zottság (ICRP) új, 103. számú ajánlásaa korábbi, ICRP 60. ajánlásához képesteltérô, úgynevezett testszöveti súlyté-nyezôket javasol, amelynek az effektívdózis meghatározásakor van jelentôsé-ge. A harmadik fejezet (szerzôje Köte-les György ) témája az ionizáló sugár-zás hatása az emberi szervezetre. Itt asugárzás biológiai hatásain kívül asugárhatást módosító tényezôkrôl és a mai sugárvéde-lem alapkérdéseirôl, „a kis dózis” dilemmáról és azLNT-modell érvényessége mellett és ellene szóló ér-vekrôl is olvashatunk.

A negyedik fejezet (A sugárvédelmi szabályozás )szerzôje Koblinger László. Részletesen ismerteti a terü-let legfontosabb nemzetközi szervezeteinek (ICRP,IAEA, UNSCEAR) tevékenységét, az Európai Unió sza-bályozását, valamint az ezekre épülô hazai szabályo-zást. Az ötödik fejezet (Védekezés a külsô sugárterhe-lés ellen ), amelynek szerzôi Ballay László és DemeSándor, a különbözô típusú sugárzások részecskesû-rûsége és dózisai közötti összefüggéseket közli, továb-bá kitér a sugárzások elleni fizikai védelem méretezé-sének gyakorlati kérdéseire is. A hatodik fejezetben (Abelsô sugárterhelés mechanizmusa és számítása )Andrási Andor a szervezetbe bekerült radioaktív anya-gok viselkedésének leírására szolgáló biokinetikai mo-delleket, továbbá a belsô sugárterhelés számításáhozszükséges dozimetria-modelleket tárgyalja, majd rövi-den bemutatja a gyakorlatban használatos módszere-ket is. A hetedik fejezet (Védekezés nyitott radioaktívkészítmények felhasználásánál ) Ballay László munká-

ja. A legfontosabb felhasználási területek és radioizo-tópok bemutatása után a fejezet ismerteti az izotópla-boratóriumok osztályozásának alapjait és kialakításá-nak követelményeit, majd a szennyezôdés elleni véde-lem legfontosabb eszközeit.

A nyolcadik fejezetet (Nukleáris és más radioaktívanyagok felügyelete és védettségi kérdései ) HorváthKristóf írta olyan, sajnos napjainkban is idôszerû kér-désekrôl, mint az Atomsorompó Szerzôdés rendszere,

a nukleáris és más radioaktív anyagokfizikai védelme. A radioaktív anyagokbiztonságos szállításáról Nádasi Ivánírt a kilencedik fejezetben, ismertetvea szabályozás jogszabályi és sugárvé-delmi hátterét, a csomagolással szem-beni fô követelményeket. A tizedikfejezetben (Radioaktív hulladékok )Ormai Péter bemutatja a radioaktívhulladékok kezelésének és elhelyezé-sének biztonsági alapelveit, majd ahazai szabályozást, létesítményeketismerteti. A tizenegyedik fejezet (Asugárveszélyes munkahelyek ellenôr-zési módszerei ) Deme Sándor ésZagyvai Péter munkája. A fejezet fôrészei: a munkahelyi ellenôrzés szer-

vezési, szabályozási kérdései és az ellenôrzés mérés-technikája. A személyi dozimetriáról szóló tizenkette-dik fejezetet Andrási Andor, Deme Sándor és ZagyvaiPéter írta. A fejezet a szabályozási, szervezési kérdé-sek ismertetése után részletesen tárgyalja a külsô ésbelsô sugárterhelés személyi ellenôrzésének mérésimódszereit.

A tizenharmadik fejezet (Környezetellenôrzés ) ötszerzô munkája: Deme Sándor, Kanyár Béla, VinczeÁrpád, Zagyvai Péter és Zombori Péter. A fejezetben aradioaktív kibocsátások ellenôrzésének, a radioaktívanyagok környezeti terjedésének és az ennek követ-keztében fellépô emberi sugárterhelés meghatározá-sának kérdéseit tárgyalják igen részletesen. Nagyonfontos területrôl, a sugárvédelmi mûszerek metroló-giai követelményeirôl írt Csete István a tizennegyedikfejezetben, ismertetve a dózismennyiségek hazai eta-lonjait és a mérôeszközök kalibrálási, hitelesítési kö-vetelményeit. Fehér István, Kanyár Béla és Vincze Ár-pád a tizenötödik fejezetben a lakosság természetesés mesterséges eredetû sugárterhelésének összetevôittárgyalja. A tizenhatodik fejezetben (Nukleárisbaleset-elhárítás ) Fehér István és Zombori Péter az általános

KÖNYVESPOLC 359

elvekbôl és nemzetközi követelményekbôl kiindulvaa hazai rendszer felépítését és mûködését mutatja be.Az utolsó fejezetben a legfontosabb hazai nukleárislétesítmény, a Paksi Atomerômû sugárvédelmét is-merteti Bujtás Tibor. A fejezet az atomerômû techno-lógiai berendezéseinek bemutatásával kezdôdik, vé-gül a munkahelyi és környezeti sugárvédelmi ellen-ôrzési rendszerek tárgyalásával zárul.

A kötet a legfontosabb fogalmak meghatározásával,majd magyar nyelvû szakkönyvek jegyzékével fejezô-dik be. Az utóbbi kiegészíti az egyes fejezetekhezmegadott – általában angol nyelvû – irodalmat. A hi-ánypótló könyv a sugárvédelem teljes területét lefedi,ezért minden sugárvédelemmel foglalkozó szakemberfigyelmébe ajánljuk.

Gáspárdy Géza, Kerekes Andor

HÍREK – ESEMÉNYEK

CSÁKÁNY ANTAL (1933–2010)

2010. augusztus 1-jén elhunyt Csákány Antal villa-mosmérnök, a KFKI egykori tudományos fômunkatár-sa és az ELTE nyugalmazott egyetemi adjunktusa.Középiskoláit a kôszegi és a budapesti bencés gimná-ziumban végezte, 1951-ben érettségizett kitûnô ered-ménnyel, majd a Budapesti Mûszaki Egyetemen 1956-ban szerzett villamosmérnöki diplomát. Elsô munka-helye az Egyesült Izzó volt. 1957-ben került a KFKI-ba, ahol nukleáris elektronikai mûszerek fejlesztésé-vel, majd a számítógépek közötti digitális adatátvitelkérdéseivel foglalkozott. Különösen nagy érdeklôdés-sel és eredményességgel tanulmányozta a méréselmé-letben és a jelfeldolgozás terén felmerülô problémá-kat. Ezek felismerése és hatékony kezelése a termé-szettudományos kutatásokban alkalmazott mûszerekfejlesztésekor és gyártásuk során alapvetô jelentôsé-gû. Az 1970-es évektôl kezdôdôen az intersztellárisrádiójelek (esetleg üzenetek) adatfeldolgozása terénvégzett elméleti és gyakorlati kutatásokba is bekap-csolódott. A ’80-as évek elejétôl a kisszámítógépekalkalmazási lehetôségeit vizsgálva, azok oktatásbanvaló felhasználása keltette fel a figyelmét.

Az egyetemi oktatásban már pályája kezdetétôlrészt vett. Az ELTE Atomfizikai Tanszékén 1959-tôlfélállású tanársegéd, 1965-tôl adjunktus, majd 1992januárjától fôállású egyetemi adjunktus volt. 1997-bentörtént nyugdíjba vonulásáig az egyetem Információ-technikai Laboratóriumát vezette, majd utána szerzô-déssel 2007-ig még tanított, amíg ebben betegségemeg nem gátolta. 48 éven keresztül végzett oktatóitevékenységet, amelyet számos díjjal és kitüntetésselismertek el. Munkásságát számos cikk, egyetemi jegy-zet és szakkönyv fémjelzi, amelyek többsége még mais keresett az antikváriumokban.

Ennyit mondanak a puszta tények, azonban Csá-kány Antal életmûve ennél sokkal színesebb. A KFKIfénykorában egyike volt az intézet, majd késôbb kuta-tóközpont „esôcsinálóinak”, aki meghatározó szere-pet játszott az elektronikus mûszerek és számítógé-pek fejlesztésében és alkalmazásainak feltérképezésé-

ben. 1982-ben, a Fizikai Szemlében Antal János salközösen írt Fizika és a számítástechnika címû cik-kükben, hazánkban az elsôk között hívták fel a szak-mai olvasóközönség figyelmét a számítástechnikára,mint „a tudomány, technika, a gazdasági, sôt a min-dennapi élet egyre több területén is lassanként nélkü-lözhetetlenné váló eszköztárra”. Ezzel kapcsolatbanérdekességként feltétlenül meg kell említeni az általatréfaként kidolgozott jelentésgenerátort, egy olyanszámítógépes programot, amely a betáplált szakmaiés közhely-szókincsbôl jelentést írt a megadott para-métereknek (jelentés hossza, témaköre, pozitív, vagyéppen negatív eredménye stb.) megfelelôen.

A program nagy derültséget okozott a KFKI kutatóiés az ELTE munkatársai, diákjai között egyaránt. Nemlehet nem észrevenni azt a kifinomultságot, ahogyanegy alapvetôen szakmai munkával egyszerre népsze-rûsíti a számítástechnikát, megmutatja annak alkal-mazhatóságát egy laikusok által korábban elképzelhe-tetlennek tûnô területen, egyúttal ráirányítja a figyel-met egy (csak?) akkoriban gyakran tapasztalt visszástársadalmi gyakorlatra.

Csákány Antal szeretett tanítani, és meghatározószerepe volt abban, hogy fizikusok oktatásában azelektronika (informatika-számítástechnika) területénaz élenjáró legkorszerûbb ismeretek eljutottak a hall-gatókhoz. Elôadásai rendkívül népszerûek voltak ahallgatók körében, az elôadóterem mindig zsúfolásigmegtelt, még a tanárszakosok is tömegesen vettekrészt az érdekes és mindig szórakoztató órákon. Eb-ben nagy része volt nagyszerû humorérzékének is.Egykori hallgatói ma is idézgetik egyes kiszólásait,mint például „A gondolat ostobasága lenyûgözô!”,vagy „Kérem szépen, az IBM-PC-bôl sok minden ki-maradt, fôleg az IBM-PC.”

Sok esetben egyetemen kívüli, civil személyek ishasznos dolgokat tanulhattak az elôadásokból. Meg-említhetô például, hogy egy késôbbi neves hazai or-vosprofesszor, akinek szakterülete a pszichológia és ahipnózis lett, rendszeresen ott ült a padokban. (A


tényekhez tartozik, hogy az említett orvos kandidátusivizsgája egyik melléktárgyának az elektronikát válasz-totta. Késôbb azután közösen több mûszert és vizsgá-lati eljárást is kifejlesztettek.)

Fontos hangsúlyozni, hogy oktatói tevékenységétnemcsak a szigorú elméleti megalapozottság, hanema gyakorlatiasságra, a megtanultakalkalmazására való törekvés is jelle-mezte. Volt fizikushallgatói említik,hogy az Elektronika tárgyból a szo-kásos ellenôrzô dolgozatokon túl,vizsgafeladatként mindenkinek elô-re el kellett készítenie egy személyreszabott áramköri tervet, amely a szó-beli vizsga alapját képezte. Az elekt-ronikus áramkörök kidolgozása so-rán a hallgatók olyan problémákkalszembesültek, amelyekkel a hasonlótémákban dolgozó szakemberek amunkájuk során nap mint nap talál-koznak.

Behatóan foglalkozott a fizika ok-tatásának problémáival is. Ebbentársa volt fél évszázadon át felesége,Judit is, aki 30 évig az ELTE RadnótiGyakorló Iskolájában, majd 10 évig az ELTE Tanár-képzô Fôiskolai Karának Fizika Tanszékén tanítottfizikát és fizika szakmódszertant.

Csákány Antal már 1977-ben felhívta a figyelmet afizika oktatásának hiányosságaira Kaptafa-fizika(mérnökszemmel a fizikaoktatásról) címû cikkében,majd 1996-ban az informatika oktatása kapcsán nyo-matékosabban fogalmazott: „Egy ország egészségesszellemi életéhez hozzátartozik, hogy saját felsôfokúképzésében elôállítsa az egyes fontos szakterületekismereteit újabb generációknak tovább örökítô taná-rokat, valamint ugyanezen területek – legalább poten-

ciálisan – prominens mûvelôit. A fizika kétségtelenülazon stúdiumok közé tartozik, amelynek a tudomá-nyos fejlôdés követésében-mûvelésében, a hétközna-pi élet jelenségeinek megértésében, a világkép kiala-kításában nagyon jelentékeny szerep jut. Az efféleismeretek közismerten elfogadottak – amit csak az a

néhány médiariporter cáfol, akik spi-rituális fölényként emlegetik ebbéliismereteik fogyatékosságait.”

Az oktatással kapcsolatos felisme-rések a családjában is alkalmazásrakerültek, Anikó lánya mérnök lett,és matematikát oktat a Mûegyete-men, három fiú unokáját pedig ômaga vezette be a számítástechnikaés informatika rejtelmeibe.

Talán kevéssé ismert, hogy szere-tett és tudott fôzni, szakmai kreativi-tását természetes módon egészítetteki a kreatív hobbi, a fôzés. Mindig újötletekkel, új ételekkel kísérletezett,vagy a hagyományos étkeket igye-kezett új ízekkel gazdagítani.

Életének utolsó éveiben beteg-sége visszafogta fizikai aktivitását,

azonban szellemi frissessége és közéleti érdeklôdésetöretlen maradt. Hosszú telefonbeszélgetésekben vi-tatta meg a szakmai közélet és hazai politika esemé-nyeit, és továbbra is élénken érdeklôdött a KFKI –vagy korszerûbben fogalmazva, „a csillebérci telep-hely” – mindennapjai iránt. Utolsó ilyen beszélge-tésére e sorok írójával halála elôtt három nappal ke-rült sor.

Csákány Tóni hirtelen hagyott itt bennünket. Csa-ládján kívül egykori tanítványainak, kollégáinak ésközeli ismerôseinek is nagyon fog hiányozni.

Bencze Gyula

A TÁRSULATI ÉLET HÍREI

Új helyre költözik az Eötvös Loránd Fizikai TársulatAz Eötvös Loránd Fizikai Társulat elhagyva eddigi Foutcai, az MTESZ székházában található irodáját, 2010októbere folyamán új helyre, a KFKI csillebérci telep-helyére költözik.

A pontos cím: 1121 Budapest, Konkoly Thege Mik-lós út 29–33., 31. épület, II. emelet, 315. szoba.

A költözés nem érinti a Társulat telefon- és faxszá-mát, az továbbra is (1) 201-8682. A Társulat Nagy Mar-gó ügyvezeto titkárnál található mobiltelefon-száma:06-20-5703085.

A Társulat a költözés kapcsán megújítja elektroni-kus postacímét is, amely [email protected].

Szerkesztõség: 1027 Budapest, II. Fõ utca 68. Eötvös Loránd Fizikai Társulat. Telefon/fax: (1) 201-8682

A Társulat Internet honlapja http://www.elft.hu, e-postacíme: [email protected]

Kiadja az Eötvös Loránd Fizikai Társulat, felelõs: Szatmáry Zoltán fõszerkesztõ.

Kéziratokat nem õrzünk meg és nem küldünk vissza. A szerzõknek tiszteletpéldányt küldünk.

Nyomdai elõkészítés: Kármán Tamás, nyomdai munkálatok: OOK-PRESS Kft., felelõs vezetõ: Szathmáry Attila ügyvezetõ igazgató.

Terjeszti az Eötvös Loránd Fizikai Társulat, elõfizethetõ a Társulatnál vagy postautalványon a 10200830-32310274-00000000 számú egyszámlán.

Megjelenik havonta, egyes szám ára: 780.- Ft + postaköltség.

HU ISSN 0015–3257 HU ISSN 1588–0540(nyomtatott) és (online)

97

70

01

53

25

00

90

10

01

ISS

N0

01

53

25

-7

fizikai szemlefizikaiszemle.hu/archivum/fsz1010/fizszem-201010.pdf · megjelenésé tan yag...

Documents