galéria megtekintése

A fából vaskarika már uncsi: bögréből csináltak fánkot az idei Nobel-díjasok

0 komment

Hargitai Miklós

Az anyag értelmezéséhez segített közelebb jutni az a három brit születésű, Amerikában dolgozó kutató, akik az idei fizikai Nobel-díjon osztoznak.

Egy meglehetősen koros, de a fizikáról való gondolkodást máig hatóan átalakító alapkutatási eredménycsokorért járt idén a fizikai Nobel-díj. Három brit születésű tudós, David J. Thouless, valamint F. Duncan M. Haldane és J. Michael Kosterlitz az anyag topológiai fázisainak és fázisátalakulásainak felfedezéséért részesült az elismerésben.

Rendhagyó a téma, és még inkább az időzítés: azokat az elgondolásokat, amelyek a most díjazott kutatási eredményekhez vezettek, még a múlt század 70-es, 80-as éveiben fogalmazták meg.

A Nobel-díjak történetében hagyomány, hogy átlagosan húsz év telik el a felfedezés és az elismerés között (ami nem is baj, mivel jut idő elkerülni a nagy melléfogásokat – például az olyat, mint amikor az időközben világszerte betiltott DDT feltalálóját díjazták). Itt azonban inkább harminc-negyven esztendő az eltérés, ráadásul még mindig legfeljebb csak sejthető, hogy az eredmények majd a szupravezetés vagy a kvantumszámítógépek területén a gyakorlatban is hasznosulnak.

 

Szokatlan a díj megosztásának módja is: a nyolcmillió svéd koronás (257 millió forintos) pénzjutalom felét a 82 éves Thouless kapja, a másik felén pedig a 65 éves Haldane és a 74 éves Kosterlitz osztozik, miközben a fizika Thoulesst és Kosterlitzt ismeri egy párként (róluk lett elnevezve a Kosterlitz–Thouless-átalakulás, amelyet a világ bizonyos területein Berezinskij–Kosterlitz–Thouless-átalakulásként emlegetnek, mivel egy időközben elhunyt orosz tudósnak is szerepe volt a feltárásában).

A svéd akadémia képviselője épp egy pereccel próbálja elmagyarázni, mi a díjazottak szakterülete. Nem volt könnyű dolga
A svéd akadémia képviselője épp egy pereccel próbálja elmagyarázni, mi a díjazottak szakterülete. Nem volt könnyű dolga
Reuters

A Washingtoni Egyetem, a Prince­ton és a Brown Egyetem fizikusainak a közös kutatási területét sem egyszerű behatárolni. Az indoklásban szereplő topológia szó eredetileg matematikai fogalom (a lánykori neve helyzetgeometria), és az alakzatok olyan invariáns, azaz nem változó tulajdonságaival foglalkozik, amelyek az ún. folytonos deformációk, például a nyújtás vagy a csavarás közben is megmaradnak.

Egy távoli, de a díjátadón is elhangzott érzékletes példával élve, topológiai szempontból nincs különbség egy bögre és egy amerikai fánk (bagel) között, mert – ha gyurmából formáljuk – az egyik szakítás és lyukasztás nélkül átalakítható a másikká. Thouless, Haldane és Kosterlitz a topológia módszertanát használta bizonyos fizikai jelenségek tanulmányozására, amikor a 70-es, 80-as években az anyagban lejátszódó fázisátalakulásokat kutatták.

A topológia segítségével sikerült bebizonyítaniuk például, hogy a szupravezetés (az egyik különleges fázisátalakulás) az anyag vékony rétegei-ben is megvalósulhat.

Ahogyan Iglói Ferenc, az MTA Wigner Szilárdtestfizikai és Optikai Intézet tudományos tanácsadója lapunk kérdésére megfogalmazta, korábban az anyag lokális állapotát a rendparaméterek segítségével jellemezték, vagyis olyan fizikai tulajdonságokkal, amelyek lényegesen eltérnek a vizsgált fázisokban, mondjuk a folyékony, illetve a szilárd állapotban.

A hélium fázisátalakulásait vizsgálva jöttek rá, hogy vannak olyan átmenetek is, amelyeket nem lehet ilyen lokális rendparaméterekkel leírni. A díjazottak vezették be a topologikus rendparaméter fogalmát azokra a jelenségekre, amikor az anyag egyes fázisainak a jellemzése nem oldható meg valamilyen lokálisan értelmezhető mennyiséggel.

Az anyag ilyen egzotikus átalakításait nevezik Kosterlitz–Thouless-átalakulásnak, Haldene pedig azzal a felismeréssel kapcsolódott kollégái meglátásához, hogy mindez a kvantumrendszerekben is vizsgálható.

– A felfedezés új irányokat nyitott az anyag értelmezésében, az anyagtudományban és a szilárdtest-fizikában – hangsúlyozza Iglói Ferenc, aki szerint száz százalékban alapkutatásról van szó, amely azonban megváltoztatja az anyagról való gondolkodásunkat. – A szilárdtest-fizika rokon területein magyar kutatók is aktívak, közvetlen kapcsolódásuk azonban nincs a díjazottak munkájához – hangsúlyozta Iglói, megjegyezve ugyanakkor, hogy az adott tudományterületen igen ismert tudósok részesültek most az elismerésben, akiknek a neve „régóta benne van a köztudatban”.

F. Duncan M. Haldane

A londoni születésű F. Duncan M. Haldane a legfiatalabb idei díjazott, 65 éves, és jelenleg a Princeton Egyetem oktatója. 1983-ban vetette fel az úgynevezett Haldane-foghíj létezését.

A jelenség leírásával jelentősen hozzájárult az anyag fázisátalakulásainak megértéséhez.

David J. Thouless

A Skóciában született, most 82 éves David J. Thouless a cambridge-i Trinity Hallban végezte tanulmányait, ám korán az Egyesült Államokba költözött.

A Nobel-díj-bizottság által elismert kutatásáról először 1973-ban publikált tanulmányt a szintén kitüntetett Kosterlitzcel. A seattle-i Washington Egyetem oktatója.

J. Michael Kosterlitz

Tudósfamíliába született 1942-ben Skóciában. Édesapja, Hans német zsidóként a nácik elől menekült Nagy-Britanniába.

A díjakkal kitüntetett apa nyomdokaiba lépő J. Michael Kosterlitz tanulmányait Oxfordban és Cambridge-ben végezte, 35 éve az amerikai Brown Egyetem oktatója. Jelenleg Finnországban kutat.

Mindennek alapja a türelem
Ráfér pár szaké: Oszumi Josinori
Ráfér pár szaké: Oszumi Josinori
Reuters

Azt hittem, csak ugrat, ahogy szokott – mesélte el a Japan Times kérdésére Oszumi Josinori felesége, hogyan fogadta férje bejelentését, hogy idén ő kapta az orvosi Nobel-díjat. Az autofágiát, vagyis a sejtek öntisztulási folyamatát részletesen bemutató tudós fontosnak tartotta hangsúlyozni, hogy kutatásai kezdetén nem tudhatta, hogy a vizsgált jelenségnek bármilyen közvetlen hatása lehet konkrét orvosi kérdések megoldására. Vagyis nem a rák ellenszerének felkutatása vagy az öregedési folyamat feltartóztatása vezette, csak felfedezései publikálása után derült ki, hogy ezeken a területeken is új csapásirányokat nyitottak megállapításai. Ezzel akarta alátámasztani, hogy az általa is végzett alapkutatások támogatása milyen fontos. Egyúttal figyelmeztette hazája kutatóintézeteit, hogy túl gyorsan várnak el kézzel fogható eredményeket munkatársaiktól, pedig egyes alapkutatásokat csak 10, esetleg 100 év után tudnak újabb tudósok továbbvinni praktikus megoldások felé. Oszumi reményét fejezte ki, hogy a tudományt saját jogán is elismeri a társadalom, nem pusztán egy olyan területként, amely konkrét célok teljesítésére fejleszt eljárásokat. Ha a felhasználhatóság és a gyorsaság válik mindennél fontosabb szemponttá, akkor kiüresednek az egyetemek. A közvetlen és szerény emberként bemutatott Oszumi a számtalan interjú egyikén saját díjáról elmondta: majd ha otthon megittam pár szakét, talán elhiszem, ami velem történik. (G. M.)

NOL Piactér
Bejelentkezés
Bejelentkezés Bejelentkezés Facebook azonosítóval

Regisztrálok E-mail aktiválás Jelszóemlékeztető

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.