A Hét 1983/2 (28. évfolyam, 27-52. szám)
1983-09-23 / 39. szám
Tudomány-technika A kvartokat összetartó „színes" erők kívül nem hatnak, ezért ezek a részecskék csupán nyomaik alapján követhetők. Az egyik érdekes elmélet szerint az anomalonok a kvark-anyag új állapotát képviselik RENDELLENES ATOMMAGOK Nagy figyelemmel kisérik a fizikusok a vártnál korábban bekövetkező eseményeket, például, ha az észlelőberendezés (detektor) anyagában mozgó atommag a megszokottnál előbb kerül kölcsönhatásba a detektoranyag valamelyik atommagjával. A rendellenes, korai kölcsönhatásokat kedvelő atommagokat „anomalonok"-nak nevezték el. Az elnevezésben könnyű felismerni az anomália (rendellenesség) szót, az „on" végződés pedig — akárcsak a proton, neutron, pozitron esetében — részecsketermészetre utal. (A Cern Courier című szakfolyóirat egyébként másképp vélekedik: munkatársai úgy tudják, hogy az anomalous (-= anomális) szót gépelte valaki hibásan, s a félreütés eredményeképpen született a többes számú anomalons elnevezés.) Az anomalonokat a kozmikus sugárzásban fedezték fel, mintegy három évtizeddel ezelőtt, fényes pályafutásuk azonban csupán néhány éve kezdődött. A kanadai B. Judek fotoemulziós detektorokat sugárzott be a Bevalac részecskegyorsító nagyon nagy energiájú atommagjaival, s meglepődve tapasztalta az anomalonok megjelenését. Az érdekes megfigyelés után kiadott közlemény világszerte nagy érdeklődést keltett, s munkacsoportok tucatjai fogtak hozzá hasonló vizsgálatokhoz. Az anomalonok meghökkentő viselkedésére kétféle magyarázat is született. Vannak, akik szerint belsőleg különböznek a szokásos atommagoktól: a kvarkanyag új állapotát képviselik. Rendesen ugyanis az atommag kvartokból felépülő protonokból és neutronokból (nukleonokból) áll. A nukleonokon belüli kvartokat rendkívül erős „színes" erők tartják össze, s minthogy ezek kívül nem hatnak, a külső szemlélő nem figyelhet meg kvartokat az atommagban. H. Satz NSZK- beli fizikus szerint a nagy energiájú ütközésekben olyan szuperfűtés (felhevülés) jöhet létre, amely megszünteti az egyes protonok és neutronok sértetlenségét, és valamiféle kvark-plazmát hoz létre. Az anomalon a kvark-plazma kiszakadt része lehet, amely színes erővel hat a környezetére, azaz megnöveli a kölcsönhatás valószínűségét. Az elméletet jól bizonyíthatná, ha beigazolódna, hogy az anomalonok villamos töltése az elemi töltések nem egész számú többszöröse. (A kvartok töltése 1/3, illetve 2/3 elemi töltés.) Mások az atommag rendkívüli alakjával és méreteivel magyarázzák az anomalonok különös viselkedését. A szokványos atommagok gömb alakját szorosan kitöltik nukleonjaik, az anomalonok viszont szokatlan (például tórusz) alakúak, esetleg buborékszerü, kis sűrűségű, nagyra felfújható magok. McHarris és Rasmussen szerint a jelenlegi kísérletek energiája még nem elegendően nagy a kvark-plazma átrendeződéséhez, arra azonban megfelel, hogy sok-sok pi-mezont hozzon létre. Az ütközésből kilépő anomalonok — méretükhöz képest — nagyszámú neutront tartalmaznak, amelyek az atommag külső részén gyűlnek össze. Hozzájuk kötődnek a pi-mezonok és stabilizálják az anomalon magját, törzsét körülvevő laza neutronfelhőt. Az anomalon mérete így nagyobb lesz a megszokottnál, s az ütközések közötti távolság jócskán lerövidül. McHarris és Rasmussen „pineut"-nak nevezték el feltételezett atommagjukat, utalva a pi-mezonokra és a neutronokra, s egyúttal a hasonló írású és ejtésü penaut (—amerikai mogyoró) furcsa formájára. A kísérletek világszerte tovább folytatódnak. Jelenleg azt vizsgálják, hogyan függ a jelenség a bombázó atommag energiájától, s az eddigiekből úgy tűnik, hogy van energiafüggés. Keresik a kétféle elmélet valamelyikét igazoló vagy cáfoló jeleket, a kvark-plazmára utaló tört töltést vagy a pi-mezon keltette gammasugarakat. Megválaszolandó kérdés akad bőven, s ma csupán abban lehetünk bizonyosak, hogy még sokat hallunk majd a furcsa anomalonokról. ELEKTRONIKA A FÜLBEN Az emberi fül hallásmechanizmusának sérülései sokféleképpen okozhatnak halláskárosodást, sőt gyakran süketséget is. A huzamos zajártalom például elpusztítja a belső fül csigájának parányi szőrsejtecskéit, amelyek — egészségesen — az idegrostokkal összekapcsolódva a nyolcadik agyidegbe, a hallóidegbe, s azon keresztül az agy hallóközpontjába juttatják a bioelektromos impulzusokká alakult hangenergiát Hangérzet — a szervezetben oly gyakori „túlbiztosításnak" köszönhetően — még akkor is keletkezik, ha csupán néhány sértetlenül maradt idegrostot ingerelnek az impulzusok. Éppen ezt a lehetőséget használta ki a Los Angeles-i fülészeti kutatóintézet egyik munkacsoportja, és — dr. W. House vezetésével — elképesztően leleményes hallásjavítókészüléket terveztek, s szerkesztettek. House és munkatársai — alig egyórás műtéti beavatkozással — két platina elektródot ültetnek a fülbe: az egyiket (22 milliméter mélyre) a csiga alsó részén elhelyezkedő dobűrlépcsőbe, a „földelésre" szolgáló elektródot pedig a dobüreget az orr-garattal összekötő Eustach-kürtbe. A két elektródot apró — egy centiméter átmérőjű — indukciós tekerccsel kapcsolják össze, s ezt a külső fül fölé, a koponyacsontra erősítik. Amint a megbolygatott szövetek összeforrnak, hozzá lehet fogni a hallásjavító beépített és fejen kívül maradt részeinek összeillesztéséhez. A halláskárosult fülébe tízfilléres nagyságú mikrofont helyeznek: ez fogja fel, s alakítja áramingadozásokká a külvilágból érkező hangokat. A mikrofon jelei a beteg ruhája alá rejthető, elemmel táplált egységbe jutnak, amely mikrofonerősitőből, modulátorból, vivőoszcillátorból és kimeneti erősítőből áll. A mikrofonból érkező jeleket, célszerű átalakítás után — vezeték továbbítja a fül-Négyórás műtét során nyolc platina-élektródot „telepít" a fülbe dr. Bánfai Iván, düreni fül-, orr-, gége-specialista. A bionikus fül jelenti az egyetlen utat, amelyen a teljesen süket emberek is eljuthatnak a hangok birodalmába kagytó felső része mögött elhelyezett tekercsbe. A belső és külső tekercsek közötti kapcsolat induktív: a mikrofon átalakított jelei huzalos közvetítés nélkül érkeznek a beültetett tekercsbe, onnan pedig a csigába vezetett parányi dróton továbbítódnak a beépített elektródig, illetve a hallóidegig. A Los Angeles-i kutatók hallásjavító készüléke sajnos, még nem eszményi. Nem is lehet tökéletes, hiszen a frekvenciaértékek ezreit átfogó hangtartományt csupán egyetlen elektródon át közvetíti a hallóideghez Emiatt a hanghatás olyanformán torz, mint az adóállomásról kissé elhangolódott rádió hangja. A House-féle hallásjavító beültetését hosszabb rehabilitációs időszak követi: a betegeknek hónapok alatt kell megtanulniuk a hangok, „értelmezését". Bizonyos idő elteltével jó eredményt érhet el a készülék viselője: nemcsak a környezet figyelmeztető-riasztó hangjait ismeri fel, hanem az emberi beszéd hangmagasság-változásait is megtanulja érzékelni, s így különbséget tehet az állítás és a kérdés hangsúlya között Még kedvezőbb a helyzetük azoknak, akik jártasak a szájról olvasásban: ők úgy érzik, mintha tökéletesen hafíanák-értenék a beszédet. (Ilyenkor valószínűleg az agy kiegészítő mechanizmusa „varázsol" megtévesztően előnyös akusztikai élményt a látott, s félig-meddig hallott szavakból.) A beültetett hallókészülék a betegek beszédét is javítja, hiszen — minthogy már hallják saját szavaikat — ellenőrizhetik is a hangjuk magasságát és erejét. A Los Angeles-i kutatók eredményeire alapozta munkáját a düreni (NSZK) Marien-Hospitalban dolgozó dr. Bánfai Iván is. Mérnökökkel és anatómusokkal együttműködve különleges, nyolc-elektródos hallásjavító készüléket dolgozott ki. Az elektronikus szerkezet segítségével a beteg nemcsak a zajokat észleli, hanem az egyes szavakat is jól megérti. Bánfai professzor négyórás műtéttel nyolc platina-elektródot épft be a csiga csontos falába. Az elektródrendszert vékony vezeték köti öszsze a külső fül mögötti bőr alá telepített kapcsolóval. Ebbe csatlakoztatják a műtét után a hallásjavító készülék „szerelvényeit": a mikrofont, és a nyakba akasztható beszédfeldolgozót. Ez utóbbi nyolc frekvenciatartományra bontja fel az emberi hangokat, s a mélyebb, illetve a magasabb hangokból keletkezett impulzusok a számukra „előírt" elektródhoz eljutva éppen a megfelelő hallóidegvégződéseket ingerük. Tökéletes hangvisszaadást persze, még ezzel a készülékkel sem lehet elérni: a Bánfaiféle bionikus fül által közvetített beszéd a tudományos-fantasztikus filmek robotjainak lassú, monoton „szövegére" emlékeztet Talán ezért is mondja Bánfai doktor nyolc-elektródos készülékéről, hogy „a belső fül csodálatosan bonyolult szerkezetének egyelőre még eléggé primitív utánzata". Azok a betegek azonban — eddig tizennyolcán —, akiknek hallását ez a szerkezet adta vissza, mást mondanak: a nyolc-elektródos hallásjavitó is nagyszerű kapcsolatot teremt köztük és az „akusztikus világ" között 1R
