Új Ifjúság, 1985 (33. évfolyam, 1-52. szám)

1985-09-24 / 39. szám

új ifjúság 9

Pillantás egy léghfjas kamra belsejébe. Itt mennek véghez azok a folyamatok, amelyek nélkülözhetetlenek a majdani fémjav ító ionok létrehozásához.

tógyártó General Motors is azonnal meglátta a fémjavító ion-implantáció kínálta lehetőségeket. Széles körű kí-< sérleteket végeznek annak tisztázására* hogy az arzén, a foszfor vagy az anti- mon ionok változtatják-e meg a legelőnyösebben a gépkocsik kopásnak kitett részein haasznált alacsony széntartalmú acélötvözetek tulajdonságait.

Az orvosi technika is érdeklődik S szuperszilárd ötvözetek iránt, hiszen semmihez sem fogható kopás- és korrózióállóságuknak köszönhetően kiváló' szolgálatot tehetnek, például mesferséj ges ízületként. Újabban az 'üvegfémek* valamint a szupravezető anyagok készítéséhez hívják segítségül a villamos töltésű részecskék sugáráramát.

H. Ä*

Ä VILLAMOS TÖLTÉSŰ RÉSZECSKÉK, az ionok régótp ismert segédeszközei a fizikusoknak. Már az 1960-as évektől kísérleteztek velük a félvezetőiparban, mégpedig olyan sikerrel, hogy az ion- -implantáció (ion-beültetés) néhány év alat^hatékony módszerré fejlődött. Ezzel az eljárással ionokat juttatnak a- zoknak a félvezető lapkáknak a- kristályszerkezetébe, amelyekből a korszerű áramköri elemeket gyártják. Minthogy a néhány négyzetmilliméternyi szilícium lapka területén több tízezer tranzisztort, illetve egyéb áramköri e- lemet alakítanak ki, az ion-implantációs félvezetőgyártás alapkövetelménye a hihetetlenül nagy pontosság.

Van azonban az ion-beültetésnek egy másik alkalmazási területe is, amely egyre meghatározóbb részesévé válik a korszerű technikának. A szakemberek rájöttek arra, hogy ha ionokat juttatnak különféle fémötvözetek felületi rétegeibe, akkor a fémek jóval keményebbekké s ellenállóbbakká válnak, nő a kopás- és korrózióállóságuk. Az is számottevő előny, hogy ion-implantációval sok olyan fémalakító hőkezelést lehet helyettesíteni, amelyek éppen nagy hőmérsékletük miatt ártottak a fémeknek.

rAz ion-implantációs fémkeményítés- hez mindenekelőtt alkalmas ionágyúra van szükség. Nagy sebességű elektronokat pl. forró wolfrámszálból léptetnek ki. Az elektronok léghíjas kamrában ütköznek az ionokat adó elem (legtöbbször nitrogén )atomjaival. A reakcióban keletkező, s immár villamos töltésű részecskéket (ionokat) elektrosztatikus térrel elképesztő mértékűre gyorsítják. Ha a sebesen száguldó, nagy energiájú ionok beleütköznek a kezelt fémtárgyakba, mintegy mikronnyi mélységben behatolnak a kristályszerkezetébe. Rátelepednek a parányi kis szerkezeti hibákra, megakadályozva, hogy roncsolódáshoz vezető mikrorepedések legyenek bennük. Az ionok sűrűsége’ és behatolási mélységük »gyszerűsn szabályozható: az előbbihez a sugárzási időt, az utóbbihoz a gyorsító feszültség nagyságát kell megváltoztatni.

A „keményítő“ ionsugár valóságos csodákra képes: egy-egy fémötvözet é- letkorát eddig elképzelhetetlennek tartott mértékben meghosszabbítja. Az auTöbb tízezer tranzisztor és egyéb áramköri elem van napjaink néhány négyzetmilli- méteres felületű szilícium lapkáin. Ionsugaras megmunkálásuk alapvető követelménye a pontosság.-Ionsugaras felületkezelő berendezés. A sugárzási idővel a fémötvözetbe ionok sűrűségét, a gyorsító feszültség szabályozásával pedig a villamos töltésű részecskék behatolásának mélységét lehet változtatni.

szál

LEGHMAS R&SshA

BeSUGABOZANOÖ *É»MfMTA É^ütö ELEKTRÓD \

KIVONÓ- EÜEKT8ÖD

FÉMEDZŐ lONBOMBÁZAS

A félvezetőgyártás után más területeken is szerephez jut az ion-implantációs eljárás. Nemcsak a fémek kopás- és korrózióállóságát növelhetik, hanem új lehetőséghez juthatnak áz üvegfémek és a szupravezető anyagok előállításában i;

1922-ben egy dán újság a következő szenzációt közölte nagybetűkkel a címlapján: „Niels Bohrt, az ismert válogatott labdarúgót fizikai Nobel-díjjal tüntették ki!“ Niels Bohr nemcsak a tudománynak, de a dán népnek is nemzeti hőse, kedvence volt.

SZÁZ ÉVE SZÜLEKTT NIELS BOHR

Gerulata maradványai

A szlovák főváros terülerén a régészek végre rábukkantak az egykori római garnizonvá- ros, Gerulata erődítményeinek és házalnak maradványaira. Létezéséről a régi térképek a- lapján már régóta tudtak, de pontos helyét csak sok éves régészeti kutatással sikerült, felderíteni. A cölöpsoros földfal és az erődítmény-árok a kutatások' szerint az Időszámításunk első évszázadának első felében létesült. Néhány évtizeddel később építették az első kőépületeket, amelyeket azután a második évszázad közepén erőszakkal elpusztítottak, majd ezt követően — immár jóval kibővítve — újra felépítettek. A mintegy háromezer lakost számláló helyőrségi várost a negyedik évszázadban újra elpusztították, és ezt követően a rómaiak feladták. Az ásatások során számos sírt Is feltártak, több ékszert, cseréptöredéket, érméket találtak. A-Duna középső térségében először találtak mészégetésre és üvegkészítésre használt kemencéket, ami arra vall, hogy Gerulata jelentős Ipart központ is volt. Egyedülálló lelet egy tégla, amelyre kiégetés, előtt ujjal egy képet nyomkodtak. A kép a vállán keresztet hordó eipberi alakot ábrázol — első bizonyítékaként a kereszténység létének ezen a területen.

A LEGRÉGEBBI ÍRÁSNYOMOK HELYREÁLLÍTÁSA

Lenlngrádl kutatók hőkezeléssel hosszabbítják meg azoknak az agyagtáblácskáknak az élettartamát, amelyek több ezer évvel ezelőtt, egyik-másik, az Időszámításunk kezdete előtti XXVI. százádban keletkeztek. Valentytna Sztro- ganova, az Ermítázs restaurátora dolgozta ki az űj eljárást a múzeumban őrzött mintegy három és félezer summér dokumentum konzerválására. Sztroganová módszerével sikerült konzerválni a harmadik Or dinasztia korából származó ékírásos táblácskákat is, amelyek nagyon nehezen állták Leningrad nedves klímáját. A palota Irattárából származó táblácskák az írás legősibb Ismert relikviát, egyszersmind egyedülálló dokumentumok ts, értékes Információkkal Mezopotámiáról, a jelenlegi Irak déli részén ötezer évvel ezelőtt fennállott államról.

Niels Henrik David Bohr 100 évvel ezelőtt, 1885. október 7-én született Koppenhágában. A koppenhágai egyetemen fizikát tanult, ahol tanársegédi munkakörben Is dolgozott. A doktori fokozat megszerzése után Cambridge- -be, majd Manchesterbe ment. Itt a fiatal Rutherford fogadta, aki főként a radioaktív anyagok által kibocsátott alfa-sugarak szórását vizsgálta. Bohr bekapcsolódott ebbe a kutatásba. Rutherford szerint: „. .. ez a fiatal dán a legintelligensebb kölyök, akit valaha is láttam.“

1916-tól a koppenhágai egyetem professzora lett, 1920-ban pedig az Elméleti Fiziküstársaság igazgatójává választották, amely az elméleti.fizikusok nemzetközi központja lett, és óriási szerepet, játszott a Tudósok Nemzetközi Társaságának munkájában (később Niels Bohr Társaság). Koppenhága Európa egyik legfontosabb tudományos központja lett, az egész világból jöttek fizikusok Bohrhoz tanulni.

A kvantummechanika kidolgozásában Bohr vezető szerepet töltött be. Világossá vált számára, hogy a három fizikai elképzelést — az atomot, a sugarakat és az elektronokat — a kvantum fogalma kapcsolja össze.

Egyévi kitartó munka kellett ahhoz, hogy megfogalmazhassa híres „Bohr- -posztulátumait“. Bohr körülbelül így o- koskodott: a mechanika törvényei szerint ahhoz, hogy Rutherford planetáris atomjában az elektron ne zuhanjon a

magba, körülötte kell keringenie. De az elektrodinamika törvényei szerint ennek során energiát kell kisugároznia, és végső soron mégiscsak a magba kell zuhannia.

„Meg kell tehát tiltani, hogy a magba zuhanjon“ — hangoztatta.

Bohr posztulátumai rendkívüliek voltak, és. a tudósnak hamarosan igen sok tehetséges és lelkes követője akadt.

Ha meg kellene mondanunk, hogyan fogadták a fizikusok azokban az években, akkor, ha úgy tetszik, a megköny- nyebbülés érzését kellene említenünk, a felszabadulásét az alól az állandó feszültség alól, amely mind az ideig fogva tartotta őket, miközben igyekeztek emlékezetben tartani az egymástól elszigetelt tényeket, és valamilyen módon egységes egésszé kapcsolni össze őket.

Most már valamennyi, az atommal kapcsolatos jelenség 'természetes módon csoportosult az egyszerű modell körül, amely ragyogóan megmagyarázta a jelenségek egy részét, másik részük pedig szükségessé tette a modell továbbfejlesztését. Ez volt a Bohr-féle atommodell.

Az új elmélet nagy feltűnést, egyúttal ellenkezést váltott/ ki. Egy másik neves fizikus, Stern kijelentette: „Ha ez az ostobaság, amit Bohr közölt, helyes, akkor én többé fizikával nem foglalkozom!“ Ez az „ostobaság“ azonban meglepő eredményeket produkált, Bohr új

HIMUaMB——H——Bg—

elmélete rendkívül termékenynek bízó-« nyúlt.

Niels Bohr 1922-ben fizikai Nobel-dí- jat kapott az atomok szerkezetével és sugárzásokkal kapcsolatos kutatásaiért.: A háború után számtalanszor síkraszállt az atomenergia békés célú felhasználása és a tudományos gondolatközlés szaj badsága mellett. 1944-ben kihallgatást kért Churchllltől, , akit arról próbált meggyőzni, hogy az atombomba milyen veszélyt jelenthet a .világ számára, ha elkészül.

Mint minden valóban nagy felfedezést, Bohr felfedezését is nehéz volt a gyakorlatba átültetni, de könnyű megérteni. Gondolatainak ereje bizonyít-« hatatlan egyszerűségükben és érthető-1 ségükben van. Bohr olyan képet alko-« tott meg, amelynek révén tájékoztatni lehetett a kvantummechanika szokatlan fogalmai között. S ha még azt is figyelembe vesszük, hogy minden egy-' szerűsége mellett ez a kép hűen tűk-« rözi az atomok alapvető sajátosságai^ máris világos lesz rendkívülisége.

Bohr később az atommag kutatásával, kezdett foglalkozni.

Ami a tudós természetét, jellemét üj leti, elmondhatjuk róla, hogy kiváló sportember volt. Vitorlázott, síelt, he-« gyet mászott, hivatásos labdarúgó volt, és rendszeresen tornázott. Rendkívül kedvelte a vitát és a beszélgetést. Ha nem volt társa, akkor monológot tartott. Lassan gondolkodott, Igen nehezen fogott fel egy új gondolatot, végül még-« is ő látott a legvilágosabban. Rossz elő-« adó volt. Gondolatait nehézkesen, kő-« rülményesen fejtette ki.

1962-ben halt meg. Jelentőségét nehéz eléggé méltatni, mert felfedezésének hordereje óriási. Elég annyit mondanunk, hogy Einstein mellett talán ő volt a legnagyobb hatással a mai fizika kialakulására. TARICS PÉTER