Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1984. január-június (17. évfolyam, 1-26. szám)
1984-06-15 / 24. szám
ÚJ szú 17 1984. VI. 15. TUDOMÁNY ■ (MiMÍátiííírmi^l TECHNIKA Kérdőjelek a neutrínó körül Érdekességek, újdonságok Búcsú a szupravezető számítógéptől? A szupravezető kapcsolási elemeket tartalmazó első működő számítógépnek 1986-ra kellett volna elkészülnie az amerikai IBM vállalat eredeti tervei szerint. A program megvalósításának kezdete az 1960-as évekre nyúlik vissza. Legutóbb már 115 IBM- kutató dolgozott a szupravezető számítógépen, és legalább húszmillió dollárt ruháztak be évente a kísérletekbe. Most híre érkezett, hogy a munkálatokat abbahagyták - a szupravezető számítógép terve a jelek szerint a papírkosárba került. AZ IBM két legnagyobb amerikai vetélytársa, a Bell laboratóriumok, valamint a Sperry Co is a minimálisra csökkentette a szupravezetők számítógépes felhasználására irányuló kutatásait. A hírek szerint csak a japán nagyvállalatok maradtak továbbra is versenyben. Északra tör a rizs Amikor 1931 -ben Wolfgang Pauli, a béta bomlás értelmezésekor megjósolta a neutrínó létezését, így szólt egyik csillagász barátjához: „Ma egy olyan szörnyű dolgot követtem el, amilyent elméleti fizikusnak sohasem volna szabad elkövetnie. Feltételeztem olyasminek a létezését, ami kísérletileg sohasem lesz kimutatható.“ Pauli eredeti feltevése szerint a neutrínó olyan elektromosan semleges részecske, melynek tömege nincs, fénysebességgel mozog, az anyaggal való kölcsönhatása elhanyagolható. Ez utóbbi azt jelenti, hogy minden 10 000 neutrínó közül mindcfesze egy az, amivel valami történhet, ha akkora anyagmennyiségen halad át, mint a Földünk egész tömege! A többi 9999 neutrínó nagy valószínűséggel észre sem veszi anyabolygónkat. Érthető volt hát Pauli kétség- beesése, aki annyira biztos volt a dolgában, hogy fogadott egy láda pezsgőben: a neutrínót sohasem sikerül majd kísérletileg kimutatni. Szerencsére nem így alakult a helyzet, mivelhogy 1955-ben két amerikai fizikus - Reines és Cowan - ténylegesen bebizonyította a neutrínó létezését azzal, hogy atomreaktorból származó neutrínókkal magreakciókat hoztak létre. Igen meggyőző bizonyítékkal szolgált 1956-ban Csikai Gyula és Szalai Sándor is a ködkamrás felvétellel, melyet a hélium béta bomlásáról készítettek. A felvételen jól látszik, hogy az elektron és a visszalökött mag iránya nem esik egybe, ami egy harmadik, láthatatlan partner - a neutrínó - jelenlétére utal. így tehát Pauli elvesztette a láda pezsgőjét, a tudomány pedig gazdagabb lett egy új részecskének a felfedezésével. Ezzel azonban ennek a „közömbös“ részecskének a története korántsem fejeződött be. A neutrínófizika viharos fejlődése folyamán újból és újból bebizonyította, hogy tudásunk elmélyítése erről a parányi részecskéről alapjaiban változtathatja meg korábbi elképzeléseinket az Univerzumról, óriási segítséget nyújthat csillagászati, részecskefizikai, geofizikai, goedé- ziai és más problémák megoldásánál. Az eddigi, Naprendszeren kívüli objektumokra vonatkozó ismereteinket szinte kizárólag a fotonok detektálása alapján szereztük. (Foton alatt értve nemcsak a látható fényt, de pl. a röntgensugárzást is.) A neutrínó a fotonnal ellentétben olyan részecske, amely a világűrben haladva anyagtömegekkel (csillagokkal, csillagközi porral) találkozva nem nyelődik el, nem hajlik el, tehát hasznos információt hozhat számunkra. Hogyan hozhatunk létre neutrínó-teleszkópot? Mint a korábbiakból is kitűnik, a neutrínó detektálását nagyon megnehezíti az anyag iránti rendkívüli közömbösségük. Ez a tény parancsolóan megkívánja, hogy nagy mennyiségű detektoranyagot használjunk fel, és megköveteli a zavaró háttérsugárzás elleni megfelelő védelmet is. E. Davis a Napból a Földre érkező neutrínókat vizsgálva mérőberendezését pl. egy aranybánya mélyén, 1470 m mélységben helyezte el és 610 tonna (!) C2CL4 vegyü- letet használt detektoranyagként. Legújabban olyan program megvalósításán dolgoznak, mely az óceánok vizét használná fel detektoranyagnak és egyben a háttérsugárzás elleni védelemnek is. Az elképzelés szerint a neutrínó -óceán kölcsönhatásánál keletkezett nagy energiájú másodlagos részecskék Cserenkov-sugárzást keltenek. (Cserenkov-sugárzás akkor keletkezik, ha valamilyen töltött részecskének a sebessége egy adott közegben - esetünkben az óceán vizében - nagyobb, mint a fény sebessége az illető közegben). Ilyenkor az óceán vize sejtelmes kék színben felvillan. Ezt a fényt megfelelő fényérzékelő detektorokkal ki lehet mutatni. A Csendes-óceán Hawaii szigetek melletti részében tervezett neutrínódetektor méretére pl. jellemző, hogy mintegy 160 000 (!) foto- elektron-sokszorozót kell elhelyezni egy 1 km x 1 km x 1 km-es kocka különböző pontjain. Hasonló kísérletet terveznek szovjet szakemberek a Bajkál-tó vizében. Képesek lehetünk tehát arra, hogy regisztráljuk azokat a neutrínókat, amelyek a csillagok belsejében, vagy akár a mi Napunk belsejében keletkeznek, és magukon viselik születésük körülményeinek jeleit. Csak a neutrínó az, amely kijuthat a csillagkohóból és hasznos információt hozhat számunkra. A neutrínót vallatva felfedezhetünk antianyag szigeteket isavilág- úrben. Az Univerzumot eddig an- tiszimmetrikusnak ismertük meg, azaz csak anyagból épül fel. Antianyag - nagy mennyiségben - jelenlegi tudásunk szerint nem fordul elő. Fotonok révén az antianyag létezéséséröl eddig nem tudhattunk meg semmit, mert mint az anyag, mint az antianyag ugyanazt a fotont sugározza ki. A foton teljesen azonos az antito- tonnal. A neutrínó és az antineutrí- nó tulajdonságaiban eltér egymástól, ezért neutrínó-teleszkópunk segítségével feleletet kaphatunk arra a kérdésre, hogy vajon vannak-e az Univerzumnak antianyag- ból felépített részei. Ahogy korábban már említettem, a neutrínó tömegét Pauli nullának tételezte fel, és ez sokáig uralkodó nézet maradt a fizikusok körében, mivel a zérus nyugalmi tömegnek egy nagyon elegáns elmélet felelt meg. Később is csak felső határt tudtak adni a neutrínó nyugalmi tömegére, mely 1980-ig kb. 50 eV-ra csökkent. (Ez éppen tízezred része az elektron nyugalmi tömegének'.) Végül 1980 tavaszán V. A. Ljubimov vezetésével a moszkvai Elméleti és Kísérleti Fizikai Intézet (ITEP) kutatóinak a trícium béta bomlásának tanulmányozása közben sikerült az alsó határt is megadniuk. Szerintük az alsó határ 26 eV, a felső pedig 46 eV. Az, hogy a neutrínó tömege mégsem nulla, nemcsak egyszerű mennyiségi változás. Nem ugyanaz, mintha újramérnénk az elektron tömegét, és azt mondjuk egy százalékkal könnyebbnek találnánk! J. B. Zeldovics szovjet akadémikus szerint ha a neutrínónak valóban van tömege, ez azt jelentheti, hogy talán több ilyen részecske is létezik, amely nem lép kölcsönhatásba - vagy csak nagyon gyengén - a közönséges részecskékkel. Akkor pedig ez a felfedezés nem a neutrínókutatás vége, hanem talán a fizika egy teljesen új ágának a kezdete. A neutrínó zérustól különböző tömege drámai módon befolyásolhatja az Univerzum fejlődését is. Elfogadott az a nézet ugyanis, hogy ha a neutrínó tömege 10-100 eV körüli, akkor a Világ- egyetem összes tömegének nagyobbik része a neutrínókra esik! Ez a „kis“ részecskefizikai felfedezés tehát nemcsak az Univerzum geometriai szerkezetéről, hanem egész jövőbeni sorsáról alkotott képünket is befolyásolja. Ha sok „nehéz“ neutrínó van, akkor az Univerzum mostani tágulása a távoli jövőben fokozatosan lassul, majd megáll. Ennek megfelelően kb. 10 milliárd év múlva nem a tágulás miatti vöröseltolódást, hanem az Univerzum összehúzódása miatti kékeltolódást láthatják majd „ükunokánk“. Ha a neutrínó tömege nem lesz elegendő nagy, a Világmindenség a végtelenségig tágulni fog. Az Univerzum jövőjéről alkotott elképzeléseink sorsa most teljesen a kísérleti fizikusok kezében van, akik a neutrínótömeget igyekeznek egyre pontosabban mérni. Hogy az Univerzumról visszatérjünk a Földre, elég csak annyit megemlíteni, hogy nagyon nagy geofizikai és geokémiai jelentősége lenne a földi antineutrínó-su- gárzás direkt mérésének, mivel ez adatokat szolgáltathatna a Föld belsejében található radioaktív anyagok mennyiségéről. Ezzel viszont hozzájárulna a Föld belsejében való hőfejlődés problémájának megoldásához, hozzávezethetne bolygónk központi magszerkezetének megismeréséhez. A fentiekből látszik, hogy ennek a parányi részecskének - a neutrínónak - a szerepe egyre inkább növekedni fog a fizikában, a csillagászatban, a kozmológiában és más, ma még nem is sejtett területeken. Egyszer talán a kutatás tárgyából eszközzé válik a mérnök-fizikusok kezében, hasonlóan a fotonhoz, a fény hordozójához, hasonlóan az elektronhoz, amely az elektromos áramot szállítja, vagy a neutronhoz, a magenergia ki ilp^Áhf)7 VÖRÖS ZOLTÁN atomfizikus A „legészakibb“ rizst Kazahsztánban termesztik. Ka- zah növénynemesítök hozták létre azt a gyorsan érő rizsfajtát, amellyel messze észak felé tolhatják ki a „déli“ növény termesztésének határait. A két új rizsfajtának nincs különösebb talajigénye, megterem a sós talajokon is a Balhas-tó környékén, és ott hektáronként Kaliforniai kutatók szerint a „talaj napbesugárzásá“-nak nevezett új talajfertőtlenítő eljárással könnyen elpusztíthatok gombák, baktériumok, fonalférgek, gyomnövénymagvak stb. A farmer lefedi a mezőt egy legföljebb 0,01 mm vastag átlátszó fóliával, majd a talajt a fólia alatt nedvesen tartja. A nyári napsütésben a lefedett talaj hőfoka a felszínen eléri a 60, de még 46 ernes mélységben is a 40 Celsius- fokot. A magas hőmérséklet és az állandó nedvesség négyhat hét alatt csaknem „pasztőrözi“ a talajt. A kutatók nagy meglepetéOperatívan előre jelezhetik a földrengéseket a Föld körül keringő mesterséges holdakkal - ezt a lehetőséget bizonyították legújabban a szovjet kutatók. Megállapították, hogy a szeizmikus aktivitású övezet felett, néhány órával a földrengés előtt az űrből észlelhető elektromágneses tér jön létre. A Szovjet Tudományos Akadémia geofizikai intézetének kutatói egész sor kísérletet végeztek ezzel kapcsolatban. Megállapították, hogy a nagy kőzettömeg elmozdulásának előkészülése a Föld belsejében elektromágneses impulzutíztonnás termést hoz. Jó termésátlagokat érnek el velük Távol-Keleten, Üzbegisztánban és a Kaukázus északi vidékein is. A rizstermesztés viszonylag rövid idő alatt fontos mezőgazdasági ágazattá vált Kazahsztánban. Távvezérelt öntözőrendszereket építettek ki, újfajta rizsarató gépeket szerkesztettek. sére a fólia alatt termesztett növények erőteljesebben növekedtek. Ez részben azzal magyarázható, hogy a gyomnövények nem kezdtek csírázni. De oka lehet ennek az is, hogy a „napbesugárzás“ mozgósította a talajban levő nitrogént és néhány nyomelemet. Talán bizonyos hasznos baktériumok is erőteljesebb szaporodásnak indultak, s ezek védték meg a vetőmagot a kórokozóktól. A „napsugárzás“ új és drága eljárás, és ezért még csak kevés helyen alkalmazzák. (Basler Zeitung) sokat hoz létre a földkéregben. Ennek kisugárzódása földfelszínről megváltoztatja az ionoszféra villamos jellemzőit - ezt pedig könnyű észlelni a műholdakról. Egyelőre nehézségeket okoz, hogy a Föld csak a 10-1000 Hertz közötti frekvenciatartományban sugározza ki ezeket a jeleket, ezek pedig főként csak éjszaka észlelhetők, mert nappal „elnyeli“ őket a légkör. Csak a hatos erősségű és 80 kilométernél nagyobb fészekmélységű földrengések hoznak létre elég erős jeleket. (d) VIZSGÁLÓCERUZA LOGIKAI ÁRAMKÖRÖKHÖZ. Könnyen kezelhető logikai szondát készített az NSZK-beli Siemens a logikai áramkörök vizsgálatára. Nyolc fénydiódájának kombinációjából könnyű meghatározni a mindenkori jelformát. Eddig az effajta vizsgálatokhoz jóval drágább oszcilloszkópokat használtak. Azonnal felismerhetők vele a gyors zavarjelek is. Gondoskodtak a mérőcsúcs-túlterhelés elleni védelemről és a hibás kezelés, a polaritás felcserélése okozta károk kivédéséről is. (d) Szuperfinom lézerhártyák Szovjet tudósok a lézertechnika segítségével olyan tükröt állítottak elő, amellyel bepillanthatnak az élő sejtek mikroszerke- zetébe, és térben megjeleníthetik például egy-egy mikroorganizmus szén vázát. A tárgyat nem a megszokott fényben, hanem röntgensugarakban vizsgálják. A tükör előállításához szükséges rendkívül vékény hártyát lézer-gőzölögtetéssel hozták létre. A Szovjet Tudományos Akadémia alkalmazott fizikai intézetében kidolgozott módszerrel alkalmas ernyőn egyatomos rétegeket hozhatnak létre a hullámhossz, a lézerimpulzusok alkalmas időtartama és a szükséges plazmasűrűség megválasztásával. A lézer-gőzöléssel előállított szuperfinom hártyák felhasználásával új félvezető eszközöket és röntgenoptikai készülékeket hozhatnak létre. t (d) A napsugár fertőtleníti a talajt A szarvasmarhaikrek - előnyben A berlini Humboldt Egyetem kutatói a megfelelő genetikai adottságú állatok kiválogatásával azt vizsgálják, hogy melyek a szarvasmarhák ikerelléseire ható tényezők, vagyis mi a föltétele annak, hogy a szarvasmarhák körében egyre több legyen az ikerellés. A vizsgálatok céljaira egy olyan - kétszáz üszőből álló - csordát állítottak össze, amelynek anyaállatai kimutathatóan ikervemhesek. A kutatók továbbá tervszerűen olyan bikákat igyekeznek tenyészteni, amelyeknek nőivarú utódai viszonylag nagy százalékarányban ikerborjakat hoznak a világra. Hogy ezek a kutatások célszerűek-e egyáltalán, azt sokan vitatják. Az elutasításnak az az egyik oka, hogy - több egyéb hátrányon kívül - az ikerborjak összveszteségének aránya két- szer-négyszer akkora, mint az egyes borjaké. Mégis közöttük több a fölnevelhető egyed: 100 egyes ellésből (mintegy 5 százalék veszteséggel) 95 borjú marad meg, míg 100 ikerellésből (mintegy 20 százalékos, vagyis négyszer nagyobb veszteséggel) 160 borjú nevelhető fel. Az ikreket ellő teheneknek az is előnyük, hogy többnyire ellenállóképesebbek, mint az egyes borjak anyaállatai. (Urania) Földrengések előrejelzése az űrből
