Új Szó, 2006. február (59. évfolyam, 26-49. szám)

2006-02-21 / 43. szám, kedd

www.ujszo.com ÚJ SZÓ 2006. FEBRUÁR 21. Tudomány - hirdetés 11 Nyolcvan éve hunyt el Heike Kamerling Onnes holland fizikus, a szupravezetés felfedezője; első jelentős eredménye a hélium cseppfolyósítása volt A jövő villamossága Kétséges, hogy valaha is sikerül szobahőmérsékleten megvalósítani a szupravezetést (Képarchívum) A tudomány eredményeit olykor csak évtizedek-évszá- zadok múltán sikerül meg­valósítani a gyakorlatban. Ez nem csak a régi korokra ér­vényes - napjainkban sincs másképp. Hiába büszkélke­dünk azzal, hogy a legrövi­debb idő alatt minden felfe­dezés napi életünk része lesz, az ipar, az energetika és a kömyezetkímélés szá­mára oly fontos szupraveze­tés felhasználása még jó ide­ig a jövő zenéje marad. OZOGÁNY ERNŐ De miről is van szó? A villamos­sággal foglalkozó tudósok a tizen­kilencedik század folyamán kiderí­tették, hogy az árammal szemben a fémvezető ellenállást tanúsít. En­nek nagyságát az iskolai tananyag­gá nemesült Georg Simon Ohm né­met fizikus határozta meg. Termé­szetszerűleg ilyenkor a huzal fel- melegszik, ennek mértékét viszont angol kollégája, a fizikaórákról ugyancsak ismerős James Prescott Joule adta meg, aki meghatározta, hogy a villamos áram nagyságával négyzetesen arányos a veszteség. Mindez a mindennapi gyakorlat­ban a villamos távvezetékeknél lett elsőrendűen fontos, hiszen egyál­talán nem mindegy, hogy a szállí­tott energia mekkora hányada ve­szik el a vezetékek ellenállása mi­att. A veszteségek csökkentésére találták fel a transzformátort - megalkotói a budapesti Ganz gyár mérnökei, Bláthy Ottó Titusz, Déri Miksa és Zipemovszky Károly vol­tak amely lehetővé teszi nagyfe­szültség mellett sokkal kisebb áramerősségen ugyanakkora villa­mos energia továbbítását, ami jó ideig megfelelő megoldást jelen­tett. Csakhogy a huszadik század­ban egész sárgolyónkat villamosí­tották, olyan mértékűvé vált az energiaéhség, hogy már néhány százalék veszteség is jelentősnek számít. Arról nem is beszélve, hogy a többezer ldlométeres távvezeté­keken elveszik az energia egyötö­de. Ez pedig már százmilliárd dol­lárban mérhető. Felvetődik: de jó lenne, ha nem lenne a vezetékek­nek villamos ellenállása. Hiszen akkor veszteség sem lenne. Ez nem gyermekálom: van ilyen, szuprave­zetésnek hívják. Csak egy baj van még mindig vele: csupán nagyon kis hőmérsékleten működik. És nem is korunk agyréme, ugyanis csaknem száz évvel ezelőtt egy hol­land fizikus, Heike Kamerling Onnes fedezte fel. Az alacsony hőmérsékletek bűvöletében A híres németalföldi Hanza vá­rosában, Groningenben született 1853. szeptember 21-én. Tanulmá­nyait szülővárosában, majd Delft- ben és Leidenben végezte. Anya­egyetemén lett tanársegéd, majd professzor, egész munkássága is e világhírű intézményhez kötődik. A tizenkilencedik század végén a tudósok az alacsony hőmérsékle­tek bűvöletében éltek. Az egyik fontos kérdés az volt, van-e és mek­kora a legkisebb, természetben előforduló hőmérséklet, a másik, hogy vajon hogyan viselkednek a vegyi elemek ilyen szélsőséges vi­szonyok között. Az előbbi kérdésre William Thomson - ismertebb ne­vén lord Kelvin - adta meg a vá­laszt, bizonyítva, hogy a természet­ben van egy abszolút nulla fok, ezt az ő tiszteletére 0°K-nak nevezték el, ami hétköznapi nyelvre lefordít­va -273,15°C-nak felel meg. Hama­rosan az is kiderült, hogy ilyenkor az atomok egyes részeinek rezgése befagy, ennek megfelelően külön­leges tulajdonságokat vesznek fel. A másik kérdésre épp a hollandus professzor próbálta megadni a vá­laszt. Kamerling Onnes a leideni egye­temen berendezett magának egy laboratóriumot, amelyben gázokat cseppfolyósított. A legalacsonyabb hőmérsékletet 1908-ban sikerült elérnie: -268,5°C-ot, ami alig több 4 kelvinnél. Első jelentős eredménye a héli­um cseppfolyósítása volt. Ez elsőként neki sikerült. A továbbiak­ban arra összpontosította figyel­mét, hogy az egyes vegyi elemek milyen tulajdonságokat mutatnak folyékony héliumba mártva. Leg­nagyobb meglepetésére a higany teljes mértékben elvesztette villa­mos ellenállását. Kísérleti eredmé­nyeit egy merőben szokatlan elmé­lettel koronázta meg, amely szerint a higanyhoz hasonlóan vala­mennyi fém egy bizonyos, kritikus hőmérsékleten ugyancsak szupra­vezetővé válik, tehát a villamos áram akadálytalanul folyik benne. Hogy mekkora szenzációt keltett vele, arra a legjellemzőbb, hogy két évvel nyilvánosságra hozatala után, 1913-ban megkapta érte a fi­zikai Nobel-díjat. Hamarosan az is kiderült, hogy a svéd akadémia ál­tal kijelölt bizottság nagyon is he­lyesen döntött: sorban sikerült a legtöbb fém szupravezetését bizo­nyítani, sőt ötvözetekre is kiterjesz­teni Kamerling Onnes elméletének helyességét. A kérdés lezáratlan marad A kérdés persze korántsem zá­rult ezzel le. Húsz év múltán Meiss­ner és Aschenfeld bebizonyította, hogy az áram azért oly akadályta­lan, mert szupravezető állapotban a mágnesezhető anyagok (ferro- mágnesek) nem mágnessé (dia­mágnessé) válnak - mivel kiszorít­ják a villamos vezető belsejéből a mágneses teret. Ettől a fő kérdés még mindig megválaszolatlan maradt: mitől az akadálytalan villamos áram? Erre végül John Bardeen, L. M. Cooper és J. R. Schriever adta meg 1956- ban a választ, a nevük kezdő­betűiből alkotott BCS-elméletben, amely szerint a negatív töltésű elektronok az abszolút nulla fok közelében nem taszítják egymást, épp ellenkezőleg: párokba ren­deződve fegyelmezetten továbbít­ják a villamos áramot. Elméletükért 1972-ben Nobel- díjjal tüntették ki őket. Hogy mi­lyen példátlanul elegáns a magya­rázatuk, arra a legjobb példa, hogy napjainkig mindössze Bardeen szerzett két fizikai Nobel-díjat. Az előzőt a tranzisztor 1948-as felfe­dezéséért kapta - a véletlen folytán éppen 1956-ban. A szupravezetés elméletének tel­jes diadalát Kamerling Onnes már nem érte meg: 1926. február 21-én hunyt el Leidenben. A gyakorlati alkalmazás terén pillanatnyilag fe­lemás helyzet uralkodik: a folyé­kony hélium előállítása nagy költ­ségeket kíván, emiatt csak kísérleti körülmények között használják. A legnagyobb szupravezető áramkö­rök jelenleg a részecskegyorsítók­ban vannak. Az európai, a berni és az amerikai, bataviai Fermilab ku­tatói egyaránt szupravezető elekt­romágnesekkel dolgoznak, ame­lyekkel a részecskegyorsító ütközé­si energiáját az eredeti teljesítmény ötszörösére sikerült emelni. A min­dennapi gyakorlatban akkor tud­nak majd elteijedni, ha sokkal ma­gasabb hőmérsékleten is sikerül az ellenállás nélküli villamos vezetést biztosítani. Biztató kísérletek már vannak: egyes fémkerámiák már 100°K-on is szupravezetők, de hát még ez is -170°C-ot jelent. A jövőt nagyon nehéz megjósol­ni, mivel a hő emelkedésével az atomok egyre nagyobb kilengést végeznek a kristályrácsban, így két­séges, hogy szobahőmérsékleten valaha is sikerül a szupravezetést megvalósítani. Ez viszont mit sem von le Kamerling Onnes zsenialitá­sából, aki egyetlen fém vizsgálatá­val általánosan érvényes törvény- szerűséget fedezett fel. POZSONY SZENCIJÁRÁS DUNASZERDAHELYI JÁRÁS GALÁNTAI JÁRÁS Mi újság, Dunaszerdahely? Márciustól dunaszerdahelyi Új Szó! Mi újság, Galánta? Márciustól galántai Új Szó! Mi újság, Pozsony? Márciustól pozsonyi Új Szó! Mi újság, Szene? Márciustól szenei Új Szó! Minden szerdán változatlan áron, plusz nyol< oldalon hírek, érdekességek régiója életéből. Új Szóban az újság! Kérje a standokon, vagy rendelje meg! Új Szó - az élet lapja! I Ilii ■■■ Az Új Szó minden új előfizetője emléktárgyat kap. Minden ötödik közülük visszakapja az előfizetési díj teljes összegét. Minden tizedik új előfizető megduplázva kapja vissza az előfizetési díjat. A nyertesek nevét folyamatosan közöljük az Új Szóban A játékban akkor vehet részt, ha be is fizette az előfizetési díjat! — Megrendelőlap Megrendelem □ az Új Szét □ az Új Szó szerdai kiadását Előfizetés módja: □ havonta □ negyedévente □ félévente □ évente Név:............................................................................................................. ............................. Ut ca/házszám:....................................................................................................................... Postai irányítószám:..............................Település:........................................................... In kasszó (SIPO szám):..............................Bankszámlaszám:....................................... Al á írás: Kérjük a szelvényt olvashatóan kitöltve, a kívánt előfizetési móddal megjelölve 2006. április 30-áig elküldeni a PETIT PRESS, a. s., odbyt, Nám. SNP 30, 811 01 Bratislava címre vagy a 02/592 33 339- es faxszámra.

Next

/
Thumbnails
Contents