Új Szó, 2009. október (62. évfolyam, 226-252. szám)
2009-10-20 / 242. szám, kedd
10 Tudomány-hirdetés ÚJ SZÓ 2009. OKTÓBER 20. www.ujszo.com Fő célját teljesítette: harmincéves kora előtt feljutott a csúcsra, a fizikai Nobel-díjat harmincegy évesen vehette át < 25 éve halt meg Paul Dirac, az antivilág antiköltője A szívesen csipkelődő Leon Lederman az alábbi „műalkotást” tulajdonítja Paul Diracnak, az első anti- részecske megjövendölő- jének, a huszadik század egyik legjelentősebb fizikusának: „Amegyénülés ronda kórság,/ Fizikusnak nagy veszély,/ Halj meg inkább jó korán,/ Mint harminc évnél többet élj.” OZOGÁNYERNŐ Az erről szóló „tudósítás” nem egy irodalmi lap kritikai rovatában, hanem Az isteni a-tom című érdekfeszítő tudományos ismeret- terjesztő könyvben jelent meg. A szerző sem kritikus, hanem Nobel- díjas fizikus, ráadásul hosszú időn keresztül kora legnagyobb részecskegyorsítója, a Fermilab igazgatója. Az általa közölt kis rigmus viszont pontosan érzékelteti a múlt század húszas éveinek hangulatát: a kutatás lázában élő fiatalok a lehető legrövidebb idő alatt fel kívántak jutni a csúcsra. A legjobbaknak ez sikerült is: a kvantummechanikát kialakító generációt sihedereknek nevezték az idősebb kollégák. Nem egy közülük doktori disszertációjáért kapta meg a fizikai Nobel-díjat. Annyira pelyhedző állúak voltak, hogy a két legnagyobbat, Werner Heisen- berget és Paul Diracot a kitüntetés átvételére anyukájuk kísérte el. Paul Adrien Maurice Dirac 1902. augusztus 8-án az angliai Bristolban látta meg a napvilágot. Apja, a Svájcból emigrált Charles Dirac franciát tanított. Noha nem vonzódott különösebben a gyakorlati tantárgyakhoz, mégis ez határozta meg fiatalkorának nagy részét: a bristoli egyetem gyakorló- iskolájában, a természettudományos tantárgyakat előtérbe helyező Merchant Ventures Technical College-ben végezte középfokú tanulmányait, majd a helyi egyetemen szerzett villamosmérnöki diplomát. De ekkor már tudta, hogy másra vágyik, így már elméleti fizikából doktorált Tudni érdemes, hogy a múlt század húszas évei volt a fizika leg- forrongóbb időszaka: már elfogadottá vált Einstein relativitáselmélete, az is, hogy az atomi világba soha nem tudunk belátni, ebből következően csak elméleti apparátussal tudjuk valószínűsíteni a szubatomi világban lejátszódó folyamatokat, ráadásul az elemi részecskék tulajdonságait és mozgását nem lehet hagyományos egyenletekkel leírni. A bombát a huszonöt éves Werner Heisenberg robbantotta, aki 1926-ban a mátrixelméleten alapuló, részecskék mozgását leíró egyenletét nyilvánosságra hozta. Az idősebb nemzedék irtózattal vette tudomásul, hogy a hagyományos matematikára ezen a területen nem lehet számítani. Hamarosan jött a felmentő lovag: egy év múlva Erwin Schrödinger osztrák fizikusnak sikerült a huszárvágás: hagyományos módon, hullámfüggvény alakjában határozta meg az első elemi részecske, az elektron mozgását. Fel- lélegzett a fizikustársadalom: mégse olyan rossz a helyzet, mint amilyennek tűnik. Dirac árgus szemmel kísérte az eseményeket. Ó ugyan azt tűzte ki célul, hogy megpróbálja összeegyeztetni Einstein relativitáselméletét a Heisenberg-féle kvantummechanikával, az talán még álmában sem vetődött fel benne, hogy egyidejűleg még Schrödinger egyenletét is igazolja, sőt olyan következtetésre jut, ami fordulatot jelent a természettudományos világképben. Az elektron tulajdonságait leíró, hamarosan róla elnevezett Dirac-egyenletnek ugyanis két megoldása volt, akárcsak a másodfokú egyenletnek is két gyöke van. Ilyenkor egy matematikus azt mondja: az első megoldás a reális, a másodiknak nincs fizikai alapja. Nem így Dirac: ha ez jött ki, akkor ez így igaz, amiből le kell vonni a következtetést. Le merte írni, ez nem kevesebbet jelent, mint hogy az elektronnak van egy ellenpárja, antirészecskéje, amely pozitív töltésű. Sőt, minden részecskének van ilyen antirészecskéje, vagyis létezik egy antivilág. Fizikailag ez annyit jelent, hogy ha egy részecske találkozik saját ellentétpárjával, akkor az einsteini energiaegyenletnek megfelelően energiakisugárzás közben megsemmisülnek. Ez túl meredek volt, de öt év múlva, 1932-ben Carl Anderson a kaliforniai Carl Tech kutatója a Wilson-féle ködkamrából származó fényképfelvételekből azonosíPaul Dirac (Képarchívum) tott egy kozmikus részecskét, amelynek pályája megegyezett az elektronéval, csak éppen ellenkező irányú volt. Azonnal be is jelentette: megtalálta az antirészecs- két, a Dirac által megjósolt pozitront, ami akkora szenzációnak számított, hogy a New York Times a címoldalán közölte. Ez elindította a lavinát: ebből egyértelműen következik, hogy a mi világunk mellett van egy „antivilág”! A felfedezés eredménye szabályos No- bel-díjeső lett: még ugyanebben az évben megkapta Heisenberg, a következőben Paul Dirac Erwin Sch- rödingerrel megosztva, majd három év múlva a vihart kiváltó Anderson is átvehette a világ legrangosabb tudományos elismerését. Diracot 1932-ben kinevezték a Camridgei egyetem tanárának, arra a tanszékre, amelyen a legendák övezte Isaac Newton, a klasszikus fizika megalapítója, sírfelirata szerint „az emberiség dísze” is működött. Magánélete 1934-ben vett fordulatot. Neumann János és Wig- ner Jenő a fasizmus előretörésekor, 1933-ban választották új hazájukul az Egyesült Államokat, mindketten a princetoni egyetem tanárai lettek. Neumann igazi társasági ember volt, heti rendszerességgel rendezett partikat. A huszadik század legjelesebb koponyái vettek részt ezeken az összejöveteleken. 1934-ben egy ilyen estén ismerkedett meg a Neu- mann-villában Paul Dirac Wigner Mancival, a későbbi Nobel-díjas magyar tudós húgával. Egymásba szerettek. Esetükben minden bizonnyal igaz, hogy az ellentétek vonzzák egymást: Mancinak ugyanis fogalma sem volt arról, mekkora nagy tudós a jövendőbelije. Wigner Jenő ezt így örökítette meg: „Manci soha nem értett meg sokat a fizikából, ami keveset megértett, azt pedig határozottan utálta. Soha nem is tudta rávenni magát, hogy a fizikát megszeresse. Paul ezt nem bánta: tudta, hogy Mancinak akármi is a véleménye a tudományról, szereti őt. Diracnak pedig valahogyan sikerült Mancit és a fizikát egyszerre szeretni”. Dirac a későbbiek folyamán is behatóan foglalkozott az elektron tulajdonságaival. Sikerült egy egyenletet levezetnie, amelyből az következik, amit korábban az egész szakma elutasított: létezik egypólusú elektron, vagyis nem irreális az egypólusú mágnes. Ezt a levezetését 1948-ban hozta nyilvánosságra. Azóta is heves vita dúl elméletének helyességéről, tekintve, hogy azóta sem sikerült az egypólusú mágnest kimutatni. Filozófiai gondolatai is a matematika iránti mély tiszteletét bizonyítják. Szerinte az Isten csak matematikus lehet. Bár hatvanhét évesen ment nyugdíjba, a tétlenséget nem bírta elviselni: elfogadta a Florida State ^ University állásajánlatát, így az amerikai Tallahasseebe költözött. Gyakorlatilag élete utolsó pillanatáig dolgozott, huszonöt éve, 1984. október 20-án hunyt el. Nyolcvankét éves volt. Fő célját teljesítette: harmincéves kora előtt feljutott a csúcsra, a Nobel-díjat harmincegy évesen vehette át. Hatása a mai napig tetten érhető: 1930-ban írt A kvantummechanika alapjai című tankönyvét nemcsak jelenleg használják, hanem minden bizonnyal a jövő a diákjai is haszonnal forgatják szerte a világon. Az utókor sem feledkezett meg róla: 1995-ben plezték le emléktábláját a Westminster-apát- ságban, ahol a dicső előd, Isaac I Newton alussza örök álmát. Utolsó PhD hallgatója, Dr. Bruce Heilman professzor 1997-ben tiszteletére megalapította a Dirac-díjat, amelyet évente a Florida State University kiemelkedő kutatójának osztanak ki. Tehetséges művész, tudós vagy sportoló vagy? Életkorod 8-20 év közötti, és külföldi vagy hazai versenyeken remekelsz? Jelentkezz 2009. október 30-ig a következő címen: Stredoeurópska nadácia (CEF), Sasinkova 12, 811 08 Bratislava. A legtehetségesebbek elnyerik a CEF és a SLOVNAFT ösztöndíját. További információ a www.cef.sk és www.slovnaft.sk oldalakon. RE910883
