Alma és a fája

Aage Niels Bohr kilencvenedik születésnapján.

Ha valakire érvényes a népi mondás, hogy az alma nem esik messze a fájától, a dán tudomány egyik legnagyobb alakjára tökéletesen igaz: követte édesapját a fizikusi pályán, még szakterületét és későbbiek folyamán az intézetét is tőle örökölte, ráadásul ugyanabban a témakörben szerezte meg a fizikai Nobel díjat is.

Azt is mondhatnók, hogy aranykanállal a szájában született: épp hogy csak meglátta a napvilágot 1922. június 19.-én, ugyanezen év december 10.-én édesapja átvehette a svéd király kezéből a fizikai Nobel-díjat. Szó se róla: ennél rosszabb éve sose legyen egy tudósnak!  A későbbiekben nem kisebb egyéniségeket tudhatott atyai barátainak, mint Werner Heisenberg és Wolfgang Pauli, a Koppenhágai Egyetem Elméleti Fizikai Intézetének munkatársait, akikre ugyancsak ?lecsapott? a Nobel-díj. Ilyen körülmények között kész csoda lett volna, ha nem fizikusnak készül. Ahhoz viszont, hogy korszakos jellegű felfedezéseit megtegye, a családi indíttatáson kívül még kellett az a szorgalom és szintetizálási képesség, amely elvezette őt ahhoz, hogy ezt a kitüntetést maga is kiérdemelje.

Minden iskoláját természetesen szülővárosában, Koppenhágában végezte, nem is volt hova mennie: Niels Bohrnak köszönhetően az egész világból ide sereglettek a tudásra vágyó fizikusok, az elméleti kérdésekről rendezett kollokviumok még a Koppenhágai Ünnepi Játékok ragadványnevet is kiérdemelték, amivel az irigyek Richard Wagner Bayreuthi monumentális rendezvényeire utaltak.

1940-ben kezdte meg tanulmányait a Koppenhágai Egyetemen. Minden zökkenőmentes lehetett volna, csakhogy szülőhazája ekkor került német megszállás alá. Az csak idő kérdése volt, hogy demokratikus elveket valló édesapja mikor kerül összeütközésbe a megszállókkal. Amikor 1943-ban le akarták tartóztatni, az egész család Svédországba menekült, majd hamarosan Angliában kötött ki. Édesapja a háború alatt ugyancsak részt vett az amerikai atombomba kifejlesztését célzó Manhattan Projectben, ennek keretén belül rendszeresen ingázott London és Los Alamos között, fia mindvégig titkáraként és tudományos segéderőként követte. A háború befejezését követően az egész család visszaköltözött Koppenhágába, ahol Aage 1946-ban szerezte meg diplomáját, szakdolgozatát az atomok egyensúlyi állapotáról írta.

Az atomelmélet a fizika örök problémái közé tartozik, a legutóbbi kétezer ötszáz évben nagyon sokat megtudtunk az anyag legkisebb építőköveinek viselkedéséről, ennek ellenére azt kell mondani, hogy a legnagyobb felismerések ezen a területen a jövő tudósaira várnak. Démokritosz, az abdérai zseni logikai úton jutott arra a következtetésre, hogy az anyag darabolása közben szükségszerűen el kell jutni ahhoz az állapothoz, amikor már ez a folyamat nem folytatható. A görög osztás ? tomosz ? szóból megalkotta az oszthatatlan ? atomosz ? kifejezést. Elméletéhez a huszadik század elejéig nem sokat tudtak hozzátenni, viszont ekkor a részecskefizika néhány felfedezésének fényében több felismerés született. Elsőként az derült ki, hogy amit korábban atomnak gondoltak, az pozitív és negatív részből áll.  John Joseph Thomson angol fizikus állította fel az első modern atommodellt, amely szerint a nagy, pozitív töltésű anyagmasszában csücsülnek az apró, negatív töltésű elektronok.  Ezt tanítványa, Ernest Rutherford csipkelődő kedveskedéssel ?mazsolás pudingnak? ? tájainkon mazsolás kalácsnak ? nevezte el. Szerencsére száraz angol humorán kívül arra is maradt ideje, hogy felállítsa az első, használhatónak tűnő atommodellt: ez a naprendszer kicsinyített mása volt, ahol a nagyméretű, pozitív mag körül keringenek a pici negatív elektronok. A következő, korszakalkotó felismerés Niels Bohr nevéhez fűződik, aki rájött, hogy az elektronok csak meghatározott sugarú pályákon keringhetnek, vannak ? ahogy fogalmazott ? tiltott pályák. Ez vezetett el végül is Arnold Sommerfeld felismeréséhez, aki bebizonyította, a pályák mérete abból adódik, hogy az elektron nem részecske, hanem hullám formájában öleli körül a magot, miközben pályamérete a hullámhosszából ered. Ezzel feloldotta a legnagyobb dilemmát: amennyiben részecskeként keringene az elektron, a fizikai törvények értelmében elektromágneses sugárzást kellene kibocsátania, viszont eközben energiát veszítene, amelynek ahhoz kell vezetnie, hogy belezuhan az atommagba. Amit viszont nem tesz meg. Az említett tudósok, Sommerfeld kivételével ? ami felett a mai napig nem tud napirendre térni a fizikus társadalom ? megkapták a Nobel díjat.

Aage Bohr tanulmányainak befejezése idején már nyilvánvaló volt ? erről szólt szakdolgozata is ? hogy nemcsak az atom, de maga az atommag is egy bonyolult, rezgő rendszer. Olyannyira, hogy későbbi egész tudományos tevékenységét ennek a kérdésnek szentelte.

Szakmai tudásának elmélyítése végett 1948-től a Princetonban ? itt tanított ebben az időben Albert Einstein és Wigner Jenő – az Institute for Advanced Study munkatársa, majd a New Yorki Columbia Egyetemen dolgozott. Amerikai tartózkodása komoly változást hozott magánéletébe: megismerte és feleségül vette Marietta Soffert. Három gyermekük született. Viszont az egyetemen James Rainwaterrel is közelebbi kapcsolatba került, aki meg próbálta magyarázni, hogy az atommagban a pozitív töltés miért nem egyenletesen oszlik el. Ugyanerre a kérdésre Bohr egy általánosabb megoldást talált, azzal, hogy egyszerre vizsgálta az atommag felszíni rezgését és a belseje közötti kapcsolatot.

Koppenhágába való 1950-es hazatérte után munkatársával, Ben Mottelsonnal kísérletsorozatba kezdett, hogy igazolják az általa felállított elmélet helyességét. Három tanulmányban fejtették ki elméletüket, amely szerint egy atommag energiaszintje meghatározható forgásának spektruma alapján. Ezt követően szerte a világon elkezdődtek tudományos eredményeik igazolására vagy elvetésére irányuló kísérletek.

Édesapja halála után, 1962-től nyolc éven át a Koppenhágai Bohr Intézet igazgatója volt. Ekkor egyéb elfoglaltságai miatt kénytelen volt lemondani. Ugyanis 1957-től alapító tagja és egyik vezetője volt az észak európai tudósokat összefogó NORDITA ? NORDic Institute for Theoretical Physics ? intézetnek, amelynek igazgatói tisztét hosszú időn keresztül ellátta.

Kutatásainak eredményeit a Nuclear Structure (Az atom szerkezete) című, kétkötetes, Ben Mottelsonnal közösen megjelentetett munkájában publikálta. Ennek első része Single-Particle Motion (Elemi részecskék mozgása) 1969-ben, a második a Nuclear Deformations (Atomok torzulásai) 1975-ben jelent meg. Ekkor már levegőben lógott a Nobel-díj. Ami olyannyira igaz, hogy az év októberében be is jelentették: az alapító halálának napján, december 10.-én a nagy hármas, Niels Bohr, Ben Mottelson és James Rainwater veheti át. Elméletük még a nagyközönség számára érthető nevet is kapott: a jól ismert kollektív modell rejtőzik mögötte. Bár szakmai körökben inkább az atommag modern struktúrája néven tartják számon.

A dán fizika egyik legnagyobb büszkesége nyolcvanhét éves korában, 2009. szeptember 8.-án hunyt el szülővárosában. Életművét értékelve elmondható lenne, hogy tevékenysége édesapja munkásságának betetőzését jelenti. Viszont amennyiben Démokritosztól napjainkig vesszük számba az atomelmélet fejlődését, meg kell jegyeznünk, hogy a természet feltételezett legkisebb építőkövének, az ugyancsak Nobel-díjas Leon Lederman által Isten-részecskének nevezett Higgs-bozon megtalálása még mindig a jövő zenéje. Ha ez sikerül, lesz még a jövő fizikusainak hozzáfűznivalója az atom szerkezetének kérdéséhez. Meg a Nobel-díj bizottságnak munkája a szerencsés kiválasztott(ak) megtalálásában.

MINDEN VÉLEMÉNY SZÁMÍT!

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

A következő HTML tag-ek és tulajdonságok használata engedélyezett: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>