Csendes forradalmár

Pierre Curie halálának centenáriumán

Gyakran felvetődik a kérdés, hogy valójában mikor is kezdődött a korszakváltás a fizikában, amelynek eredménye a természettudományos világkép gyökeres átalakulása lett. A legegyszerűbb, hétköznapi fogalmakról derült ki, hogy a valóságban egészen más jellemzőket mutatnak, mint ahogyan azt évezredeken keresztül tudtuk: a fény egyszerre részecske és hullám, a tömeg nagysága, a szilárd testek mérete és az idő múlása a mozgástól függ, ráadásul nem minden vegyi elem állandó, átalakulhat az egyik a másikba. Borzadály belegondolni, de tény, több száz éves fejlődés után a fizika előtt felcsillant a remény, amiben az alkimisták szentül hittek: aranyat lehet készíteni egy értéktelen fémből is. Nem csoda, hogy maguk a tudósok sem akartak hinni a szemüknek. Közöttük a legkiválóbb, forradalmi gondolkodásúak sem, mint amilyen kétségkívül Pierre Curie volt. Egyike azon keveseknek, akik a híres évek, az 1895-98 közötti időszak fizikai forradalmát végrehajtották.

Már egészen fiatalon, huszonegy éves korában megmutatta oroszlánkörmeit: Jaques bátyjával együtt felfedezte a piezoelektromos jelenséget, amelynél egyes kristályokban összenyomás hatására villamos feszültség keletkezik, és ennek fordítottját (inverz piezoelektromos jelenség), amikor a villamos illetve mágneses térbe helyezett kristály összehúzódik. Amikor változó elektromágneses térbe tették, rezegni kezdett. Több anyag is mutat ilyen tulajdonságokat, közülük a legismertebb a Seignette-só és a kvarc. Ez utóbbi mindennapi életünkben fontos szerepet játszik: a tűzkő nélküli öngyújtókban és gázgyújtókban villamos szikra keltésére használják, míg a kvarcórákban ugyancsak a Pierre Curie által felfedezett jelenség alapján rezeg az órajelet adó kristály, a hagyományos lemezjátszóban pedig a zafírtű rezgéseit Seignette-sóból készült elem alakítja át villamos rezgésekké.  De ennél sokkal fontosabb a rezgő kvarckristály az orvosi diagnosztika számára: amikor áldjuk a fájdalommentes ultrahangvizsgálat (szakszóval szonográf) előnyeit, egy pillanatra érdemes e francia zsenire gondolni.

Egy ideig tanársegédként dolgozott Alma Materében, az École de physique et de chimie főiskolán, de hírnevének megalapozása után átcsábította őt a világhírű Sorbonne, ahol a ma kissé bizarrnak ható preparátori állást kínálták fel neki. Persze nem állatokat tömött ki, hanem fizikai preparátumokat készített. Ekkor már a mágnesség jelenségeivel foglalkozott. Ezen a területen ugyancsak alapvető felfedezéseket tett. Kiderítette például, hogy a ferromágnesek egy meghatározott hőmérsékleten elvesztik mágneses tulajdonságaikat. Lehűtve ismételten visszanyerik. Ez a felismerése a huszadik század végén lett mindennapi gyakorlat részévé: a számítógépekben és a DVD lejátszókban használatos újraprogramozható lemezek alakjában, ahol a Curie-pont fölé, lézersugárral felhevített ferromágnes pontocska elveszti mágneses tulajdonságát, majd lehűlve, erős villamos térben egészen más irányba fordul el a pólusa, így eltérő szögben veri vissza a fényt, mint a környező felület.   A felfedező tiszteletére ma ezt Curie-pontként tárgyalja az irodalom. A nagyon gyengén mágnesezhető anyagokkal, a paramágnesekkel kapcsolatban – ahol a mágnesség mindig egyforma, bármilyen erős a külső erőtér – megállapította, hogy a mágneses tulajdonság csökken az emelkedő hőmérséklettel, ezt képletbe is öntötte. Nem csoda, hogy ugyancsak róla nevezték el Curie-törvénynek. A Sorbonne magánéletét is alaposan felforgatta: a visszahúzódó természetű, agglegényéletet élő tudós 1894-ben találkozott egy különös teremtménnyel, a borotvaeszű, céltudatos Maria Sklodowskával. Mégpedig az egyetem falai között, ugyanis a varsói lány beiratkozott hozzá a fizika szemináriumra. Különlegességét az adta, hogy ő volt a Sorbonne fizika tanszékének első női hallgatója. Ráadásul nem akárki: a híres Becquerel munkatársa, aki előzőleg Gabriel Lippman laboratóriumában dolgozott. Az említettek valamennyien néhány év múltán a még nem létező Nobel-díj kitüntetettjei lesznek (A svéd gyáros ekkor még jó bőrben van, csak a következő évben, egészsége hanyatlásával hozza meg világraszóló végrendeletét). A két nagyszerű tudós találkozásából szerelem lesz, a következő évben összeházasodnak.

Feleségével Marie-val munka közben

Tudni érdemes, hogy ebben az időben az atomelmélet csupán feltevésként létezett, senki nem sejtette, hogy hamarosan minden megváltozik, sikerül tudományággá válnia. Az első nagy felfedezést Wilhelm Conrad Röntgen tette, a róla elnevezett sugarak felfedezésével. Hamarosan John Joseph Thomsonnak sikerült tisztáznia, hogy a röntgensugarak keltéséhez használt katódsugárcsőben negatív töltésű részecskék áramolnak. Ezzel 1896-ban igazolta az első elemi részecske, az elektron létét. Azt is megállapította, hogy az atomon belül is helyet foglal ez a részecske. Ekkor dolgozza ki az első atommodellt, amit legtehetségesebb tanítványa, Ernest Rutherford  kedveskedve mazsolás pudingnak (magyarán: kalácsnak) keresztelt el, mivel a derék angol úgy gondolta, hogy az anyagok külsőleg amiatt mutatnak villamosan semleges állapotot, mert a pozitív töltésű anyagmasszában csücsülnek az apró, negatív elektronok. Innen a találó hasonlat. E két felfedezés hatására felbolydult a fizika világa: szinte mindenki katódsugárcsövet szerzett. Nem így Henri Becquerel, ő folytatta édesapja fluoreszcenciával foglalkozó kísérleteit. Több olyan vegyületet ismerünk, amely napfény hatására fényt bocsájt ki. Vagyis a felvett energiát még egy bizonyos ideig látható fény formájában sugározza szét. Becquerel, nagy szerencséjére uránsót is használt, amely ugyancsak képes fluoreszkálásra. Természetesen a rutinfeladatok elvégzését Maria Sklodowskára bízta. Egy véletlen folytán olyan felismerésre jutottak, amely új elmélet kidolgozásához vezetett: a napfényről behozott urándarabot véletlenül a becsomagolt fényképlemezeken hagyták. Előhívás után a kifényképezett lemezt megtekintve Becquerel döbbenten tapasztalta, hogy a sódarab alakjának megfelelő fekete folt tette tönkre a felvételt. Azonnal szimatot fogott: ezt a fluoreszkálás teszi, amely rokon tulajdonságokat mutat a mindenen áthatoló röntgensugarakkal. Ugyancsak a véletlen segítette hozzá, hogy rájöjjön: képtelenség, amit gondol. Ugyanis egy alkalommal napokig nem sütött a Nap, így nem tudott kísérleteket végezni, ennek ellenére az előhívott fényképek ugyanolyanok voltak, mint amikor órákon keresztül gyűjtötték az uránsóval a napsugarakat. Tehát itt valami mást kell keresni. Csakhogy erre a másra nem volt magyarázat: ugyanis ha nem gerjesztett sugárzásról van szó, akkor csak saját belső energiaforrásból tudja az urán fedezni a sugárzást. Ez pedig ellentétes az anyagmegmaradás törvényével. Kísérleteinek eredményét 1896-ban hozta nyilvánosságra a francia akadémia lapjában a Comptes Rendus-ben. Ezt követően elvesztette az érdeklődését a kérdés iránt, inkább az erős elektromágneses térbe helyezett fényforrásokkal kezdett foglalkozni. Biztos ítélőképességéről tanúskodik, hogy rájött: itt valami nagyon fontos dologról van szó. Nem tévedett: a második Nobel-díjat Pieter Zeeman ezért kapta meg, egy évvel Röntgen után. Mindenesetre az általa felfedezett sugarakat róla nevezték el. Asszisztensnője, Marie Curie-Sklodowska nem adta fel a dolgot: lelkesen magyarázta férjének kísérleteit, kérve, találjon megoldást. Az ügy tudományos részét tekintve tiltakozott az ellen a feltételezés ellen, hogy a sugárzás következtében az anyag elbomlik, ki hitte volna el Pierre Curie-n kívül, hogy bizony a vegyi elemek nem mindegyike állandó, az eredetileg vegyész asszony számára ez volt maga az eretnekség netovábbja. Semmivel sem volt könnyebb laboratórium szerzése: amikor kiderült, hogy uránszurokércet kell nagyban hevíteni, az egyetem vezetése csak arra volt hajlandó, hogy a Sorbonne udvarán egy fabódét állít fel a házaspárnak. Pierre Curie nemcsak szerelmes férj volt – mint ahogy rosszakarói állították és próbálták elgáncsolni -, hanem nagyszerű tudós is, aki biztos volt abban, hogy itt új elemeknek kell lenniük. Ugyanis nem minden szurokérc sugárzott azonos erővel. A legjobbnak a jáchimovi bányák terméke bizonyult.  Gyakorta volt gúnyolódás tárgya a házaspár, különösen a feleség, aki babakelengye készítése és vacsorafőzés helyett kondérszámra kotyvasztotta a bűzös folyadékot. Közben, a kísérletek kellős közepén, 1897-ben megszülte első gyermekét, Iréne-t, aki szülei nyomdokain haladva ugyancsak eljutott a Nobel-díjig. Fanatikus hitüket, kitartó munkájukat, emberfeletti erőfeszítéseiket végül siker koronázta: a hét tonnányi szurokércből sikerült néhány milligramm nagyon erősen sugárzó anyagot előállítaniuk, amit Marie szülőhazájáról polóniumnak neveztek el, majd hamarosan egy másikat is izoláltak, amelynek Marie a  latin  sugárzó szó alapján a rádium nevet adta. Majd hogy teljes legyen a sor, felfedezik a harmadik sugárzó elemet, a tóriumot is. Tiszteletükre a radioaktivitás mértékegységét róluk nevezték el: egy curie sugárzás egy gramm rádium egy másodperc alatti bomlásával egyenlő.

Kísérleteik eredményét Marie Curie-Sklodowska doktori disszertációban foglalja össze. Ez a rövid dolgozat hamarosan tudománytörténeti jelentőségűvé válik: az első a sorban, amiért kiadják a legnagyobb tudományos kitüntetést. Ugyanis a hamarosan, 1901-ben először kiosztott Nobel-díj “várakozási” listáján a francia házaspár előkelő helyen szerepel. Olyannyira, hogy a harmadikat meg is kapják. Természetesen Henri Becquerellel megosztva,, akinek első kísérletei vezettek el az új tudományág létrejöttéhez. Számunkra külön érdekesség, hogy ezt a művet Zemplén Győző, Eötvös Loránd tanársegéde ültette át magyar nyelvre, szép példájaként annak, hogy a korabeli Magyarországon milyen élénk figyelemmel kísérték a legfontosabb felfedezéseket.

Marie Sklodowska-Curie lányaikkal: Eve (az ölében) és Iréne

A Nobel-díj még egy előnnyel járt: 1904-ben végre beköltözhettek az egyetem szent falai közé, ahol Pierre Curie-nek saját tanszéket hoztak létre kísérletei folytatására. Aligha sejthette, hogy milyen kevés idő adatott neki: élete teljében, 1906. április 19-én – épp száz éve – este a párizsi operából kilépve egy megbokrosodott konflis ló halálra gázolta. Marie szeme láttára. Még negyvenhét éves sem volt. Egy kísérletsorozat kellős közepén voltak, amely a fémrádium előállításához vezetett és újabb Nobel-díjat rejtett. Marie, férje halála után is bizonyította, amiről Pierre megismerkedésük kezdetétől meg volt győződve: milyen kivételes asszony. Egyedül nevelte lányait, átvette a megüresedett egyetemi katedra és a Rádium Intézet vezetését, közösen elkezdett kísérleteiket befejezve 1910-ben megírta Traité de radioactivité szakmunkáját, a téma első nagy összefoglaló művét. A következő évben a – tudománytörténetben a mai napig páratlan módon – átvehette, ezúttal a kémiai Nobel-díjat. (John Bardeen ugyan szintén dupla Nobel-díjas, de ő egy tudományágban kapta mindkettőt. Ez viszont külön történet: a múlt század hetvenes éveinek elejéig érvényben volt az a határozat, amely szerint egy tudományágban csak egy Nobel-díj osztható ki ugyanannak a kutatónak. Arról már Bardeen nem tehet, hogy a tranzisztor feltalálása után meg kellett neki adni a szupravezetés területén tett felfedezéseiért a második kitüntetést is).

Ha valaki elmondhatja magáról, hogy értelmes életet élt, Pierre Curie nyugodtan megteheti. Jelentős felfedezésekkel járult hozzá a tudomány fejlődéséhez, felismeréseivel döntő mértékben befolyásolta a későbbi korok életét, családapaként pedig büszkén tekinthetett le odafentről, amikor felesége után Iréne lánya és mindkét veje átvehette a Nobel-díjat.

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>