Kulcs a természet megismeréséhez
Bemutatkozik az MTA XI. (Fizikai Tudományok) Osztálya
Előszó
Faigel Gyula
az MTA levelező tagja, osztályelnök-helyettes
MTA SZFKI – gf @ szfki.hu
A fizika célja az anyagi világ legalapvetőbb törvényeinek, működésének feltárása, megértése. Fontos, hogy a megértés szintje olyan legyen, hogy az összefüggéseket kvantitatívan és egzaktul le tudjuk leírni. Ezért a fizika erősen támaszkodik a matematikára. A fentiekből azt a következtetést is levonhatnánk, hogy a fizika lényegében mindennel foglalkozik. Azonban ez nem így van: az anyag magasabb szerveződési formáit (biológiai, társadalmi stb.) és az azokból adódó speciális kérdéseket külön diszciplínák kutatják. Ennek oka, hogy e területek törvényei más jellegűek, mint a fizikában általában, nem tehetők eléggé kvantitatívvá, illetve egzakttá. Azonban a fizika e területek fejlődéséhez is jelentősen hozzájárul. Éppen az utóbbi évtizedekben erőteljes fejlődés zajlott a fizika olyan területein, gondolok itt elsősorban a statisztikus, illetve matematikai fizikára, amelyek komoly segítséget nyújtanak más diszciplínák problémáinak tárgyalásához, megértéséhez.
Bemutatkozik a Fizikai Tudományok Osztálya. Nos, a fenti pár mondatos általános bevezetőből is sejlik: nehéz egy olyan osztályt bemutatni, amelynek kutatási területe olyan széles, mint a Fizikai Tudományok Osztályáé: térben a legkisebb elemi részecskéktől a Világegyetem egészéig terjed, és időben is hatalmas területet – az Ősrobbanástól a jelenig – fed le. Módszereiben is igen változatos a fizika. Sok száz vagy inkább ezer kísérleti technika és hasonlóan sok elméleti megközelítés próbálja a fent említett hatalmas kutatási területet feldolgozni, úgy, hogy a megismerés egészen a megértés szintjéig terjedjen.
Mit várunk el a Fizikai Tudományok Osztályától? Az általános elvárás a tudományágra lebontva hasonló, mint amit az Akadémia egészétől is elvárhat a társadalom. Ez nem más, mint az, hogy valamilyen szinten minden tudományágnak a világon felhalmozott összes ismeretanyagát lefedje, mintegy tárháza legyen a tudásnak, s e tárházból az ország meríthessen. Ugyanakkor nemcsak egy passzív tárház, hanem egy olyan aktív kutatókból álló közösség, amely hozzá is tesz ehhez a tudáshalmazhoz saját kutatásai révén, ezzel emelve az ország nemzetközi elismertségét. Ennek megfelelően az Akadémia és ezen belül a Fizikai Tudományok Osztályának feladata az alapkutatás, új ismeretek szerzése, összefüggések feltárása, megértése.
A Fizikai Tudományok Osztálya szerkezete tükrözi az előzőleg megfogalmazott kívánalmakat. Kilenc bizottságból épül fel, amelyek átfogják a fizikai kutatások teljes skáláját. A bizottságok tagsága nemcsak az akadémiai fizikai kutatóintézetekből kerül ki, hanem felölel mindenkit, aki Magyarországon fizikai kutatásokkal foglalkozik.
E bemutatkozó szám cikkeit úgy válogattuk össze, hogy minden bizottság területéről egy-két érdekes, aktuális, a szélesebb olvasóközönséget is érdeklő eredményt mutassunk be. Tizenöt cikket olvashatunk e számban. Bár a szerzők erre külön nem tértek ki, de itt szeretném megemlíteni, hogy minden szerző aktív kutató, akinek saját eredményei is ott szerepelnek a cikkekben. Természetesen ezek az eredmények az érthetőség kedvéért be vannak ágyazva a világon e területeken elért eredmények közé. A következőkben minden cikkről egy igen rövid ismertetőt szeretnék adni, evvel segítve a nem fizika területén dolgozó olvasót a köny-nyebb tájékozódásban. Szerzői névsor szerint fogok haladni.
Balog Erika és Fidy Judit cikke egy interdiszciplináris területre, a biofizika területére kalauzolja az olvasót. Arról írnak, hogy az élő szervezetek alkotóinak molekuláris szintű ismerete miért fontos. Cikkükben elsősorban a fehérjékre és azok dinamikájára koncentrálnak. Megmutatják, hogy a fizikában és kémiában kidolgozott molekuladinamikai módszereket sikerrel alkalmazhatjuk egyszerű fehérjék viselkedésének leírására is.
Domokos Péter az anyag és fény speciális körülmények között (rezonátorban) való kölcsönhatása eredményeként létrejövő új jelenségeket és az ezekből fakadó elméleti és gyakorlati lehetőségeket tárgyalja.
Fodor Zoltán igazi „kemény” fizikai problémát tárgyal. Annak a lehetőségét vizsgálja, hogy magának a részecskefizika elméletének – az erős kölcsönhatás elméletének – fázisdiagramját hogyan határozhatjuk meg. Rámutat, hogy a fizikában szokásos perturbatív módszerek helyett ez esetben a rácstérelmélet segítségével juthatunk el a megoldáshoz.
Gránásy László, Pusztai Tamás és Tegze György egy, a gyakorlati élettel szorosan kapcsolatos kérdést, a polikristályos anyagok kialakulását vizsgálják egy általuk kidolgozott elméleti megközelítés segítségével. Mivel a minket természetben körülvevő, illetve az emberiség által mesterségesen előállított anyagok egy igen jelentős része polikristályos, ezen anyagok növekedési mechanizmusának ismerete alapvető. Cikkükből megtudjuk, hogy milyen sokféle és bonyolult mikroszerkezeti mintázat alakulhat ki, és bemutatják, hol tart ezek leírása, megértése.
Groma István, Lendvai János és Ungár Tamás cikke bemutatja, hogy a kristályok rendezett atomi szerkezetében előforduló hibákat hogyan tudjuk röntgensugárzás segítségével felderíteni. Több érdekes példát mutatnak arra, hogy ez az információ mely területeken lehet fontos.
Horváth Dezső cikkéből megtudhatjuk, hogy milyen formában kapcsolódnak be a magyar kutatók a kísérleti részecskefizikába, elsősorban a CERN-ben folyó kutatásokba. A legaktuálisabb kutatási problémák mellett megdöbbentő adatokat olvashatunk a kísérletekben használt berendezésekről. Ki gondolná például, hogy az itt használt szupravezető mágnest több vas veszi körül, mint amennyi az Eiffel-toronyban van.
Kamarás Katalin a napjainkban igen nagy erőkkel kutatott, szénatomokból felépített molekuláris méretű, tehát nanométer átmérőjű csövek, úgynevezett szén nanocsövek optikai rezgési spektroszkópiás vizsgálatáról ír. Az így szerzett adatok lehetőséget adnak a nanocsövek viselkedésének leírására alkotott elméleti elképzelések ellenőrzésére, és végső soron a későbbi biztonságos gyakorlati alkalmazásokra.
Kertész János és Vicsek Tamás a hálózatokról ír. Ha a hétköznapi életben meghalljuk a hálózat szót, először a world wide web (www) jut mindenki eszébe. A cikkből megtudhatjuk, hogy a körülöttünk lévő világ jelenségeinek sokkal szélesebb körét értelmezhetjük hálózatként is. Hálózatok előfordulnak a biológiától a társadalmon keresztül a kémiáig, fizikáig mindenütt. A szerzők rávilágítanak, hogy hazánkban komoly hagyományai vannak e terület vizsgálatának, és ma is jelentős eredményeket érnek el kutatóink.
Kolláth Zoltán szemléletes képeken keresztül mutatja be, hogy a csillagok rezgéseiből hogyan kaphatunk információt a felépítésükről. Azt gondolhatnánk, hogy csak a nap rezgéseit tudjuk mérni, de kiderül, hogy távoli társai fényerő-ingadozása is tükrözi rezgéseiket. Ez lehetőséget nyújt a csillagok felépítéséről való általánosabb kép kialakításához.
Lévai Péter a nagyenergiás részecskefizika egyik aktuális területéről, a nehézion-ütközésekről ad ízelítőt. Meglepődve olvashatjuk, hogy az orvosi gyógyászatból jól ismert tomografikus eljárás az atommagok nagyon kis méretskáláján is alkalmazható. E cikkből megtudjuk, hogyan működik a kvark tomográfia, és a részecskefizika mely kérdéseire remélhetünk választ e módszer alkalmazásával.
Maróti Péter és Gerencsér László a biológiai rendszerekben fontos folyamat, a protonvezetés mechanizmusáról írnak. Elsősorban a fotoszintetikus baktériumok reakció-centrumában lezajló vezetésre koncentrálnak. Elmagyarázzák, hogy az itt működő fehérjék, mint például a bakteriorodopszin, hogyan alakít ki protonkoncentráció-különbséget egy biomembrán két oldala között.
Ricz Sándor a fotóeffektussal – az atomi elektronok fotonokkal való kilökésének problémájával – foglalkozik. Meglepő, hogy ezt az effektust Albert Einstein éppen száz éve, 1905-ben magyarázta meg, és még ma is vannak ezzel kapcsolatos nyitott kérdések. A szerző azt taglalja, hogy a debreceni ATOMKI-ban kifejlesztett elektronspektrométer milyen új lehetőségeket kínál a fotóeffektus vizsgálatára.
Surján Pétertől egy, az anyagtudomány, kémia, és biológia számára egyaránt nagyon fontos területről, a molekulák felépítésének első elvekből való modellezéséről kapunk összefoglalót. Tudjuk, hogy a fizika törvényei elvileg lehetővé teszik, hogy az alkotó-elemek ismeretében meghatározzuk egy molekula szerkezetét. A szerző megvilágítja, hogy a gyakorlatban ez miért nem megy, és rámutat a problémák kiküszöbölésének egy lehetséges módjára.
Szegő Károly bemutatja, hogy merre tart az európai űrkutatás, és hogyan kapcsolódik Magyarország ehhez a programhoz. Megtudhatjuk, hogy egy ilyen kis ország, hogyan járulhat hozzá egy igen pénzigényes kutatáshoz, milyen nagy szerep jut ebben a hagyományoknak. A szerző arra is kitér, hogy mit kaphat az emberiség e kutatásoktól.
Temesvári Tamás és Tél Tamás a rendezetlen rendszerek egy olyan csoportját mutatják be, amely tér- és időbeli viselkedése sajátságos szabályokat mutat, kaotikus. Egy közelítő definíciót kapunk arra, hogy mit nevezünk kaotikus viselkedésnek, mik ennek legfőbb jellemzői. A szerzők jó néhány, hétköznapi életünkből vett példán keresztül világítanak rá e terület fontosságára.
Úgy gondolom, a bemutatkozáshoz hozzá tartozik az Osztály múltja és hétköznapjai. Befejezésként ezekről írnék néhány mondatot. A Fizikai Tudományok Osztálya mint önálló egység, fiatal. 1993-ig a Matematikai Tudományok Osztályával együttesen alkották a Matematikai és Fizikai Tudományok Osztályát. Szétválásunk után először Nagy Károly, majd 1999-től Bor Zsolt volt, 2002-től napjainkig pedig Horváth Zalán a Fizikai Tudományok Osztályának elnöke. Az Osztály rendes tagjainak száma húsz, a levelező tagoké kilenc, a külső tagoké tizennyolc és a tiszteleti tagoké tizenöt. Aktívan részt veszünk az Akadémia életében: a különböző akadémiai bizottságokban, Osztályunkról került ki az MTA főtitkára is az elmúlt hat évben, többen tagjai az AKT-nak és a Tanács Matematikai és Természettudományi Kuratóriumának. Az Akadémiai életben való részvételünket jellemzi, hogy a 2000-ben lezajló diszciplína-vita eredményeképpen egy igen színvonalas, több mint száz oldalas kiadványt készítettünk Fizikai tudományok az ezredfordulón címmel. Az Osztály külön díjakat alapított (Fizikai Díj és Fizikai Fődíj) kimagasló tudományos teljesítmények elismerésére. Ezeket a tavaszi akadémiai közgyűléshez kapcsolódó tudományos rendezvényeken veszik át a díjazottak. Szoros kapcsolatot tartunk az Eötvös Loránd Fizikai Társulattal, és részt veszünk a társulat lapjának, a Fizikai Szemlé-nek a szerkesztésében, evvel is hozzájárulva a fizika szélesebb rétegek körében való népszerűsítéséhez. Hétköznapjainkhoz tartoznak a havonta tartott osztályülések, amelyeken igen szép számmal vesznek részt az osztálytagok és doktor képviselők. Élen járunk a doktor képviselők osztályéletbe való bevonásában. Ebből a szempontból ügyrendünk talán legliberálisabb az Akadémián. A vidéki kutatóhelyek jobb megismerése céljából, többször tartunk kihelyezett osztályülést.
E rövid áttekintés természetesen nem adhat teljes képet a Fizikai Tudományok Osztályáról, de a következő oldalakon olvasható cikkekkel együtt az olvasó ízelítőt kap a fizika szépségéről, sokszínűségéről és arról, hogy a természet megértéséhez a fizika szilárd és elengedhetetlen alapot nyújt, amelyre a többi tudományág is építhet. A Fizikai Tudományok Osztálya pedig arra törekszik, hogy az itt felhalmozott tudás minél szélesebb körben terjedjen, az ország javára szolgáljon, és hírnevét öregbítse.
<-- Vissza a 2006/5 szám tartalomjegyzékére
<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra
[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]