AKADÉMIAI OSZTÁLYKÖZLEMÉNYEK

Rovatvezető: Neményi Márta
MTA Matematikai és Fizikai osztálya

Az idén negyedik alkalommal került kiadásra a Magyar Tudományos Akadémia Elnöksége által - a Matematikai és Fizikai Tudományok Osztályának előterjesztése alapján - 1987-ben létesített Fizikai Díj. A díjakat ez alkalommal is a fizikus társadalom széles körének bevonásával az Osztály Fizikai Bizottsága ítélte oda. Az alábbiakban az előterjesztők összeállítása alapján nagy vonásokban bemutatjuk a díjazottakat.

A díjnak két fokozata van: egy fődíj és három díj.

Az 1991. évi fődíjat Fényes Tibor, a fizikai tudomány doktora (ATOMKI) nyerte el, az atommagok nívó-rendszerére vonatkozó kiemelkedő eredményeiért.

Fényes Tibor kutatói pályája három fő periódusra osztható. Az elsőben (50-es évek) Szalay Sándorral közösen kifejlesztett különleges mágneses spektrométer alkalmazásával sikerült felderítenie a természetes radioaktív izotópok alfa bomlásának több, akkor még ismeretlen részletét.

Pályájának következő nagyobb szakaszában - a dubnai EAI lehetőségeit kihasználva - kutatócsoportjával számos neutron-hiányos atommag nívórendszerét derítette fel és ismeretlen bomlási sajátságait határozta meg, alkalmazva az "on-line" spektroszkópia legmodernebb módszereit. A kutatómunka előkészítése, csoportjának mintaszerűen szervezett tevékenysége ma is szinte modellként számít Dubnában.

Munkásságának harmadik periódusa az atommagok "in-beam" spektroszkópiájára vonatkozik. Ez újabb (utolsó 10-15 év) kutatásokat egy, a világon egyedülálló, közel négy pi térszög kihasználású speciális szupravezető-transzporter mágnest alkalmazó elektron-spektrométerrel, valamint komplex gamma-spektroszkópiai módszerekkel végezte. Ezáltal számos páratlan-páratlan mag rendkívül bonyolult nívó-szerkezetének és tulajdonságainak tisztázását sikerült lényegesen előbbre vinnie.

A három fizikai díj nyertese:

Károlyházy Frigyes a fizikai tud. doktora (ELTE Elméleti Fizikai Tanszék)

Szabó Gábor egy. adj. (JATE Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék)

Fodor Zoltán a fizikai tud. kandidátusa (ELTE Elméleti Fizikai Tanszék)

Károlyházy Frigyes a díjat a kvantummechanikai szuperpozíció sérülésének elméleti kutatása során elért eredményeiért kapta.

A kvantummechanika alapjainak "interpretációs nehézségeire" jellemző, hogy már a megfogalmazásuk is permanens vita tárgya. Egy lehetséges, nem annyira formális, mint inkább érzékletes megfogalmazás a következő.

Ha - pl. egy-két-rés interferométerben közvetlenül a diafragmán való áthaladás után - az elektron hullámfüggvénye , ahol az első rés mögötti, a második rés mögötti hullámcsomagot jelöl, akkor a állapotfüggvényt nem szabad úgy értelmezni, hogy a réspár mögött az esetek felében a , a másik felében a állapot valósul meg (véletlenszerűen). A szuperpozíció elve maradéktalanul érvényes: a különböző szuperpozíciók különböző állapotokat jelentenek. időbeli fejlődése determinisztikus, a Schrödinger-egyenletet követi.

Ha viszont egy markoszkópikus szintig összetett rendszer - pl. Schrödinger híres macskája - állapotfüggvényét jelenti, akkor pl. a szuperpozíciót, amelyben a macska élő állapotát jelenti, pedig azt, hogy a macska felrobbant, kötelező úgy értelmezni, hogy a valóságban a vagy pedig a állapot valósul meg, még akkor is, ha a + "tiltott" szuperpozíció egy ártalmatlan kezdőállapotból a Schrödinger-egyenletet követve fejlődött ki. Kellőképpen összetett rendszerek esetében tehát a Schrödinger-egyenletet követő hullámfüggvény egy idő múlva már nem illik rá szorosan a valóságra, vagy másképpen: a különböző szuperpozícióknak - pl. + és - - nem felelnek meg különböző állapotok.

Az "egyszerű rendszerektől" az összetett rendszerekig vezető utat sikerrel kecsegtető módon először Károlyházy Frigyes vizsgálta. Az irodalom Károlyházy-modell néven emlegeti. A modell lényege, hogy a szuperpozíció-elv sérülését egy másik "megoldhatatlan" nehézséggel hozza kapcsolatba, nevezetesen: Az általános relativitáselméletben a téridő görbült, de határozott szerkezetű, hiszen a makroszkópikus tömegek klasszikusan mozognak. Károlyházy abból indul ki, hogy még a makroszkópikus testek mozgása sem lehet teljesen klasszikus, a x p ~ h bizonytalanságnak érvényesülni kell. Ez arra a kimunkálható gondolatra vezet, hogy a téridő szerkezete egy kis mértékben bizonytalan, ennek a gondolatnak az alapján viszont a szuperpozíció-elv sérülése kvantitatíven vizsgálható.

Károlyházy Frigyes idevágó első dolgozata még 1966-ban jelent meg. Akkor nem váltott ki komolyabb visszhangot. Jóval később R. Penrose munkáiban említi Károlyházy korábbi eredményeit és a figyelem ekkor fordult a Károlyházy által felvetett problémakörre, és ma már igen élénk érdeklődés nyilvánul meg iránta.

Szabó Gábor a díjat a lézer-fizika területén elért eredményeiért kapta.

Ajánlója indoklásul az alábbi főbb eredményeit említi:

- 198 fs időtartamú lézerimpulzust sikerült előállítania 497 nm hullámhosszon. Ez a legrövidebb lézerimpulzus, amelyet elosztott visszacsatolású festéklézerrel valaha is előállítottak.

- XeF excimer-lézer tulajdonságait átfogóan tanulmányozva, I terawatt csúcsteljesítményű (330 fs időtartamú, 300 mJ energiájú) lézerimpulzust generált. Ez a legnagyobb csúcsteljesítmény, amelyet XeF lézerrel eddig elértek.

- Kifejlesztett egy nagy hatásfokú frekvenciakétszerező eljárást, amellyel 10 fs időtartamú lézerimpulzusok torzításmentesen alakíthatók át ultraibolya sugárzássá.

- Haladóhullámú elosztott visszacsatolású festéklézert épített, amely tulajdonságai számos tekintetben felülmúlják a hagyományos elosztott visszacsatolású festéklézer tulajdonságait.

- A lézerimpulzusok fázisstruktúráját alkalmasan manipulálva, a sávkamerák feloldóképességét 1 ps-ról 0,1 ps-ra sikerült csökkenteni.

- Új elveket dolgozott ki a femtoszekundumos lézerimpulzusok időtartamának mérésére. Ennek eredményeként olyan készüléket épített, amely femtoszekundumos lézerimpulzusok időtartamának, alakjának és fázisszerkezetének egyidejű mérésére alkalmas.

Szabó Gábort a houstoni Rice Egyetem "adjunct professzor"-ává választotta, elismerve ezzel az egyetem neves laboratóriuma számára végzett kiemelkedő munkáját.

Meg kell azonban említeni, hogy eredményeinek jelentős részét Szegeden érte el. Szabó Gábor mindig törekedett eredményei gyakorlati alkalmazására is. Itthon és a világ számos laboratóriumában működnek olyan, lézereken alapuló mérőberendezések, amelyek tervezése és megépítése virtuóz kísérletező képességét dicséri.

Fodor Zoltán a díjat elméleti részecskefizikai kutatásaiért kapta.

Fodor Zoltán már egyetemi hallgató korában kezdett foglalkozni a részecskefizikával, különösen az elemi részek kölcsönhatásával. Mai ismereteink szerint az erős kölcsönhatásokat egy mértékelmélet, a kvantumszíndinamika írja le. Ennek alapvető kvantumai a kvarkok és gluonok (összefoglalóan partonok). Az elmélet kísérlettel való kvantitatív összevetése nehéz, mivel partonok csak a kötött állapotokon - hadronokon - belül léteznek, izolált részecskeként azonban nem. Igen nagy energiájú ütközésekben a partonok nagy impulzusú, nagyjából egy irányba haladó részecskezáporokat ún. jet-eket keltenek. Ezt felhasználva a kvantumszíndinamika (perturbatív) jóslatai a kísérlettel egybevethetők. A jelenlegi energiákon e program megvalósításának különböző nehézségei vannak, melyek elhárítása aktuális, érdekes és igen fontos kutatási feladat. Fodor Zoltán figyelemreméltó eredményeket ért el ezen a területen az elméleti háttér kidolgozásában.

- Módszert dolgozott ki a gluonok öncsatolásának megfigyelésére.

- Módszert dolgozott ki a kvark és gluon jetek kísérleti megkülönböztetésére.

- Meghatározta a neurális hálózatok segítségével történő kvark-gluon megkülönböztetés hatásfokát és megmutatta, hogy lehet e módszert a kvantumszíndinamikával együttesen felhasználni. Ilymódon a megkülönböztetés hatásfoka akár 92%-os is lehet.

- Rámutatott arra, hogy a kvark és gluon jetek azonos energián történő vizsgálata egyetlen detektor adataival is megvalósítható.

Eredményeinek értékét mutatja, hogy azokat a TRISTAN és LEP gyorsítóknál folyó kísérletekben már most is sikerrel alkalmazzák.

Valamennyi kitüntetettnek őszinte örömmel gratulálunk és további sikereket kívánunk.