Zalai Hírlap, 1989. április (45. évfolyam, 77-100. szám)
1989-04-13 / 86. szám
_ _______ Blllllllllll! !ECHHIKI A „szuperhideg” fizikája Új technikát csoda a láthatáron ! A hőmérséklet hatása az élet kialakulására és fejlődésére meghatározónak mondható: az első élet jelenségeket mutató szervezetek csak adott hőmérsékleti viszonyok között létezhettek és az emberiség történetében is fontos szerepet játszott és tölt be jelenleg is a környező természet hőmérséklete, illetve az emberi törekvéseknek mindig fontos célja volt az optimális hőmérsékletű szűkebb környezet kialakítása. Ugyancsak alapvető a különböző hőmérsékleti tartományokban fellépő jelenségek kiismerése, hiszen azokat felhasználjuk igényeink, szükségleteink kielégítésénél ; a példák sorát a fémek olvasztásától a mélyhűtéssel történő élelmiszertartósításig lehetne említeni. A tudomány fejlődése a vizsgált hőmérsékleti tartomány határait kiterjesztette, hallhattunk már több millió fokos hőmérsékletekről és „nagy mínuszokról”, valamint az ezekhez a hőmérsékletekhez tartozó különleges jelenségekről. Az atomfizikai folyamatokban fellépő igen magas hőmérsékletek vizsgálata mellett az alacsony hőmérsékleteken lejátszódó folyamatok is a figyelem középpontjába kerültek: pár év óta ugrásszerűen megnőtt az idevágó témákat tárgyaló tudományos közlemények száma és az eredmények elismerését jelzi az is, hogy a fizikai Nobeldíjat 1987-ben az alacsony hőmérsékleten lejátszódó folyamatok kutatásáért ítélték oda. A felfedezéseknek közvl megmérjük a gáz térfogatát 50 °C, 100 °C, 150 °C . . . esetén, kapjuk az ábrán lévő pontokat. A pontok egy egyenesen helyezkednek el. Ha ezt az egyenest a negatív hőmérsékletek irányába meghoszszabbítjuk, az —273 ° C-nál metszi a hőmérséklet a tengelyt. De ekkor a térfogat értéke (a függőleges tengelyen) nullává válik, ennél kisebb hőmérséklethez pedig negatív térfogat tartozna, ami nyilván lehetetlen! így logikus a „lehető legkisebb hőmérséklet”-et, amikor a térfogat (elvileg) nullává válna, a hőmérsékleti skála alappontjának, 0° Kelvin-nek nevezni. A fizikusok bonyolult és költséges kísérleteket végeztek, hogy minél pontosabban moo‘k-n'7É»lí*-csík-aevetlen gyakorlati haszna várható a közeljövőben: a tömegkommunikáció csatornáin egészen fantasztikus alkalmazási lehetőségekről is hírt kaphatunk. A konkrétumok megemlítése előtt ejtsünk néhány szót magáról a jelenségről, az elméleti háttérről. A hőmérséklet a testek részecskéinek, atomjainak, molekuláinak mozgásához kapcsolható: minél nagyobb az atomok sebessége, annál magasabb hőmérsékletű az illető közeg, vagy test. A hőmérséklet mérése, mint ismeretes, úgy történik, hogy a hőnek a testekre gyakorolt valamilyen hatását, például a kitágulást, beskálázzuk. A Celsius hőmérsékleti skálánál megmérjük valamely anyag (például egy vékony csőben végződő üvegtartályban levő higany) térfogatát olvadó jégben, majd forró vízben és a térfogatkülönbséget 100 egyenlő részre osztva megkapjuk azt az egységet, amellyel az ismeretlen hőmérsékletet — az általa okozott tágulás vagy összehúzódás mértékéből — mérni tudjuk. A fizikában a hőmérséklet mérésére Kelvin fokot használnak. A Kelvin skálán a fokbeosztás nagysága azonos a Celsius skáláéval, viszont a Kelvin skálán van „abszolút nulla” fok, azaz olyan hőmérséklet, amelynél kisebb nem létezhet. Ez az abszolút nulla fok a Celsius skálán —273 °C- nál található. Érdekes az a gondolatmenet, ahogy ezt az értéketmeghatározták: ha adott nyomáson valamely ideális gázt melegítünk, annak a térfogata egyenletesen növekszik. Ha hűtjük, csökken a térfogat; ugyancsak érdekes észrevétel, hogy ha egy szupravezető állapotban lévő anyagot mágneses térbe helyezünk, azt megkerülik a mágneses erővonalak, a mágneses tér nem hatol be a szupravezetőbe (Meissner-jelenség). A szupravezetés mindkét tulajdonsága igen jelentős, életmódunkat nagy mértékben átformálni képes felhasználási lehetőséget hordoz: egy szupravezető gyűrűben a benne elindított áram veszteség nélkül, tetszőleges ideig kering, mindaddig, amíg fel nem használjuk valamire. Ismeretes, hogy az elektromos energiával környezetkímélő módon megvalósítható közlekedés, a légkondicionálás, a világítás, a hírközlés és még nagyon sok egyéb, az ember életét könnyebbé, kényelmesebbé tevő célra alkalmazható elektromosság. Az elektromos energiát a vezetékhez kötöttség és a tárolhatóságának megoldatlansága jelenleg erősen megdrágítja. Szupravezetők alkalmazásával nem tűnik álomnak az, hogy pl. a személyautót eredendően néhány évi működésre elegendő elektromos energiával együtt lehet megvenni, vagy egy családi házba eleve „beépítik” azt az elektromosságot, amellyel akár évtizedekig biztosítható az összkomfort a lakott helyektől távol eső vidéken is. Jelentősen megváltoztatná az emberek közötti kapcsolatokat a gyors, olcsó távolsági közlekedés: a szupravezetőkkel kiépített mágneses lebegtetett vonatokkal akár 1 órán belül elérhetőkké válhatnak a 300— 400 kilométer távolságban lévő városok. Forradalmi változást jelenthet a szupravezetők alkalmazása az elektronikában: a számítógépek még kisebbekké és gyorsabbakká tehetők, a hang- és képtovábbítás egyszerűbb, olcsóbb lehet. Szupravezetőket már jelenleg is alkalmaznak, speciális eszközöknél, ahol a nagy mágneses tér, ill. a kicsiny elektromos ellenállás mindenképpen, azaz akár minden áron megvalósítandó, például atomfizikai gyorsító berendezéseknél, vagy egyes haditechnikai eszközöknél. Jogos a kérdés: a minden áron és az olcsóság, a széles körű felhasználás hogyan fér össze? Valóban, a 4 'Kelvin hőmérséklet előállítása és fenntartása rendkívül komplikált és így drága is. Viszont a szupravezetés reflektorfénybe kerülését éppen az okozta, hogy a kutatóknak sokkal magasabb hőmérsékleten is sikerült már szupravezetőket előállítani. Az 1987-es fizikai Nobel-díjait K. A. Müller és J. G. Bednorz zürichi fizikusok azért kapták, mert új típusú anyagokat, speciális oxid-kerámiát állítottak elő, amely 35 ° K-on szupravezető. Azóta a felgyorsult kutatások eredményeként ma már 100 °K körüli hőmérsékleten (—173 °C) működő szupravezető is létezik. Ez a hőmérséklet még mindig eléggé alacsony, viszont előállítása már nem olyan bonyolult: a viszonylag könnyen cseppfolyósítható folyékony nitrogénnek ez a hőmérséklete. A kutatók versengése világméretekben folyik abban az irányban, hogy még magasabb hőmérsékleten, esetleg szobahőmérsékleten működő szupravezető anyagokat állítsanak elő és még olcsóbbá, könnyebben hozzáférhetőbbé tegyék ezt az érdekes fizikai jelenséget. Ábrahám István abszolút nulla fok hőmérsékletet (pontosan elérni elvileg lehetetlen), valamint megfigyelték az anyagok viselkedését a 0 'Kelvin (—273 °C) közelében. Érdekes dolgokat tapasztaltak: az abszolút 0 fok közelében cseppfolyósodó hélium gáz olyan szuperfolyékony anyag, úgy tapad az edény falához, hogy szinte „kimászik” belőle. Már a felfedezéskor is nagyon izgalmasnak ígérkezett a szupravezetés jelensége: a holland Kamerlingh-Onnes 1911-ben higanyt hűtött le igen alacsony hőmérsékletre és vizsgálta annak az elektromos vezetőképességét. Meglepő jelenséget tapasztalt: 4 'Kelvin (—269 °C) hőmérsékleten gyakorlatilag megszűnt a higany ellenállása! Ez azt jelenti, hogy lehetőség nyílt az elektromos energia veszteség nélküli szállítására 1989. április 13., csütörtök Miért nincsenek sárkányok? Az ősi sárkánygyíkok első csontmaradványait mintegy 200 éve találták meg, azóta a Föld számos pontján leltek maradványokat. Sok fajuk volt, kisebbek-nagyobbak, egyesek vízben, mások a fölldön éltek, sőt akadtak közöttük, amelyek röpülni is tudtak. Némelyek növényekkel táplálkoztak, mások ragadozók voltak. A legnagyobbak méretei lenyűgözők: elérték a 28 méteres hosszt, és az 50—60 tonna tömeget. Ezek az állatok mintegy 65 millió éve kihaltak. A dinoszaurusz nevet Sir Richard Owen adta meg 1841- ben az akkor felismert, óriási hüllőcsontokból álló leletegygyüttesnek. Azóta számtalan lelet alapján tudjuk, hogy igen változatos, óriási faj- és egyedszámú állatcsoport tartozik a sárkánygyíkok gyűjtőfogalma alá. A dinoszauruszok — a legújabb kutatások szerint — messzemenően eltértek a ma ismert hüllőktől: fejlett anyagcseréjük és fokozott mozgáskészségük alapján inkább az emlősökhöz hasonlítottak. Valószínű, hogy egyes csoportjaik belső hőszabályozással is rendelkeztek. Amit tudunk róluk, nem kevés, mégis egyáltalán nem visz közelebb kihalásuk, rejtélyének a megfejtéséhez. Az idők során több tucat elmélet látott napvilágot kihalásuk okairól. Csak felsorolva: klimatikus zavarok, táplálkozási problémák, betegségek, paraziták, anatómiai vagy anyagcserezavarok (például nyitott gerinccsigolyák, a hormonháztartás zavara), „elöregedés”, túlspecializálódás, a légkör nyomásának és összetételének megváltozása, mérgező gázok, vulkáni por, túlságosan Sok oxigén a növényekből, meteoritok, üstökösök, a dinoszauruszok viszonylag kis agya miatt az állatok „butasága”, gigantizmus, öngyilkos tömegpszichózis stb., egészen a tudományos-fantasztikus irodalomig. A „legjobb” ötletek egyike: a fejlett csillagutazó civilizáció kiirtja az óriáshüllőket, hogy meggyorsítsa az emlősök emberhez vezető evolúcióját. A sok elméletből levonhatjuk a tanulságot: nem tudjuk. Tény, hogy amit tudunk, azt egyik elmélet sem magyarázza meg kielégítően. A probléma a következő: a krétaidőszak közepén még az egész Földön éltek dinoszauruszok, jól alkalmazkodtak minden élettérhez. Ageológiai középkor végén azonban rohamosan csökkent a számuk, majd a harmadidőszak beköszöntésével az emlősök lettek a szárazföld uralkodó állatai. Egy állatfaj akkor hal ki, ha egyedeiből adott idő alatt több pusztul el, mint születik — vagy a populációsűrűség csökkenése, vagy a fokozott szelekciós hatások miatt. Általában egy terület faunája vagy egy életközösség fokról fokra pusztul ki, egyik faj a másik után. Aligha várhatjuk, hogy egy olyan összetett folyamat, mint az őshüllők kihalása, egyetlen okra legyen visszavezethető. Nem tehetünk mást, keresni kell tovább azokat az általános tényezőket, amelyek együtthatása katasztrofális következményekkel járhatott a sárkánygyíkokra. (MTI Press) Képünkön, a Földön valaha is élt legnagyobb állatnak a rekonstrukciója az Egyesült Államokban. Változások az égbolton (2.) A Nap—Föld—Hold rendszer legfontosabb mozgásai A mi galaxisunka ITejútrendszer, amely százmillliárd csillagának egyike [a [Nap. A Tejútrendszer ol- o ldalról nézve lencsére emlékeztet, felülnézetből egy központi mag köré csavarodó [spirális alakzat. A spi-rálkarokat csillagok, csillagközi por és gáz alkotja. A karok egyikénekközépső szakaszában foglal helyet a Naprendszer. Központja a [Nap, s a körülötte keringő ] 1 nagybolygó, holdjaik, [kisbolygók, üstökösök, meteorok | alkotják szűkebb kozmikus környezetünket. A Nap a Földnél 333 000- szer nagyobb tömegű óriás izzó gáz gömb, amely a Tejútrendszer központi magja körül kering, valamint forog a saját tengelye körül. Egy körülfordulás ideje 25 és fél nap. Földünk olyan elipszis pályán kering, melynek egyik fókuszában a Nap foglal helyet. Ebből adódik, hogy a Föld—Nap távolság 147 millió és 152 millió kilométer közt változik. Bolygónk 365 nap 5 óra 48 perc alatt kerüli meg központi csillagunkat 29,76 km/sec , 107 000 km/h átlagos pályamenti sebességgel. 23 óra 56 perc alatt tesz egy fordulatot saját tengelye körül. A Föld körül kering a 81-szer kisebb tömegű Hold, melynek fényváltozásait távcső nélkül is jól megfigyelhetjük. Keskeny sarlóként látjuk a Holdat újhold idején, amikor keringése során a Föld és a Nap közékerült. 1 héten át nő a tőlünk látható megvilágított felülete. Ekkor félholdként látjuk (első negyed). További 1 hét alatt kerek koronggá hízik. A telehold állapot akkor következik be, amikor a Hold keringése miatt a Földnek a Nappal ellenkező oldalára kerül. Ezután a kísérőnk fogyni kezd. Egy hét alatt a tőlünk látható megvilágított felülete felére csökken (utolsó negyed). To- vábbi fogyása során eljut az 1 újhold fázisba, ahonnan az egész folyamat kezdődik elől- ről. E ciklus időtartama közelítőleg 28 nap. A Hold foígyása nem azonos a holdfogyatkozás jelenségével. Ez utóbbi akkor következik be, ha a telehold áthalad a Föld árnyékkúpján. A jelenség a félárnyék állapottal kezdődik, s amikor a Föld a Nap korong- jának csak egy részét fedi el. Ekkor a Holdat halovány, vöröses színűnek látjuk, melyet követ a teljes árnyékba lépés. A Föld árnyéka megjelenik a Hold korongján. Távcsővel figyelve jól látszik az árnyék : frontjának mozgása a felszíni alakzatokon. Ha a Hold pá- lyája áthalad a Föld árnyék- kúpjának tengelyén, bekövet- I kezik a teljes holdfogyasztko-zás, a Föld árnyéka eltakarja a Holdat. Nyomon követhető , az a folyamat is, ahogy kísér rőnk kilép a teljes, majd a félárnyékból. Ha az új hold fázisban lépi át a Föld keringési síkját (az ekliptikát), tehát a Hold pontosan a Föld és a Nap közt vonul át, akkor egy másik látványos jelenségnek lehettünk tanúi, ez a napfogyatkozás. A Földről figyelve a Nap korongja előtt elhalad a Hold , és részben, vagy teljesen elfedi. Bár a Hold 400-szor kisebb átmérőjű mint a Nap, de kb. 400-szor közelebb van hozzánk, így az égbolton a látszó átmérőjük közel azonos. Ha a napfogyatkozás nyáron, amikor a Naptól távolabb vagyunk következik be, a nőid képes ellenni a Nap korongját, ez a teljes napfogyatkozás. A Föld felszínén megjelenik egy 264 km átmérőjű árnyékfolt, amely kelet felé vándorol. Az árnyékot körülveszi egy fényszegény övezet, ahonnan a megfigyelők részleges napfogyatkozást láthatnak. Ha a napfogyatkozás télen (napközelben) figyelhető meg a látszólag megnagyobbodott napkorongot a Hold nem képes teljesen eltakarni (gyűrűként látszik a Hold körül) gyűrűs napfogyatkozás jelenségét láthatjuk, amely a Föld egyes helyein esetleg teljes is lehet. Néhány szót e jelenségek gyakoriságáról: Mivel a Hold keringési síkja a Föld pályájával 6 fokos szöget zár be, ezért e jelenségek évente csak 2—7 alkalommal következnek be. 1989-ben február 20-án és augusztus 17-én teljes holdfogyatkozás tanúi lehetünk. Az előbbi esetben a Holdat már beárnyékolta a Föld a 17 óra 12 perckor bekövetkező kelésekor. A teljes árnyék 18 óra 29 perckor hagyta el a Hold korongját. További 70 percben még vöröses árnyalat látszott, amely a Föld félárnyékának következménye. Kísérőnkön részleges napfogyatkozást élne át az ott leszállt űrhajós. Az augusztusi teljes holdfogyatkozás az éjszaka második felében 1 óra 24 perctől 6 óra 55 percig észlelhető majd. Március 7-én Észak-Amerikából és a Csendes-óceán északkeleti vidékeiről, augusztus 31-én Dél-Afrikából és az Indiai-óceán déli területéről figyelhetők meg az idei részleges napfogyatkozások. Hazánkban 1999. augusztus 11-én a déli órákban élhetünk át teljes napfogyatkozást. Ekkor megjelennek a csillagok az éjszakai sötétségbe boruló égbolton. A látóhatáron körbe megfigyelhető „pirkadat” jelzi majd, hogy valami nem mindennapi történik. Bánfalvi Péter TUDOMÁNYOS HÍREK MÁGNESES PILLANGÓI A delfinekhez, a méhekhez, a galambokhoz és bizonyos baktériumokhoz hasonlóan a Danaida-pillangók szervezeté-ben is vannak vasoxid-szemcsék. A floridai egyetem kutatói végeztek velük kísérleteket. Arra gyanakszanak, hogy a mágneses anyag egyfajta belső iránytű — ez vezeti a pillangókat éves vándorlásuk során Észak-Amerika keleti területeiről Mexikó középső vidékére. TENGERFENÉK AZ ANDOK TETEJÉN Egy műkedvelő őslénytankutató Chile déli részén az Andok üledékes kőzeteiben, 1700—1800 méteres magasságban bálnák és más tengeri állatoknak a megkövesedett maradványaira bukkant. Amikor ezek az állatok — 15—20 millió évvel ezelőtt — elpusztultak, lesüllyedtek a tengerfelékre, s abba beleágyazódtak Azóta heves földmozgások közepette az Andok hegylánca fölemelkedett, s az üledékbe beágyazódott kövületek a magasba kerültek. Egy tenyérben elfér a Hitachi cég általkifejlesztett 82 bites mikroprocesszoros egység. A cég véleményeszerintez az egység a leggyorsabb a világon: másodpercenként 70 millió művelet elvégzésére képes. AZ ÉPÍTŐIPARI INNOVÁCIÓS BANK RT. SZOMBATHELYI FIÓKJA 1989. évben is kedvező lízingfeltételeket ajánl gazdálkodó szervezetek részére. KÉRJE RÉSZLETES TÁJÉKOZTATÓNKAT. Címünk: Építőipari Innovációs Bank Rt. Szombathelyi fiók, 9700 Szombathely, Savaria u. 35. Telefon: 94/11-576. 394 |_____________^