Hargita, 1981. augusztus (14. évfolyam, 180-205. szám)

1981-08-01 / 180. szám

TUDOMÁNYOS HORIZONT A NEUTRÍNO NYUGALMI TÖMEGÉRŐL a tavaly beszéltek először a fizikusok, azóta pe­dig még néhány kísérlet megerősítette a szovjet és amerikai atomfizikusok vélemé­nyét : a neutrínónak nyugalmi tömege van, amely meglehetősen kicsi ugyan — tízezerszer kisebb, mint az elektroné­­, ám ez a kis tö­meg elég ahhoz, hogy alapjaiban felforgas­A neutrino létét eredetileg nem is felfedezték, hanem elméletileg­­ kinyomozták. Az 1920- as évek végén már tudták, hogy a rádióak­tív béta-bomlásban elektron vagy pozitron kibocsá­tása közben olyan mennyiségek tűnnek el (energia, impulzus), amelyek más bomlások esetén megma­radnak. Erre nem találtak más magyarázatot, mint azt, hogy a bomlás során kis tömegű, semleges részecskének kell keletkeznie, amely az energiát magával viszi. W. Pauli osztrák fizikus ötven évvel ezelőtt javasolta a neutrino fogalmának a beve­zetését, és elméleti számításokkal meg is állapí­tották, hogy a neutrínónak nincs nyugalmi tömege (akárcsak a fotonoknak), ezért fénysebességgel ha­ladhatnak. Jellemző adat, hogy a béta-bomlásban keletkező neutrino szabad úthossza — az az álta­lános távolság, amelyet ez a részecske anélkül meg­tehet, hogy bármivel is összeüt­közne — 10,50 kilométer (ezer fényév, több mint kétszázszorosa a Föld és a legközelebbi csil­lag távolságának). Ezek az adatok aztán magya­rázzák azt is, hogy a különböző detektorokban a neutrino-nyo­mokat­­miért nem lehet látni : a semleges neutrino egyszerűen átszalad rajtuk, anélkül, hogy a­­nyagukkal kölcsönhatásban lenne. A neutrino-feltevés kísérleti igazolása 24 évet vá­ratott magára. Ekkor sikerült igen szellemes mód­szerrel Reines amerikai atomfizikusnak az első neut­rínókat detektálnia egy működő atommáglya mel­lé helyezett kadmiumkloridos tartályban. A berendezés egyfolytában két hónapig működött, és ez idő alatt óránként átlagosan nem egészen három neutrino elnyelődését észlelték. A neutrino tehát nagyon ne­hezen nyelődik el, de a hosszú, szabad úthossz azt jelenti, hogy önnön is eljut hozzánk, ahonnan a fény (a fotonok) nem, mert menetközben elnyelőd­nek. Ennek az elvnek az alapján alakult ki a neut­­rino-csillagászat. A világegyetemből érkező neutri­­flfákat észlelő laboratóriumokat nagy hegyek gyom­or­ol­, vájt járatokban helyezik el ; a hegy tömege . „ Mais a detektorokat leárnyékolja minden más ré­szecske elől, csupán a neutrínók képesek áthatolni rajta. Az óriási tartályokban klór tartalmú folyadék áll, amelyben a neutrínók hatására a klór rádió­­aktív argonná alakul át. A napneutrínók észlelésé­vel először az amerikai Dél-Dakotában, egy kime­rült aranybányában próbálkoztak, ennek mélyén hatszáz tonna széntetrakloridot helyeztek el. Azt ta­pasztalták, hogy az elnyelődött neutrínók száma — amelyek a Nap fúziós reakciói eredményeként jöt­tek létre — sokkal kisebb, mint azt a Nap fényes­sége alapján várni lehetett volna. A jelenséget, több feltevés ellenére, azóta sem tudták megma­gyarázni. sok néhány, mostanig használhatónak bizo­nyuló fizikai elméletet. Nem csupán az atom­fizikában, hanem a kozmológiában, a világ­­egyetem alakulása, változása modelljeinek a kidolgozásában is. Hogyan képes a mikro­kozmosznak ez a piciny összetevője, a neutri­no beleszólni a makrokozmoszba, a csillagok világába? A csillagászok régóta figyelik a szupernóvákat is. Időnként a kozmoszban, olyan helyeken, ahol ed­dig nem látszott semmi, meglepően fényes csillag tűnik fel, amely azután néhány hónap alatt elhal­ványodik és el is tűnik. Nem új csillag keletkezett, hanem egy csillag egyszerre kifényesedett : az ilyen csillagok — a szupernóvák - néhány hét alatt annyi energiát sugároznak ki, mint a Nap egész eddigi életében, majd — a mai nézetek szerint — szétrob­bannak. A kifényesedés előtti állapotot tanulmá­nyozni nem lehet, mert egyszerűen nem lehet tudni, az égbolt melyik táján „gyúl ki" az újabb szuper­nóva. A kifényesedés, azaz a robbanás időszaka előtt elindult neutrínókat felfogva, ezekről a csilla­gokról is újabb ismereteket lehetne szerezni. Hogyan sikerült a neutríno nyugalmi tömegét megtalálni? Pontecorvo neves atomfizikus már 1961- ben feltételezte létezését, a szovjet és amerikai tudósok pe­dig a tavaly rádióaktív tricium (hidrogénizotóp) bomlásának a vizsgálata nyomán bizonyították, hogy igenis, létezik neutrino-tö­­meg. Maga a mérés egy egész sor atomfizikai átalakuláson alapszik, amelynek keretében az időközben felfedezett neut­______­rino-család több tagja is részt vesz. Reines és munkatársai atomreaktor mellett olyan magreakció­kat tanulmányoztak, amelyeket csak elektron-neutri­­­nok váltanak ki, majd olyant, amelyet csak mű­­neutrinok indíthatnak eli. Mindkét reakció végbe­ment, annak ellenére, hogy a reaktorban csakis elektron-neutrinók keletkeztek. A jelenség csak úgy magyarázható, ha feltételezik, hogy a kétfajta neut­ríno átalakulhat egymásba. Az átalakulás azonban csakis akkor lehetséges, ha a neutrínónak nyugalmi tömege van. (Reines : Olyasmi ez a fizikus számá­ra, mintha az utcán kutyát látna sétálni, amely időnként macskává változik.) Mit jelent ez a világegyetem szempontjából? Térjünk vissza a napneutrínók megmagyarázhatatla­nul alacsony számára. Ha a neutrínók átalakulhat­nak egymásba, és egyensúly-állapotban a különbö­ző neutrínók mennyisége hasonló, akkor megvan az a hiányzó kétharmad rész, ame­ly a Nap fényes­sége alapján feltételezhető. Ha pedig a Napra vo­natkozó számítások helyesek, és — amint ismeretes — a Napban termonukleáris reakció, atommagok egyesülése megy végbe, akkor a fizikusok tovább haladhatnak az irányított termonukleáris reakció megvalósításának az útján, ami nem más, mint a Nap utánzása. . Egy másik csillagászati paradoxon : a csillagok tömegének összege kisebb, mint a belőlük álló ga­laxisoké, galaxishalmazoké, mindig „hiányzik" vala­milyen tömeg. A neutrino tömegének a léte feloldja ezt az ellentmondást is. És, amint említettük a neut­rino egy egész sor információt szolgáltathat a világ­­egyetem egészéről is, tömege átformálhatja egész fizikai világképünket. Íme, egyetlen példa : a big­­bang (az ősrobbanás) elmélete szerint a világegye­tem 15 milliárd évvel ezelőtt alakult ki jelenlegi for­májában, azóta tágul és hűl. A számítások azt mu­tatják, hogy hőmérséklete jelenleg kb. három Kelvin fok ; ezt az értéket rádiósugárzás formájában mérni is lehet. Mérések igazolják azt is, hogy a vi­lágegyetem minden köbcentiméterében az ősrob­banás „emlékeként" 300 maradék gammafoton és 450 maradék neutríno található. Ha a neutrínónak nyugalmi tömege van, akkor ezek a maradék ré­szecskék szinte elképzelhetetlenül nagy tömeget képviselnek, akkorát, amely gravitációs hatása lé­vén, képes megakadályozni a világegyetem tágulá­sát. Azaz, ha a neutrínónak nyugalmi tömege van, ez annyit jelentene, hogy a világegyetem tömegé­nek 95 százaléka, a ma ismert tömegnek mintegy húszszorosa rejlik ezekben az eddig zéró­ tömegű­nek vélt részecskékben, így természetes, hogy a vi­lágegyetem korára, fejlődésére vonatkozó elmélet - és nemcsak a big-bang - kiegészítésre, átalakí­­tásra szorul. Ha bizonyban­ sikerül, hogy a neutrínónak nyu­galmi tömege van, akkor nemcsak a neutrínó-kuta­tásban várhatók új fizikai Nobel-díjak, hanem újabb szakasz nyílik az atomfizika és a csillagászat fejlő­désében is. « 1930-BAN RÓLA • MÁR TUDTAK KÖNNYEBBEN, MINT A FOTONOK • NYO­MOZÁS ARANYBÁNYÁBAN • HOVA TŰNNEK A NAP­­NEUTRÍNÓK? • REINES KÍ­SÉRLETEI • Átalakuló el­méletek • Fotótrükk a big bang elméletről A kutya időnként macskává változik Könyvespolc HATMAN-LAZAR: NÖVÉNYVÉDELEM Az évente rendszeresen vagy időszakonként váratlanul meg­­jelenő növényi betegségek és be­tevők nagy mértékben csök­­"jk­enthetik a termést. Mivel a ter­mőterületek növelésének lehe­tősége többnyire korlátozott, jelentős termésnövekedés főkép­pen a hektáronkénti termésho­zam emelésével valósítható meg. A területegységenként elért ter­méshozam növelésének egyik konkrét lehetősége pedig a kü­lönböző növényi betegségek és kártevők által évről évre oko­zott termésveszteségek­­, melyek világviszonylatban évenként 20— 35 százalékot tesznek ki — meg­előzése és minimálisra való csökkentése. Ma már rendszeres, egész é­­ven át folytatott növényvédelem nélkül sokat és gazdaságosan termeszteni lehetetlen. Ez a tény vezérelte munkájuk megírásá­ban a szerzőket, akik könyvük­ben részletes áttekintést nyúj­tanak a termesztett növénycso­portok, a takarmánynövények, a különböző gyümölcsfajták és gyümölcstermő cserjék, valamint a dísznövények betegségeiről, állati kártevőiről és az ellenük való leghatásosabb védekezési eljárásokról. A kötet két szerkezeti egység­ből áll. Az első általános rész­ben a szántóföldi növények és zöldségfélék betegségeinek főbb tüneteivel, az állati kártevők fej­lődési menetével és a különböző védekezési módszerekkel ismer­kedhetünk meg. Ezután az in­tegrált védekezésről és a nö­vényvédelmi előrejelző állomá­sok tevékenységéről olvasha­tunk, melyek feladata a megje­lenő veszélyes növényi betegsé­gek és kártevők biológiájának tanulmányozása és az ellenük alkalmazható védekezési eljárá­sok kidolgozása. A második, speciális részben, az egyes fejezetek és alfejezetek (gabonafélék, hüvelyes növé­nyek, olaj­textil és ipari növé­nyek, zöldségfélék, szőlő stb.) terjedelmét a tárgyalt kórokozók és kártevők előfordulásának mér­téke és kártételük nagysága szabja meg. A gazdanövények és a többi növénycsoportok beteg­­ségeinek és kártevőinek leírása rövid ökológiai tanulmánnyal kezdődik, melyet a betegségek és kártevők biológiájának leírá­sa, majd a leghatásosabb vé­dekezési eljárások ismertetése követ. A továbbiakban a szerzők hangsúlyozzák: a növényvédelem elengedhetetlen feltételei közé tartozik még a művelésre alkal­mas területek megválasztása éppúgy, mint a trágyafélék ész­szerű használata vagy a vetési idő pontos betartása. (Protecţia plantelor, Didakti­kai és Pedagógiai Kiadó) Fülöp Zoltán Korszerű anyagvizsgálási módszerek Megyénk gazdasági egységeiben­­ a gyárak laboratóriu­maiban, minőség ellenőrző pontjain,­­ egy egész sor olyan korszerű készülékkel dolgoznak, amelyek mostanig nem sze­repeltek a gyárak műszaki ellátmányában. Ezek közé tartoz­nak azok a nem roncsolásos anyagvizsgálati eljárások, ame­lyekkel a technológiai folyamat különböző fázisaiban meg lehet vizsgálni a készülő termékeket. Elsősorban a székelyudvarhe­lyi matricagyár az, ahol világ­szinten levő vizsgálati módsze­rekkel dolgoznak, olyan készü­lékkel, amely egy egész sor új­szerű műszaki eljárást sűrít. A matricagyárban a fémmintákat röntgendiffrakciós próbáknak ve­tik alá és ennek alapján álla­pítják meg az acél összetételét. Természetesen, nem maga a röntgendiffrakciós eljárás az új, hanem az a mód, ahogyan vég­rehajtják . Hogyan is történik egy ilyen vizsgálat ? Fizikából ismert je­lenség, hogy a sugárzás — és így a röntgensugárzás — energiaát­adása következtében az atom­mag körül különböző pályákon keringő elektronok magasabb energiaszintű­­ elektronhéjakat foglalnak el, majd onnan „visz­­szaugranak" eredeti helyükre, miközben a kapott energiát az anyagra jellemző hullámhosszú­ságú sugárzás formájában bo­csátják ki. Ezek a sugarak ösz­­szetevődnek és különböző inter­ferencia ábrákat alkotnak, ame­lyek erősségéből következtetni lehet mintákban lévő elemek százalékos arányára. A színké­pek és interferencia-ábrák elem­zése nem könnyű dolog, de itt is segítenek a számítógépek, di­gitális mintákat vesz — tehát sű­rű időközökben és nem folyama­tosan elemzi az adatokat, és e­­zek alapján dönti el az elemek százalékos arányát. A számító­gép kiíró egysége numerikus a­­datokkal közli a végeredményt, vagy kérésre lyukszalagon rög­zíti. Természetesen, a gépet a vizsgálatok elvégzése előtt prog­ramozni kell, azaz olyan utasítá­sokat kell adni, amelyekből ki­derülnek a kért elemzések. A székelyudvarhelyi matricagyár komputere­s röntgendiffrakciós készüléke más szempontból is érdekes: a különböző anyag­mintákat forgató részben és a röntgensugár-nyaláb veze­lé­sében olyan léptető motor dol­gozik, amelynek első példányát világszinten is tirisztoros vezér­léssel éppen a kolozsvári egye­temen készítettek el és ugyan­csak ebben a készülékben az Információ fénykábeleken, az­az üvegszálas optikán is fut. A mérések pontosságára, a készü­lék sikerére jellemző, hogy még a különböző egyetemi közpon­tok szakemberei is Székelyud­varhelyre látogatnak egyes ada­tok feldolgozásáért. Felépítésükben, méreteikben szerényebbek azon a nem ron­csolásos, szintén röntgentechni­kán alapuló készülékek, ame­lyeket a Csíkszeredái vasúti épí­­tőanyag-kitermelő vállalásnál ve­zetnek be. A vállalat a kiterme­lés mellett rátért a bányaipar­­ban is felhasználható különbö­ző kő- és érctörő berendezések, szállítóvonalak és kiválasztó rostok gyártására. Ezek jó minő­sége természetesen elképzelhe­tetlen az alapanyagok vizsgá­lata nélkül. Feltétlenül érdemes tehát ész­­revenni: megyénk gazdasági egységeiben a tudományos-mű­szaki forradalom erőteljesen é­­rezteti hatását, a műszaki háttér­ egyre korszerűbb. ----------- MŰHELY ---------------­ GY PILLANATRA érdemes odafigyelni, milyen érde­kes kérdésről vitázik az ENSZ egyik szakértői bizottsá­ga. Bizony, olyan probléma meg­oldásán törik fejüket a szakem­berek, amely két évtizeddel ez­előtt szóba sem jöhetett. Arról tárgyalnak ugyanis, hogy mi történjen a már küldetésüket teljesítő, fölösleges műholdak­kal, hogyan lehetne tőlük meg­szabadulni, hogyan lehetne a világűr szemétládájába dobni, amely egyelőre azonban nem létezik. A kérdés valós, hisz é­­vente többszáz műholdat bo­csátanak fel, az összszámot pe­dig nyugodtan meg lehet két­szerezni, mivel a hordozórakéta utolsó fokozata is Föld körüli pályára áll. Mi történik feilövé­sük után a műholdakkal? Egy darabig ellipszis alakú pályán keringenek, majd a Föld felé kö­zeledve kb. 160 km magasságban a pálya csaknem szabályos kör­ré válik. Ettől kezdve a sebes­ségcsökkenés egyre erőtelje­sebb lesz és a műhold bekerül a sűrű földi légkörbe, ahol sze­rencsés esetben teljesen elég, máskor viszont darabjai hullhat­nak vissza a Földre nagy nem­zetközi bonyodalmakat okozva. (Az egyik ország műholdjának roncsai a másik területére jut­nak.) A jelenlegi műhold-fellö­vés gyakoriság alapján körül­belül kétnaponta fejezi be kül­detését egy műhold és közelíti meg a Földet. A szakértők már felbocsátáskor igyekeznek ki­számítani a várható élettartamot Műhold - napelemekkel Hol van a világűr szemét rád­ója? és szerencsés esetben azt a te­rületet is, ahová a darabok visz­­szazuhannak. Ám a légmozgá­sok kiszámíthatatlansága kö­vetkeztében ezek az adatok a valóságban eltérnek az elméleti számításoktól és igen gyakran a­­laposan megtréfálják a műhol­dakat követő földi radarrendsze­reket is. És tekintve a Földön el­szórt megfigyelő állomások nagy számát — igen sok katonai jel­legű — ez a tréfa komolyra is fordulhat. Mi legyen tehát a műholdak­kal ? Többen azt javasolják, hogy meg kell próbálni visszaál­lítani eredeti pályájukra. Má­sok az amerikai Entreprise kí­sérletekben látják a megoldást: az űrrepülőgép-típusú jármű­vekkel vissza lehetne hozni a Földre az elnémult műholdakat. A végleges megoldás azonban még várat magára: a fölösleges műholdak a jövő évszázad embe­rének talán majd olyan kemény diót jelentenek, mint számunk­ra a környezetszennyeződés. .

Next