fizikai szemlefizikaiszemle.hu/archivum/fsz1005/FizSzem-201005.pdf · lovak színes (fekete vagy barna) szôrzettel születnek, de egyéves korukra megôszülnek. E folyamat hasonlít

fizikai szemle

2010/5

Az Eötvös Loránd Fizikai Társulathavonta megjelenô folyóirata.

Támogatók: A Magyar TudományosAkadémia Fizikai Tudományok Osztálya,az Oktatási és Kulturális Minisztérium,

a Magyar Biofizikai Társaság,a Magyar Nukleáris Társaság

és a Magyar Fizikushallgatók Egyesülete

Fôszerkesztô:

Szatmáry Zoltán

Szerkesztôbizottság:

Bencze Gyula, Czitrovszky Aladár,Faigel Gyula, Gyulai József,

Horváth Gábor, Horváth Dezsô,Iglói Ferenc, Kiss Ádám, Lendvai János,Németh Judit, Ormos Pál, Papp Katalin,

Simon Péter, Sükösd Csaba,Szabados László, Szabó Gábor,

Trócsányi Zoltán, Turiné Frank Zsuzsa,Ujvári Sándor

Szerkesztô:

Füstöss László

Mûszaki szerkesztô:

Kármán Tamás

A folyóirat e-mail címe:

[email protected] lapba szánt írásokat erre a címre kérjük.

A folyóirat honlapja:

http://www.fizikaiszemle.hu

A címlapon:

Overdose, a pej csodaló.Lásd folyóiratunk elsô írását.Fotó: PannoniaOverdose.hu

TARTALOM

Blahó Miklós, Horváth Gábor, Hegedüs Ramón, Kriska György,

Farkas Róbert, Susanne Åkesson: A lovak fehérségének

egy nem várt elônye 145

Bajsz József: Nukleáris energia: vele vagy nélküle? 156

Hárs György: Impulzusok nélkül mûködô, folyamatos üzemû

repülési idô tömegspektrométer 160

Kovács László: Henry Cavendish, a kísérletezô ember 167

PÁLYÁZATOK 173

A FIZIKA TANÍTÁSATömpe Péter: Bolyai Zentán 174

Vida József: Az egri Varázstorony Miskolcon debütált 175

KÖNYVESPOLC 177

HÍREK – ESEMÉNYEK 178

M. Blahó, G. Horváth, R. Hegedüs, G. Kriska, R. Farkas, S. Åkesson:

Horses and horseflies: why white horses are better off

J. Bajsz: Nuclear power: should we use it or not?

G. Hárs: Development of time-of-flight mass spectrometer with continuous

ion introduction

L. Kovács: Henry Cavendish and his experiments

TENDERS

TEACHING PHYSICSP. Tömpe: Chemistry camp for students at Senta (Serbia)

J. Vida: Exposition “Tower of miracles” from Eger recently guest at Miskolc

BOOKS, EVENTS

M. Blahó, G. Horváth, R. Hegedüs, G. Kriska, R. Farkas, S. Åkesson:

Pferde und Bremsen: warum Schimmel weniger leiden

J. Bajsz: Kernenergie: mit oder ohne?

G. Hárs: Ein Flugzeit-Massenspektrometer mit kontinuierlicher Einspeisung der Ionen

L. Kovács: Henry Cavendish und seine Experimente

AUSSCHREIBUNGEN

PHYSIKUNTERRICHTP. Tömpe: „Chemie-cam“ für Schüler in Senta (Serbien)

J. Vida: Ausstellung „Turm der Wunder“ aus Eger jüngst in Miskolc zu Gast

BÜCHER, EREIGNISSE

M. Blago, G. Horvat, P. Hõgedús, G. Kriska, R. Farkas, Á. Akeááon:

J. Bajá:

G. Hars:

L. Kovaö:

P. Témpõ:

J. Vida:

Losadi i álepeni: poöemu belxm losadyüm legöe?

Üdernaü õnergiü: polyzovatyáü ej ili net?

Maáá-ápektrometr na oánove vremeni poléta á neprenxvnoj podaöej ionov

Genri Kõvendis i ego õkáperimentx

Letnij «himiöeákij lager» odarennxh uöenikov v g. Áenta, Áerbiü

Vxátavka «Basnü fiziöeákih volsebátv» iz g. Õger nedavno bxla

v goátüh v g. Miskolyc

OBQÜVLENIÜ-KONKURÁX

OBUÖENIE FIZIKE

KNIGI, PROIÁHODÍWIE ÁOBXTIÍ

Fizikai SzemleMAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

megjelenését anyagilag támogatják: Nemzeti Kulturalis Alap´ Nemzeti Civil Alapprogram•M

AG

YA

R•

TU

D

OMÁNYO

S•

AK

AD

ÉM

IA•

1825A FIZIKA BARÁTAI

Fiz ikai SzemleMAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

A Mathematikai és Természettudományi Értesítõt az Akadémia 1882-ben indítottaA Mathematikai és Physikai Lapokat Eötvös Loránd 1891-ben alapította

LX. évfolyam 5. szám 2010. május

A LOVAK FEHÉRSÉGÉNEK EGY NEM VÁRT ELÔNYEA leginkább „bögölyálló” ló depolarizáló fehér szôrû,a fekete ló pedig szenvedi polarizáló szôrét

Blahó Miklós, Horváth Gábor, ELTE Fizikai Intézet, Biológiai Fizika Tanszék, Budapest

Hegedüs Ramón, Gironai Egyetem, Számítógépes Látás és Robotika Csoport, Girona, Spanyolország

Kriska György, ELTE Biológiai Intézet, Biológiai Szakmódszertani Csoport, Budapest

Gerics Balázs, Szent István Egyetem, Anatómiai és Szövettani Tanszék, Budapest

Farkas Róbert, Szent István Egyetem, Parazitológiai és Állattani Tanszék, Budapest

Susanne Åkesson, Lundi Egyetem, Biológia Tanszék, Lund, Svédország

A fehér lovak gyakran szenvednek az ultraibolyanapsugárzással szembeni nagy érzékenységükbôlfakadó rosszindulatú bôrrákban és látórendszeribetegségekben. Ráadásul a vadon élô fehér lovakat aragadozók könnyebben elejtik, mert fehérségük miattkevésbé tudnak rejtôzködni, mint sötétebb színû faj-társaik. Nagyobb sebezhetôségük ellenére a fehér lo-vakat az emberek évezredek óta nagy becsben tart-ják, éppen a természetbeni ritkaságuk miatt. Cik-künkben megmutatjuk, hogy a bögölyök kevésbé von-zódnak a fehér lovakhoz, mint a sötét színûekhez. Abögölyök számos egészségügyi és gazdasági problé-mát okoznak az embereknek és állatoknak egyaránt,mivel nôstényeik betegségek kórokozóit terjesztik, mi-közben a gerincesek vérét szívják. Azt is bizonyítjuk,hogy a bögölyök a vérszívásra alkalmas gazdaállatotrészben az annak testfelületérôl visszavert polárosfény segítségével találják meg. A bögölyök fôként feke-te és barna szôrû lovakhoz való vonzódása a pozitívpolarotaxisukkal, vagyis az erôsen és vízszintesenpoláros fényhez való vonzódásukkal magyarázható.Mivel a gazdaállat színe meghatározza a bögölyökrekifejtett vonzerejét is, ezáltal kihat a gazdaállat kór-okozók általi megfertôzôdésére is. Habár kizárólag abögölyök és lovak közti vizuális kölcsönhatást vizs-gáltuk, a jelentôs nemzetközi visszhangot kiváltóeredményeink érvényesek lehetnek a polarotaktikusbögölyök más gazdaállataira is.

A természetes kiválasztódás és a hímek versengése anôstényekért sok esetben vezetett a kültakaró (tolla-zat, szôrzet) látványos mintázataihoz, amelyek a hí-mekben hordozott „jó gének” és a paraziták elleninagy ellenálló képesség vizuális jelzôinek számítanak[1–3]. A tesztoszteron szabályozza a szôrzet növeke-dését [4] és a melaninképzôdést [5], valamint befolyá-solja a hímek agresszióját [6], amely jellemzôk ahímek dominanciájával és megnövekedett párosodásilehetôségével állnak szoros kapcsolatban. Ugyanak-kor a magasabb tesztoszteronszint nagyobb parazita-terheléssel és a paraziták miatti nagyobb halálozásiaránnyal jár együtt [7, 8]. A feltûnôségük miatti nagysebezhetôségük következtében a természetben csakigen ritkán fordulnak elô fehér (világos szürke vagyalbínó) lovak és más patás állatok. Az ilyen fehérállatok sokkal kevésbé védettek a napsugárzás ultra-ibolya összetevôjével szemben, ami megnöveli a bôr-rák kialakulásának esélyét, továbbá a látórendszerbetegségeihez vezethet [9]. Egy fehér patást a raga-dozók könnyen észrevesznek, ezért a fehér egyedekaz evolúció során kiszelektálódtak a vadonélô popu-lációkból. Másrészt viszont – éppen a természetbeliritkaságuk miatt – az emberek kitenyésztették a fehér(lovas szaknyelven szürke) lovak különféle fajtáit. Afehér ló az emberi kultúrában idôvel a ritkaság, améltóság és a gazdagság státusz-szimbólumává vált[10]. Gondoljunk csak például Árpád vezérünk vagy

BLAHÓ M., HORVÁTH G., HEGEDÜS R., KRISKA GY., GERICS B., FARKAS R., S. ÅKESSON: A LOVAK FEHÉRSÉGÉNEK EGY NEM VÁRT ELONYE 145

Horthy Miklós fehér lovára, illetve a csak a mesékben

1. ábra. Két jellemzô képpár az általunk vizsgált, bögölyök általzaklatott pej (barna, a, c) és szürke (fehér, b, d) lóról. A lovak körülszálló és azokra rászállt bögölyöket vizuálisan ismertük föl és a ké-peken karikával jelöltük. 70 képpárt értékeltünk így ki, és az összesfényképen megszámoltuk a bekarikázott bögölyöket. Az itteni kép-párokon is jól látható, hogy a barna lovat a bögölyök sokkal inkábbtámadták, mint a fehéret.

1. táblázat

Egy szokolyai legelôn 2008. június 22-én egy barna ésegy fehér lóról készült 70 képpáron (1., 5. ábra)

vizuálisan fölismert bögölyök N száma

barna ló fehér ló

405 110

Az N = 405 és 110 közti különbség statisztikailag magasan szignifi-káns (χ2 = 169, df = 1, p < 0,0001).

2. ábra. Az 1. és 2. kísérletben használt fényes barna (bal oldalt) és matt barna (jobb oldalt) napostesztfelületeknek a szoláris meridiánhoz képest három különbözô irányból képalkotó polarimetriá-val mért polarizációs mintázatai a spektrum kék (450 nm) tartományában. A polariméter optikaitengelyének dôlésszöge −35° volt a vízszinteshez képest. Az α-mintázatokon a jellemzô polarizá-cióirányokat kettôsfejû nyilak is mutatják. Amikor a tesztfelületek árnyékban voltak, a polarizációsmintázatuk teljesen hasonló volt, azzal a különbséggel, hogy a visszavert fény polarizációirányamindig vízszintes volt.

létezô fehér egyszarvúra.A fehér lovak egy speciális mutációt hordoznak,

ami egy több ezer évvel ezelôtt élt közös ôsre vezet-hetô vissza [9]. A fehér lovak többsége egy ôszüléstokozó domináns mutációt hordoz, amennyiben elovak színes (fekete vagy barna) szôrzettel születnek,de egyéves korukra megôszülnek. E folyamat hasonlítaz emberek ôszülésére, csak a lovaknál sokkal gyor-sabban történik. A ma élôlovak mintegy 10%-a hordoz-za ezt az ôszülést kiváltó mu-tációt. E genetikai mutációmiatt, az emberi gondoskodásellenére, a fehér lovak sokkalérzékenyebbek a káros ultra-ibolya-sugárzással szemben,ami növeli a bôrrák kialaku-lásának esélyét. A 15 évesnélöregebb fehér (szürke) lovak75%-ának van valamilyenjóindulatú daganata, ami né-hány esetben rosszindulatúváalakulhat [9]. Tehát a lovaklátványos fehérségének ára azultraibolya-sugárzás kiváltottabôrrák nagyobb kockázata.

Cikkünkben megmutatjuk,hogy a fehér lovak a bögö-lyök számára kevésbé vonzó-ak, mint a sötétebb színûek.Kísérletekkel és képalkotópolarimetriai vizsgálatokkaltámasztjuk alá azt, hogy e je-lenség a testfelület fénypola-rizáló képességével és a bö-gölyöknél nemrég fölfedezettpozitív polarotaxissal [11]magyarázható, vagyis azzal,

hogy a bögölyök vonzódnak az erôsen és vízszinte-sen poláros fény természetes vagy mesterséges forrá-saihoz. Az, hogy a fehér lovak kevésbé vonzzák abögölyöket, nagyon elônyös tulajdonság, mert a bö-gölyök sok szenvedést okoznak a lovaknak, és másemlôsöknek is. E rovarok vérszívó nôstényei súlyosbetegségek kórokozóinak hordozói [12], folytonoszaklatásuknak köszönhetôen pedig a lovak és másnövényevô állatok (például szarvasmarhák) keveseb-bet legelnek, miáltal testtömegük és tejtermelésük isjelentôsen lecsökken [13]. A vadon élô állatok populá-cióira is negatív hatással van a bögölyök folyamatostámadása miatt megzavart táplálkozás, miáltal a gaz-daállatok állóképessége (fitnesze) csökken.

A terepen megfigyeléseket és választásos kísérlete-ket végeztünk, amelyekben a bögölyök lovakhoz, ló-makettekhez és különbözô fénypolarizáló-képességûtesztfelületekhez való vonzódását tanulmányoztuk. Akapott eredmények szerint nem önmagában a szôrzetsötét színe, hanem fénypolarizáló-képessége okozza

146 FIZIKAI SZEMLE 2010 / 5

a) b)

c) d)

a függõlegestõl mért

a polarizációszög

o–45

o–135

o–90

o+45

o0

o180o

+135

o+90

p lineáris

polarizációfok100%0%

fén

ykép

a p

ola

rizá

ció

szö

gp l

ineá

ris

po

lari

záci

ófo

k

antiszoláris meridiánirányában

szoláris meridiánramerõlegesen

Napjobbra

szoláris meridiánirányában

a) b) c)

a bögölyök erôsebb vonzódását a sötétebb lovakhoz.

2. táblázat

Egy barna és egy fehér ló (1., 5. ábra) megfigyeltelôfordulása 2008. június 22-én egy szokolyai

napos legelôn és a legelô melletti erdô árnyékábanaz idô függvényében, és a t teljes tartózkodási idô.

idôárnyékos erdô napos legelô

fehér ló barna ló fehér ló barna ló

11:00 – – + +

11:15 – + + –

11:25 + + – –

11:30 – – + +

11:40 – + + –

11:43 – – + +

11:46 – + + –

11:49 – – + +

11:58 – – + +

11:59 – + + –

12:02 – + + –

12:03 – + + –

12:04 + + – –

12:23 – + + –

12:30 + + – –

13:00 + + – –

t (perc) 54 82 66 38

+: megjelenés–: eltûnésHelyi nyári idôszámítás = UTC+2h

3. táblázat

Az 1. kísérletben Szokolyán, 2008. június 23-án6,5 óra alatt a fényes és matt barna tesztfelületekhez

(2. ábra) vonzott bögölyök NB száma és azoktesztfelületre való leszállásainak NL száma

bögölyök NB száma leszállások NL száma

fényes barna matt barna fényes barna matt barna

44 1 174 1

A kísérlet 10:30 és 17:00 (UTC+2h) óra között tartott. Az NB = 44 és 1,valamint az NL = 174 és 1 közti különbségek statisztikailag magasanszignifikánsak (df = 1, 44/1: χ2 = 41,1, 174/1: χ2 = 171,0, p < 0,0001).

4. táblázat

Az 1. kísérletben Gödön, 2008. június 25-én6,5 óra alatt a fényes és matt barna tesztfelületekhez

(2. ábra) vonzott bögölyök NB száma és azoktesztfelületre való leszállásainak NL száma

bögölyök NB száma leszállások NL száma

fényes barna matt barna fényes barna matt barna

47 1 157 1

A kísérlet 10:30 és 17:00 (UTC+2h) óra között tartott. Az NB = 47 és 1,valamint az NL = 157 és 1 közti különbségek statisztikailag magasanszignifikánsak (df = 1, 47/1: χ2 = 44,1, 157/1: χ2 = 154,0, p < 0,0001).

Hogy a választásos terepkísérleteinkben használt ló-makettek és tesztfelületek polarizációs sajátságaitösszehasonlíthassuk a bögölyök által támadott tipikusgazdaállatokéival, élô lovak és szarvasmarhák polari-zációs mintázatait is mértük képalkotó polarimetriá-val. A lovasok, valamint a lovak és más haszonállatoktartói számára is fontos eredményeinket [14] számosmás nyomtatott és elektronikus médium mellett aNature [15], a Science [16] és a Discover Magazine [17]is méltatta.

Vizsgálati módszerek

Lovak bögölyök általi zaklatásának megfigyeléseEgy meleg napsütéses napon, 2008. június 22-én

Szokolyán (47° 52’ Ny, 19° 00’ K) egy legelôn figyel-tük meg egy barna (lovas szaknyelven pej) és egyfehér (szürke) ló bögölytámadásokkal szembeni visel-kedését. A bögölyök mindkét lovat folyamatosan zak-latták, a lovakat valóságos bögölyfelhô vette körül.Hogy a bögölyfelhô méretét valamiképpen dokumen-táljuk, 70-70 fényképet készítettünk a legelô barna ésfehér lóról (1. ábra ). A 10 megapixeles felbontásúképeken egy számítógépes képernyôn leszámoltuk a

vizuálisan fölismert bögölyöket (1. táblázat ). Az in-tenzív bögölytámadások elôl a lovak idônként a na-pos legelôrôl a rétet határoló erdô árnyékába mene-kültek. Mértük mindkét ló esetén a legelôn és árnyék-ban töltött idôt (2. táblázat ).

Az 1. kísérlet2008. június 23–24-én, illetve 25–26-án zajlott me-

leg, napos idôben egy-egy lovastanyán Szokolyán(47° 52’ Ny, 19° 00’ K) és Gödön (47° 43’ Ny, 19° 09’K), naponta 9:30-tól 17:30-ig (helyi nyári idô =UTC+2h). Egy adott helyszínen az elsô napon kétazonos méretû (150×150 cm) és minôségû, száraz,matt, barna vásznat fektettünk vízszintes deszkákra,egymástól 1 m távolságra. Az egyik vásznat egy szín-telen, átlátszó, 3 mm vastag mûanyag lappal fedtük le(2. ábra ). A tesztfelületeket óránként fölcseréltük,továbbá kétóránként az árnyékból a közeli naposterületre helyeztük át. A tesztfelületek hômérsékletétdigitális kontakthômérôvel mértük. A két tesztfelülethômérséklete a kísérlet során mindvégig – ±0,25 °Cpontossággal – azonos volt. Mindkét tesztfelületnélszámoltuk az odavonzott bögölyöket és a tesztfelület-re való leszállásaikat (3. és 4. táblázat ). A másodiknapon is elvégeztük ezt a kísérletet azzal a különb-séggel, hogy a mûanyag lappal borított barna vásznategy azonos méretû matt fehér vászonra cseréltük.

A 2. kísérletElôször 2008. augusztus 3-án 9:00 órától 19:00

óráig (UTC+2h) végeztük el egy lovasiskola mellettitemetôben, Kiskunhalason (46° 43’ Ny, 19° 05’ K). Akísérleti elrendezés az 1. kísérlettel megegyezô volt,csak a vízszintes átlátszó, színtelen mûanyag lapot


színtelen, szagtalan ragasztóval (BabolnaBio® egérra-

5. táblázat

A száraz matt barna tesztfelületre leszállt és a ragadós,fényes, barna felülettel csapdába ejtett bögölyök száma

a 2. kísérletben, 2009. augusztus 16. és 25. között

száraz matt barna ragadós fényes barna

4 189

A különbség magasan szignifikáns (χ2 teszt: df = 1, χ2 = 177,3, p <0,0001).

6. táblázat

A ragadós barna, fekete és fehér lómakettekkel(3., 6. ábra) fogott bögölyök száma a 3. kísérletben

dátum (2009) idôjárásragadós lómakett

barna fekete fehér

július 17–18. napos, meleg 41 50 4





július 27–29. esôs, hideg 0 0 0


augusztus 1–2. napos, meleg 64 78 2



augusztus 7–10. felhôs, hideg 0 0 0






augusztus 21–22. esôs, hideg 0 0 0




aug. 29. – szept. 1. esôs, hideg 0 0 0

szeptember 2–3. napos, meleg 2 4 0


szeptember 6–7. felhôs, hideg 0 0 0


szeptember 10–11. felhôs, hideg 0 0 0


összesen: 334 562 22

Az e kísérlettel párhuzamosan (július 17-tôl 26-ig, illetve augusztus11-tôl 16-ig) a terepen kint lévô fekete étolajtálca fogási eredményeiszerint a következô bögölyfajok voltak jelen a 3. kísérlet során: Ta-banus tergestinus, T. bromius, T. bovinus, T. autumnalis, Atylotusfulvus, A. loewianus, A. rusticus és Haematopota italica. A különb-ségek magasan szignifikánsak.

χ2 tesztek: a) barna–fekete: df = 1, χ2 = 58,0, p < 0,0001, magasanszignifikáns; b) barna–fehér: df = 1, χ2 = 273,4, p < 0,0001, magasanszignifikáns; c) fekete–fehér: df = 1, χ2 = 499,3, p < 0,0001, magasanszignifikáns; d) multinomiális teszt: df = 2, χ2 = 480,3, p < 0,0001,magasan szignifikáns.

Egyutas ANOVA teszt: SShatás = 5443,6, df = 2, MShatás = 2721,8;SShiba = 21132,4, df = 78, MShiba = 270,9; F = 10,05, p < 0,0001, maga-san szignifikáns.

gacs) vontuk be, amely a felületre szálló minden ro-vart megfogott, továbbá a tesztfelületek végig árnyék-ban voltak. Számoltuk a matt barna felületre szálló ésa csillogó ragadós felülettel csapdába ejtett bögölyö-ket. A ragasztóba ragadt bögölyöket azonnal eltávolí-tottuk a felületrôl, így a következô bögöly számára acsapdába ejtett fajtárs látványa nem befolyásolta afelület vonzóképességét. A kísérletet 2008. augusztus4-én ugyanott megismételtük azzal a különbséggel,hogy a mûanyag lappal borított matt barna vásznategy azonos méretû matt fehér vászonra cseréltük.Megint számoltuk a két tesztfelületre szálló bögölyö-ket. A tesztfelületek hômérséklete a kísérlet soránvégig azonos volt, mivel árnyékban voltak.

A kísérlet elsô részét, amiben matt barna és fényesbarna tesztfelületeket használtunk, 2009. augusztus16. és 25. között, naponta 12:00-tôl 13:00-ig, összesen10 alkalommal megismételtük. Számoltuk a vízszintesmatt barna felületre szálló és a vízszintes csillogó ra-gadós felülettel csapdába ejtett bögölyöket (5. táblá-zat ). A fényes barna felületre ragadt bögölyöket mostis azonnal eltávolítottuk. Miközben a ragadós felület-rôl leszedtük a bögölyöket, azok súlyosan megsérül-tek, ami a faji meghatározásukat lehetetlenné tette.Mindazonáltal bizonyosan bögölyök (Tabanidae: Dip-tera) voltak. 2009. augusztus 16. és 25. között, napon-ta 13:00-tól 14:00-ig a kísérlet második felét is – ami-ben egy száraz matt barna és egy száraz matt fehértesztfelületet használtunk – tízszer megismételtük,számolva a tesztfelületekre rászálló bögölyöket.

A 3. kísérlet2009. július 17-tôl szeptember 13-ig folyamatosan

zajlott egy lovastanyán, Szokolyán (47° 52’ Ny, 19°00’ K). Egy barna, egy fekete és egy fehér lómakettet(mindhárom azonos formájú és méretû: hosszúság:160 cm, magasság: 110 cm, szélesség: 60 cm) állítot-tunk a füves talajra normál testtartásban (3. ábra ). Ahárom lómakettet 5 m távolságra helyeztük el egy-mástól egy egyenes mentén. A felületüket mindenmásodik napon színtelen, szagtalan ragasztóval (Ba-bolnaBio® egérragacs) kentük be. A lómakettek sor-rendjét kétnaponként véletlenszerûen fölcseréltük. Akísérlet helyét úgy választottuk meg, hogy mindhá-rom lómakett egyszerre legyen napon vagy árnyék-ban. A lómakettek ragadós felületeivel csapdába ejtettbögölyöket kétnaponta leszedtük és megszámoltuk(6. táblázat ). Felhôs vagy esôs idôben a bögölyöknem repültek, s ekkor a lómakettek egyetlen bögölyt

sem fogtak. Miközben a lómakettek ragadós felületé-rôl a bögölyöket leszedtük, azok súlyosan megsérül-tek, ami a faji meghatározásukat lehetetlenné tette.Mindazonáltal a leszedett rovarok bizonyosan bögö-lyök (Tabanidae: Diptera) voltak.


A 4. kísérlet

3. ábra. A 3. kísérletben használt ragadós barna (a), fekete (b) és fehér (c) lómakettek. A barna (d),fekete (e) és fehér (f) lómakettre ragadt bögölyök és más rovarok. (g) A barna lómakettre ragadtegyik bögöly. (h) A fekete lómakettre ragadt egyik bögöly. (i) A fehér lómakettre ragadt egyik lepke.

4. ábra. A 4. kísérletben használt, étolajjal töltött öt színtelen (fekete, szürke, fehér) tálca. a–e) A fehér, világosszürke, szürke, sötétszürke ésfekete olajtálcák képalkotó polarimetriával árnyékban mért polarizációs mintázatai a spektrum kék (450 nm) tartományában. Az antiszolárismeridián irányába nézô polariméter optikai tengelyének dôlésszöge −35° volt a vízszinteshez képest. Az α-mintázatokon a jellemzô pola-rizációirányokat kettôsfejû nyilak is mutatják.

egy gödi lovastanyán (47° 43’ Ny, 19° 09’ K) zajlott2008. július 11. és szeptember 7. között. Öt (fehér, vi-lágosszürke, középszürke, sötétszürke, fekete) étolaj-jal töltött tálcát tettünk a földre (4. ábra ), sorrendjü-

ket naponta, véletlenszerûenváltoztatva. Éjszakára, vala-mint esôs idôben a tálcákatletakartuk. A tálcák által csap-dába ejtett bögölyöket be-gyûjtöttük és etil-alkoholbantartósítottuk a késôbbi határo-zás céljából.

Polarizációs mintázatokmérése

A tesztfelületek (2., 4. áb-ra ), lómakettek (6. ábra ), va-lamint lovak és szarvasmar-hák (7. ábra ) polarizációsmintázatait képalkotó polari-metriával [18] mértük a spekt-rum vörös (650 ± 40 nm = apolariméter CCD-detektoramaximális érzékenységénekhullámhossza ± annak félér-tékszélessége), zöld (550 ± 40nm) és kék (450 ± 40 nm) tar-tományában. A továbbiakbancsak a kék tartományban mértpolarizációs mintázatokat mu-

tatjuk be, a mintázatok mindhárom csatornában gya-korlatilag azonosak voltak. A polarizációs mérésekettiszta égbolt alatt végeztük. A polarotaktikus vízirova-rok, például a bögölyök akkor érzékelnek víznek egyfelületet, ha az arról visszavert fény (i) p lineáris pola-


a p

ola

rizá

ció

szö

gp lin

eári

sp

ola

rizá

ció

fok

fén

ykép

fehér világosszürke középszürke sötétszürke feketea) b) c) d) e)



o–45

o–135

o–90

o+45

o0

o180o

+135

o+90

p lineáris

polarizációfok100%0% polarizálatlan

a) b) c)

f)

i)

d) e)

g) h)

rizációfoka nagyobb egy faj-

5. ábra. a–c) A vizsgált lovak vérét szívó nôstény bögölyök és más (nem-bögöly) legyek. A legyeka bögöly által ejtett sebbôl kibuggyanó vért nyalogatják. d–i) A vizsgált fehér és barna lovak bö-gölyzaklatásokkal szembeni tipikus védekezô reakciói: farokcsapkodás (d, e), dobbantás a mellsô(e) vagy hátsó (f, g) lábbal, hempergés a földön (h), a vérszívó bögölyök harapással és/vagy nya-lással történô eltávolítása a kültakaróról (i).

függô p✽ küszöbértéknél, és(ii) az α polarizációirányánaka vízszintestôl (α = 90°) valóΔα = |90°−α| eltérése pedigkisebb egy fajfüggô Δα✽ kü-szöbértéknél. Példaként a 6.ábrán p✽ = 10% és Δα✽ = 10°értékeket használtunk. Habáre küszöbértékeket önkénye-sen választottuk, más értékekalkalmazása sem befolyásoltaaz eredményeket és követ-keztetéseket.

A bögölyök meghatározásaAz etil-alkoholban tartósí-

tott bögölyök faji meghatáro-zását az egyik szerzô (F. R.)végezte. A 3. kísérlettel pár-huzamosan egy másik kísérle-tet is végeztünk július 17-tôl26-ig, illetve augusztus 11-tôl16-ig. Egy fekete, négyzetalakú (50 × 50 cm), étolajjaltöltött mûanyag tálcával fog-tunk bögölyöket, ami lehetô-vé tette az adott területenjelenlévô bögölyfajok megha-tározását (6. táblázat ).

Eredmények

Megfigyeltük, hogy a barna ésfehér lovakat a bögölyök egy-aránt és folyamatosan támad-ták (1., 5. ábra ). A lovak jel-lemzô védekezô reakciói abögölyökkel szemben a kö-vetkezôk voltak: legyezés (fa-rokkal történô ide-oda csap-kodás), dobbantás, hemper-gés a földön, hirtelen megrázkódás, fej himbálása, avérszívó bögölyök harapással és nyalással történô el-távolítása a kültakaróról (5.d–i ábrák). E viselkedésielemekkel próbálták elhajtani a lovak a rájuk szállóbögölyöket. 70 képpáron számláltuk meg a vizuálisanfölismert bögölyöket a barna és a fehér lovakon, illet-ve azok körül (1. ábra, 1. táblázat ). A barna lovon405/110 = 3,7-szer annyi bögölyt számoltunk, mint afehéren, amely különbség statisztikailag magasanszignifikáns. A barna lónak a fehérhez képesti, bögö-lyökre kifejtett nagyobb vonzereje összhangban áll a3. kísérlet eredményével (lásd késôbb).

A terepen azt is megfigyeltük, hogy a nyílt legelônés az árnyékos erdôben nem azonos a bögölytáma-dások intenzitása, miáltal a lovak a két terület közöttfolyamatosan ingáztak (2. táblázat ). Bizonyos, lege-léssel töltött idô után a lovak az árnyékos erdôbe me-

nekültek a bögölyök elôl, ahová a bögölyök csak rit-kán követték ôket, így nyugodtan tudtak pihenni.Egy idô elteltével a lovak újra elômerészkedtek anapos mezôre legelni, ahonnan azonban hamarosanmegint visszakényszerültek az árnyékba. Ezt az ingá-zó viselkedést ismételgették periodikusan a nap kö-zepéig (13:00), mikortól a bögölyök általi zaklatásoly mértékû lett, hogy a lovak már egyáltalán nemtudtak a mezôn legelni. A napos legelôrôl elsôkéntmindig a barna ló menekült az erdôbe (2. táblázat ).A barna ló 82 perc, illetve 38 perc, azaz 2,2-szer többidôt töltött a bögölymentes, árnyékos erdôben, minta napos legelôn, míg a fehér ló 65 perc / 54 perc =1,2-szer több idôt töltött a legelôn, mint az árnyék-ban (2. táblázat ).

Mivel nemrég bebizonyosodott, hogy számos bö-gölyfaj vonzódik az erôsen és vízszintesen poláros


bögölybögöly

bögölybögöly

bögölybögölylégylégy

légylégy

légylégy

légylégy

légylégylégylégy

légylégy

légylégy

d) e)

f) g)

h) i)

d) e)

f) g)

h) i)

a) b) c)a) b) c)

fényhez [11], föltételezhetô volt, hogy a sötétebb (bar-

6. ábra. A 3. kísérletben használt barna (a), fekete (b) és fehér (c) ragadós lómakettek fényképei, polarizációfok mintázatai és a polarotakti-kus bögölyök által víznek érzékelt területei (ahol a p polarizációfokra: 10% < p < 100%, és az α polarizációirányra: 80° < α < 100°) két kü-lönbözô nézôpontból képalkotó polarimetriával mérve a spektrum kék (450 nm) tartományában. A lómaketteken jól láthatók a csapdábaesett rovarok tetemei. A lómakettek napsütésben voltak, a polariméter optikai tengelye a vízszinteshez képest −20°-os szögben dôlt. A 3.sorban a polarotaktikus bögölyök által víznek észlelt területeket kék szín jelzi.

na) ló nagyobb vonzóképessége részben magyarázha-tó az állat szôrzetének fénypolarizáló-képességével,ami erôsen függ annak színétôl és világosságától,ahogyan az a 6. és 7. ábrákon is látható. E föltevéstnégy különbözô választásos kísérlettel ellenôriztük,amelyek közül néhányat többször is megismételtünk.

Az 1. kísérletbôl kiderült, hogy a matt barna vá-szon, amely a lovak barna szôrét utánozta, a bögö-lyök számára nem volt vonzó, míg az átlátszó, színte-len mûanyaglappal letakart matt barna vászon számosbögölyt vonzott (Szokolyán 44 bögölyt 174 leszálás-sal, Gödön 47 bögölyt 157 leszállással a 3. és 4. táblá-zatok szerint). E különbségek a megvilágítási körül-ményektôl (napos vagy árnyékos) függetlenül statisz-tikailag magasan szignifikánsak. A bögölyök azonnalvagy 2–15 felületérintés után szálltak rá az adott felü-letre. A bögölyök a barna tesztfelületeknél ugyanazt aviselkedést mutatták, mint a bögölyök pozitív polaro-taxisának fölfedezésekor korábban lefolytatott válasz-tásos kísérletekben [11]. Mikor az 1. kísérletet mattbarna és matt fehér felületekkel ismételtük meg, azokegyáltalán nem vonzottak magukhoz bögölyöket.

Hogy az 1. kísérletben elkerülhetetlenül föllépôpszeudoreplikációt kizárjuk (azaz, hogy ugyanazt a

bögölyt többször is megszámoljuk annak többszörivisszatérésekor), elvégeztük a 2. kísérletet, amiben abögölyök többségét egy ragasztó megfogta. A 2. kí-sérlet eredménye tovább erôsítette az 1. kísérletét.2008-ban az átlátszó, színtelen, ragacsos mûanyaglappal letakart barna felület 21 bögölyt fogott, míg amatt barna és matt fehér felületekre csak egyetlenbögöly szállt le (χ2 = 18,2, df = 1, p < 0,0001). E kísér-letet 2009-ben tízszer megismételve, a következôeredmény adódott: az 5. táblázat szerint ekkor a fé-nyes, ragacsos barna felület 189 bögölyt fogott, míg amatt, száraz barna mindössze négyet. Mindkét kü-lönbség statisztikailag magasan szignifikáns. Mikor2009-ben a 2. kísérletet is 10-szer elvégeztük a szárazmatt barna és száraz matt fehér tesztfelületekkel, me-gint egyikük sem vonzott egyetlen bögölyt sem.

Az 1. és 2. kísérletekbôl az a következtetés vonha-tó le, hogy a bögölyök nem vonzódnak a vízszintesmatt barna (kevésbé poláros) és a matt fehér (depo-larizáló) tesztfelületekhez, viszont erôsen vonzódnaka vízszintes fényes barna (vízszintesen poláros fénytvisszaverô) felületekhez. Tehát a barna lovak bögö-lyökre kifejtett nagyobb vonzóképessége nem ma-gyarázható pusztán a lovak szôrének színével és fé-nyességével.


fén

ykép

p lin

eári

sp

ola

rizá

ció

fok

vízn

ek é

rzék

elt

von

zó t

erü

let

barna lómakett fekete lómakett fehér lómaketta) b) c)

p lineáris

polarizációfok100%0% víznek érzékelt, vonzó terület

A képalkotó polarimetriai mérések szerint, míg a

7. ábra. Fekete (a), pej (barna, b) és szürke (fehér, c) lovak, valamint egy fekete (d) és egy fehér (e) szarvasmarha képalkotó polarimetriá-val mért polarizációs mintázatai a spektrum kék (450 nm) tartományában. A d) és e) képeken a Nap a bal felsô sarok irányából sütött. A po-larizációirány mintázatain a hátteret kifehérítettük, hogy az állatok mintázata jobban látszódjon. Az állatok testének néhány helyén a jellem-zô polarizációirányokat kettôsfejû nyilak jelölik. Az e) képen látható bika a polarizációs mérés közben elfordította fejét, s az emiatti mozgásimûtermék okozta a fej látszólag magas polarizációfokait. Valójában a bika feje is a testéhez hasonlóan polarizálatlan, illetve gyengén polá-ros fényt ver vissza.

7. táblázat

Az étolajjal töltött fehér, világosszürke, középszürke,sötétszürke és fekete tálcákkal fogott

bögölyök száma a 4. kísérletben,2008. július 11. és szeptember 7. között, Gödön

fehér(4.a ábra )

világos-szürke

(4.b ábra )

közép-szürke

(4.c ábra )

sötét-szürke

(4.d ábra )

fekete(4.e ábra)

1(0,9%)

2(1,8%)

3(2,7%)

22*(19,8%)

83*(74,8%)

A következô bögölyfajok estek csapdába: Atylotus loewianus,Haematopota italica, Tabanus bovinus, T. maculicornis, T. terges-tinus. Az Nfekete − Nsötétszürke (χ2 = 35,44, df = 1, p < 0,0001) és azNsötétszürke − Nközépszürke (χ2 = 14,44, df = 1, p < 0,0001) közti különbsé-gek statisztikailag magasan szignifikánsak, amit * jelöl, míg a fehér,világosszürke és középszürke közti különbségek nem szignifikán-sak: Nfehér − Nvilágosszürke (χ2 = 0,3333, df = 1, p = 0,5637),Nvilágosszürke − Nközépszürke (χ2 = 0,2, df = 1, p = 0,6547), Nfehér − Nközépszürke

(χ2 = 1, df = 1, p = 0,3171).

vízszintes fényes (száraz vagy ragadós) barna teszt-felületek (2. ábra ), a szoláris meridiánhoz képestinézôiránytól függetlenül, mindig erôsen és vízszin-tesen poláros fényt vernek vissza, addig a vízszintesmatt száraz barna és fehér felületekrôl mindig csakgyengén poláros fény verôdik vissza, aminek polari-zációiránya függ a Naphoz képesti nézôiránytól. Ígya felületek bögölyökre kifejtett vonzását nem okoz-hatja önmagában a barna szín, a visszavert fény po-larizációs tulajdonságai is számítanak. E következte-tést a 3. kísérlet (3., 6. ábra, 6. táblázat ) eredmé-nyei is alátámasztották. A 6. táblázat szerint a fé-nyes ragadós barna és fekete lómakettek 334/22 =15,2-szer, illetve 562/22 = 25,5-ször annyi bögölytfogtak, mint a ragadós fényes fehér lómakett. E kü-lönbségek most is statisztikailag magasan szignifi-kánsak. A megfogott bögölyök eloszlása a lómaket-tek testfelületén véletlenszerû volt, egyik részük semvolt kitüntetett a bögölyök számára. A 6. ábrá n lát-ható, hogy a barna és a fekete lómakett egyes részeinagyon erôsen poláros fényt tükröznek, míg a fehérlómakett gyakorlatilag polarizálatlan fényt ver visz-sza. A barna és a fekete lómakett háta, valamint faraver vissza erôsen és vízszintesen poláros fényt (6.ábra 3. sora), így e testrészek lehetnek a bögölyökszámára nagyon vonzóak.

A 4. kísérlet (4. ábra ) eredményei szerint minélsötétebb egy színtelen, vízszintesen polarizáló teszt-felület, annál vonzóbb a bögölyök számára: a fehér,világosszürke és középszürke olajtálcák a teljes fo-gásnak csak 0,9–2,7%-át adták, a sötétszürke tálca abögölyök 19,8%-át fogta meg, míg a fekete tálca74,8%-ot (7. táblázat ). Ez az eredmény azzal ma-gyarázható, hogy minél sötétebb egy színtelen (fe-


fén

ykép

p lin

eári

sp

ola

rizá

ció

fok

a p

ola

rizá

ció

szö

g



o–45

o–135

o–90

o+45

o0

o180

o+135

o+90

p lineáris

polarizációfok100%0%

fekete ló barna ló fehér ló fekete marha fehér marhaa) b) c) d) e)

kete, szürke, fehér) felület, annál nagyobb a róla

8. ábra. A fehér és fekete lovak eltérô bögölyvonzó-képességévelkapcsolatos eredményeink összefoglalása.

visszavert fény polarizációfoka a hullámhossztólfüggetlenül (4. ábra ).

A választásos terepkísérleteinkbôl és polarizációsméréseinkbôl az a következtetés vonható le, hogy anemfémes (szigetelô) felületek közül – függetlenülattól, hogy naposak vagy árnyékosak, barnák vagyszíntelenek – a bögölyök számára az a legvonzóbb,amelynek a felületérôl visszavert fény vízszintesenpoláros és polarizációfoka a legnagyobb. Ennek alap-ján logikus azt föltételezni, hogy a sötét színû lovakvízszintesen polarizáló testfelületei a bögölyök szá-mára sokkal vonzóbbak, mint a világos színû lovakugyanazon testrészei. A 4., 6. és 7. ábrák szerint mi-nél sötétebb a testfelület, annál nagyobb a róla vissza-vert fény polarizációfoka. A fekete, barna, illetvefehér testfelszín erôsen, közepesen, illetve gyengénpoláros vagy polarizálatlan fényt ver vissza. A nézô-iránytól és a megvilágítási körülményektôl függôen anormál, álló testtartású lovak nyaka, háta és fara álta-lában vízszintesen poláros fényt ver vissza, míg a testtöbbi részérôl ferdén vagy függôlegesen poláros fényverôdik vissza (a 7. ábra polarizációirány-mintázatainkettosfeju nyilakkal jelölve). E polarizációs sajátságokáltalánosak és a bögölyök minden gazdaállatára egy-aránt érvényesek. Azon fô eredményünket, hogy apolarotaktikus bögölyök kevésbé vonzódnak a fehérlovakhoz (és más világos szôrû emlôshöz) és nagyonvonzódnak a fekete lovakhoz (és más sötét szôrû em-lôshöz), a 8. ábra szemlélteti.

Elemzés

Napsütésben a sötétebb lovak szôre jobban fölmeleg-szik, mint a világosabbaké, mert a sötétebb testfelülettöbb fényt nyel el. Ez részben magyarázhatná, hogy asötétebb lovak miért vonzanak több bögölyt, ha abögölyök egyértelmûen vonzódnának a melegebbhelyekhez. Habár a bögölyöknél a gazdaállat kivá-lasztásában a testhômérséklet is szerepet játszik [19], agazdaállat testfelületének hômérsékletét csak akkortudják érzékelni, ha már rászálltak, mert nagyobbtávolságból a különbözô színû gazdaállatok testfelszí-ni hômérséklete a repülô bögölyök számára észlelhe-tetlen, mivel nincsen infravörös látásuk. Továbbá, az1. és 2. kísérletünkben a különbözô tesztfelületekhômérséklete mindig azonos volt. Ezek alapján állít-hatjuk, hogy a sötét szôrû lovak bögölyökre kifejtettnagyobb vonzóképessége nem magyarázható csupána sötét és világos lovak testfelszíni hômérsékleténekesetleges különbségével.

Habár egy barna lónak lehetne a bögölyök számáravonzóbb szaga (például a sötétebb testfelszín maga-sabb hômérséklete miatti erôsebb izzadástól), a vá-lasztásos kísérleteinkben használt tesztfelületeknekegyforma volt a szaga. Ezért a különbözô színû lovakszagának esetleges különbsége nem lehet a bögölyökpreferenciájának fô oka. Mivel a vizsgált pej (barna)és szürke (fehér) lovak alakjában és mozgásában sem

volt fölfedezhetô semmilyen lényeges különbség, ezsem magyarázhatja, hogy a bögölyök miért vonzód-nak jobban a barna lovakhoz. Az 1. és 2. kísérletünkegyüttes eredményei kizárják annak lehetôségét is,hogy a barna szín önmagában jobban vonzaná a bö-gölyöket.

A föntiek alapján az egyetlen lehetséges magyará-zat arra, hogy a barna lovak több bögölyt vonzanak afehéreknél, az a testfelületükrôl visszavert fény polari-zációja. Az 1. és 2. kísérletbôl kiderült, hogy a bögö-lyök jobban vonzódnak az erôsen és vízszintesenpoláros fényt visszaverô fényes barna tesztfelülethez,mint a gyengén és nem mindig vízszintesen polárosfényt visszaverô matt barna vagy a depolarizáló mattfehér tesztfelületekhez. Ezért nem a szín és/vagy afényesség a döntô, hanem a célpont (tesztfelület, gaz-daállat) polarizációs mintázata.

Az evolúció során kifejlôdött a bögölyök polarizá-ciólátása és pozitív polarotaxisa, amely képesség a vízfelszínérôl visszavert fény vízszintes polarizációjánakköszönhetôen segíti ôket a vízkeresésben. A víz köz-vetlen környezete ideális helye a bögölyök petézésé-nek, a fajtársakkal való találkozásnak, valamint az inniés/vagy fürdeni rendszeresen a vízhez látogató gazda-állatok megtalálásának is. Logikus föltételezni, hogy abögölyök polarotaxisa a gazdaállat kiválasztásában isszerepet játszik. Ha egy bögöly választhat egy sötét ésegy világos megjelenésû, s minden egyéb tulajdonsá-gában (nem, alak, méret, szag, hômérséklet, mozgás,vér stb.) megegyezô gazdaállat közül, akkor a söté-tebbet választja, mert a sötétebb gazdaállatról vissza-vert fény polárosabb. Ezek alapján a következô fölte-vések tehetôk:

1. Ha a nôstény bögölyök a gazdaállat kiválasztá-sában is szerepet játszó pozitív polarotaxissal rendel-keznek, akkor azon gazdaállatokat preferálják, ame-


lyek testfelülete erôsebben és vízszintesen polárosfényt ver vissza.

2. Mivel a sötétebb felületek polárosabb fényt ver-nek vissza (Umow-szabály, [18]), a sötétebb szôrzetûgazdaállatok a polarotaktikus bögölyök számára von-zóbbak, mint a világosabb szôrûek.

3. Mivel a visszavert fény polarizációiránya akkorvízszintes, ha a visszaverôdési sík függôleges, a gaz-daállatok nyaka, háta és fara verhet vissza vízszinte-sen poláros fényt, így ezek azok a testtájak, amelyekvonzóak a polarotaktikus bögölyök számára.

A 4. kísérletünk eredményei szerint a vízszintesenpoláros fényt visszaverô színtelen felületek közül afényt jobban polarizálók több bögölyt vonzanak, minta gyöngébben polarizálók. Ez megerôsíti a 2. fölte-vést. A képalkotó polarimetriás mérések (6., 7. ábra )megmutatták, hogy a sötétebb szôrû lovak és szarvas-marhák nagyobb polarizációfokú fényt vernek vissza,és ezen álló állatok nyaka, háta és fara vízszintesenpoláros fényt verhet vissza. Habár a gazdaállatrólvisszavert fény polarizációiránya függ az állat testtar-tásától, a megvilágítási viszonyoktól és a szoláris me-ridiánhoz képesti nézôiránytól, a napfénnyel megvilá-gított vízszintes állati testfelület mindig vízszintesenpoláros fényt ver vissza, ha a szoláris vagy az antiszo-láris meridián irányából nézzük. Mindezek alátá-masztják a 3. föltevést. Az 1. föltevés pedig a követke-zôkön alapszik: a vizsgált bögölyöknek pozitív pola-rotaxisa van [11]. Az 1. föltevés teljesüléséhez példáulaz kell, hogy a 2. és 3. föltevések összhangban legye-nek a megfigyeléseink és kísérleteink eredményeivel.A vadonban a bögölyök gazdaállatainak, a nagytestûnövényevôknek, általában sötét (barna, szürke, feke-te) a szôrzete. Álló helyzetben ezen állatok nyaka,háta és fara mindig mérsékelten (barna, szürke) vagyerôsen (fekete) és vízszintesen poláros fényt vervissza. Így tehát a bögölyök a pozitív polarotaxisuk-kal e gazdaállatokat éppúgy meg tudják találni, mint avízfelületeket. Mai tudásunk szerint nem létezik másmagyarázata annak a jelenségnek, hogy a bögölyökmiért vonzódnak jobban a sötétebb színû gazdaálla-tokhoz, mint a világosakhoz.

Mivel a bögölyök számára a sötét szôrû állatokvilágos szôrûekkel szembeni elônyben részesítésesemmilyen elônyt vagy hátrányt nem jelent a termé-szetes környezetben, e preferencia a bögölyök pozitívpolarotaxisának egy semleges következményekénttekinthetô. Másrészt viszont a gazdaállatok szemszö-gébôl nézve, a bögölyök szóban forgó sötétpreferen-ciája nem semleges: a sötét szôrû állatoknak hátrá-nyos, a világos szôrûeknek pedig elônyös a kisebbfertôzésveszélynek és kevesebb zaklatásnak köszön-hetôen. Az ember által mesterségesen tenyésztett éstartott lovak esetében a legkevésbé bögölyvonzófehér testfelszín elônye részben ellensúlyozhatja azultraibolya-sugárzás okozta bôrrákra való nagyobbérzékenységet. A vadon élô lovaknál mindazonáltal asötétebb testfelület (a könnyebb rejtôzködés miatt)elônyösebb, mint a világos (amely a bögölyök számá-ra kevésbé vonzó).

Kísérleti eredményeink határozottan alátámasztjákazt, hogy a gazdaállatok testfelületének fehérsége egybizonyos szempontból elônyös tulajdonság, mivel afehér állatok a bögölyöket kevésbé vonzzák, mint asötétek. Számos bögölyfaj pozitív polarotaxissal bír,azaz vonzódik az erôsen és vízszintesen poláros fény-hez [11, 20], csakúgy, mint a vízirovarok általában [18,21–23]. A bögölyök pozitív polarotaxisának a követ-kezô biológiai szerepei lehetnek:

• Odavezeti a nôstény bögölyöket a megfelelô,vízközeli petézôhelyhez, ahonnan a lárvák a vízbevagy az iszapba kerülhetnek.

• A hím és nôstény bögölyöket egyaránt a vízhezvezeti, ahol ihatnak és a testüket hûthetik.

• A víz közelében a különbözô nemû bögölyökkönnyen egymásra találhatnak és párosodhatnak.

• A nôstény bögölyök a víz közelében jó eséllyeltalálhatnak vérszívásra alkalmas gazdaállatokat (fô-leg csapatokban élô növényevôket), mert azok rend-szeresen látogatják a vizeket ivás és/vagy fürdôzésvégett.

A föntiek alapján arra a következtetésre juthatunk,hogy a bögölyök polarotaxisának a gazdaállat kivá-lasztásában is fontos szerepe van. Habár a különbözôszínû gazdaállatok egyaránt megfelelôek a nôsténybögölyöknek a vérszíváshoz, a bögölyök mégis a sö-tétebb (barna, fekete) szôrû állatokat részesítik elôny-ben a világos (szürke, fehér) szôrûekkel szemben. Eza jelenség jól magyarázható a gazdaállatok testfelüle-tének fénypolarizáló-képességével és a bögölyökpolarotaktikus viselkedésével. A korábbi föltevésekszerint a bögölyök gazdaállat-kiválasztásában csak amozgás, alak, szín, fényesség, szag és hômérsékletjátszik fontos szerepet [19, 24–26].

A 3. kísérletben a bögölyök a lómakettekrôl (3., 6.ábra ) visszavert vízszintesen poláros fény mennyisé-gének megfelelôen vonzódtak azokhoz. Habár nagytávolságból nézve a vízszintesen poláros fényt vissza-verô testrészek lehetnek a polarotaktikus bögölyökszámára a legvonzóbbak, a bögölyök eloszlása a ló-makettek teljes felületén véletlenszerû (egyenletes)volt. Ez azt mutatja, hogy a vízszintesen poláros fénymellett más vizuális jeleknek (a gazdaállat színének,fényességének és testformájának) is fontos szerepevan a gazdaállat megtalálásában és kiválasztásában.Habár csak a bögölyök és a lovak vizuális kölcsönha-tását vizsgáltuk, a kapott eredmények más gazdaálla-tokra is érvényesek lehetnek, mivel a szóban forgóvonzás alapja, a pozitív polarotaxis, általánosnaktûnik a bögölyöknél [11], továbbá az azonos világos-ságú, színû és felületi érdességû, de különbözô fajúgazdaállatok polarizációs mintázatai gyakorlatilagegyformák.

A sötét színû, kényes lovakat tartó gazdáknak vé-gezetül azt tudjuk javasolni, hogy azon fekete vagybarna lovakat, melyeket nagyon zaklatják a vérszívóbögölyök, takarják le valahogyan egy vékony, mattfehér vászonnal, ami csak gyengén poláros vagy po-larizálatlan fényt ver vissza, miáltal kevésbé vonzzaa bögölyöket.


Köszönetnyilvánítás

Kutatásainkat az Európai Unió (Eu-FP7, TabaNOid-232366: Trap forthe novel control of horse-flies on open-air fields) és az OTKA(K-6846: Közvetlen és közvetett polarotaxis vizsgálata tegzeseknélés kétszárnyúaknál) is támogatja.

Irodalom1. W. D. Hamilton, M. Zuk: Heritable true fitness and bright birds:

a role for parasites? Science 218 (1982) 384–387.2. D. H. Clayton: The influence of parasites on host sexual selec-

tion. Parasitology Today 7 (1991) 329–334.3. T. Clutton-Brock: Sexual selection in males and females. Science

318 (2007) 1882–18854. M. J. Thornton, N. A. Hibberts, T. Street, B. R. Brinklow, A. S. I.

Loudon, V. A. Randall: Androgen receptors are only present inmesenchyme-derived dermal papilla cells of red deer (Cervus ela-phus) neck follicles when raised androgens induce a mane in thebreeding season. Journal of Endocrinology 168 (2001) 401–408.

5. M. J. Wilson: Inhibition of development of both androgen-de-pendent and androgen-independent pigment cells in scrotalskin dermis of the rat by antiandrogen treatment during fetalgrowth. Endocrinology 112 (1983) 321–325.

6. C. A. Marler, M. C. Moore: Evolutionary costs of aggression re-vealed by testosterone manipulations in free-living male lizards.Behavioural Ecology and Sociobiology 23 (1988) 21–26.

7. M. Zuk, K. A. McKean: Sex differences in parasite infections:patterns and processes. International Journal of Parasitology26 (1996) 1009–1024.

8. S. L. Moore, K. Wilson: Parasites as a viability cost of sexualselection in natural populations of mammals. Science 297(2002) 2015–2018.

9. G. R. Pielberg, A. Golovko, E. Sundström, I. Curik, J. Lennarts-son, M. H. Seltenhammer, T. Druml, M. Binns, C. Fitzsimmons,G. Lindgren, K. Sandberg, R. Baumung, M. Vetterlein, S. Ström-berg, M. Grabherr, C. Wade, K. Lindblad-Toh, F. Pontén, C.-H.Heldin, J. Sölkner, L. Andersson: A cis-acting regulatory muta-tion causes premature hair graying and susceptibility to melano-ma in the horse. Nature Genetics 40 (2008) 1004–1009.

10. J. Tresidder: The Complete Dictionary of Symbols. ChronicleBooks, San Francisco, California, USA, 2005, p. 544.

11. G. Horváth, J. Majer, L. Horváth, I. Szivák, G. Kriska: Ventralpolarization vision in tabanids: horseflies and deerflies (Diptera:Tabanidae) are attracted to horizontally polarized light. Natur-wissenschaften 95 (2008) 1093–1100.

12. L. D. Foil: Tabanids as vectors of disease agents. ParasitologyToday 5 (1989) 88–96.

13. M. J. Lehane: The Biology of Blood-Sucking in Insects. 2nd edi-tion, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2005.

14. G. Horváth, M. Blahó, G. Kriska, R. Hegedüs, B. Gerics, R. Far-kas, S. Åkesson: An unexpected advantage of whiteness in hor-ses: the most horsefly-proof horse has a depolarizing whitecoat. Proceedings of the Royal Society of London B 277 (2010)1643–1650.

15. Nature: Research Highlights – Ecology: Why horses wear whitevol. 463, no. 7283, p. 852, doi:10.1038/463852b, http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7283/

16. Science: Bug repellent, http://sciencenow.sciencemag.org/science-shots/

17. Discover Magazine: White horses are less attractive to horse-flies, http://blogs.discovermagazine.com/notrocketscience/2010/02/03/white-horses-are-less-attractive-to-horseflies/

18. G. Horváth, D. Varjú: Polarized Light in Animal Vision – Pola-rization Patterns in Nature. Springer-Verlag, Heidelberg – Ber-lin – New York, 2004, p. 447.

19. A. J. Thorsteinson: The orientation behavior of horseflies anddeerflies (Tabanidae: Diptera). I. The attractance of heat to taba-nids. Entomologia experimentalis et applicata 1 (1958) 191–196.

20. G. Kriska, B. Bernáth, R. Farkas, G. Horváth: Degrees of polari-zation of reflected light eliciting polarotaxis in dragonflies(Odonata), mayflies (Ephemeroptera) and tabanid flies (Tabani-dae). Journal of Insect Physiology 55 (2009) 1167–1173.

21. R. Schwind: Polarization vision in water insects and insects li-ving on a moist substrate. Journal of Comparative Physiology A169 (1991) 531–540.

22. H. Wildermuth: Dragonflies recognize the water of rendezvousand oviposition sites by horizontally polarized light: a beha-vioural field test. Naturwissenschaften 85 (1998) 297–302.

23. Z. Csabai, P. Boda, B. Bernáth, G. Kriska, G. Horváth: A ‘polari-sation sun-dial’ dictates the optimal time of day for dispersal byflying aquatic insects. Freshwater Biology 51 (2006) 1341–1350.

24. S. A. Allan, J. G. Stoffolano: The effects of hue and intensity onvisual attraction of adult Tabanus nigrovittatus (Diptera: Taba-nidae). Journal of Medical Entomology 23 (1986) 83–91.

25. M. J. R. Hall, R. Farkas, J. E. Chainey: Use of odour-baited stickyboards to trap tabanid flies and investigate repellents. Medicaland Veterinary Entomology 12 (1998) 241–245.

26. S. Mihok: The development of a multipurpose trap (the Nzi) fortsetse and other biting flies. Bulletin of Entomological Research92 (2002) 385–403.


NUKLEÁRIS ENERGIA: VELE VAGY NÉLKÜLE?

1. ábra. Magyarország energiafelhasználása [5]–

–

–

–

–

–

–

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

300

250

200

150

100

50

01970 1980 1990 2000

GDP, 1970=100%Villamosenergia-felhasználás, 1970=100%Országos energiafelhasználás, 1970=100%

2008

%

A 2010. február 28-i hetedik Budapesti Szkeptikus Konferenciánelhangzott elôadás szerkesztett változata.

Bajsz JózsefMVM Paksi Atomeromu Zrt.

A pénzügyi-gazdasági válság jelentôsen mérsékelte azenergiafelhasználást. Bekövetkezett az, amire a világ-háború óta nem volt példa Európában: 2009-ben a vil-lamosenergia-fogyasztás is csökkent. Ebben a hely-zetben azt hihetnénk, hogy az energiagazdálkodásgondjai mérséklôdtek, a problémák, amelyekkel páréve folyamatosan szembesültünk, talán nem is létez-nek. Nem így van. A mostani válság még élesebbenrávilágított arra, hogy energiagazdálkodásunk nemfenntartható, nem költséghatékony, s egyúttal meg-bízhatósága sérülékeny. A gazdaság fejlôdésének is-mételt beindulásával az könnyen a fejlôdés gátjáváválhat.

Általánosan elfogadott, hogy az energiagazdálko-dás megfelelôségét a fenntarthatóság – versenyképes-ség – ellátásbiztonság hármas követelményével minô-sítik. Mit is jelentenek ezek a kritériumok?

Fenntarthatóság: az energiagazdálkodás ne jelent-sen a környezetre nézve visszafordíthatatlan, kezelhe-tetlen károkozást. Más szavakkal: unokáink életfelté-telei se legyenek rosszabbak a mieinknél. Ide tartoziktovábbá, hogy az energiaforrások felhasználásánál – ki-merítésénél – is tartsuk be ugyanezt a követelményt.

Versenyképesség: az energia álljon rendelkezésretranszparens, megfizethetô áron, amellyel biztosíthatóa gazdaság harmonikus fejlôdése, a társadalom tagjai-nak boldogulása.

Ellátásbiztonság: az energiaellátás mind rövid, mindhosszú távon legyen kiszámítható és zavarmentes.

Minden energiatermelési mód, energiaforrás ren-delkezik bizonyos hátrányokkal, egyik sem képes100%-ban a fenti hármas követelménynek megfelelni.

A közvélemény – sok esetben a politikai döntésho-zók is – figyelme hullámszerûen, hol az egyik, hol amásik követelmény teljesülésére, pontosabban nemteljesülésére irányul. Az orosz–ukrán gázmizéria utánaz ellátásbiztonság kérdései uralták a közbeszédet. Azáremelések okozta reakciókat felesleges itt részletez-ni. Amikor a klímaváltozás kerül szóba, akkor szintemindenki a megújuló források használatát szorgal-mazza anélkül, hogy a költségvonzatokkal, a megbíz-hatóság kérdéseivel számot vetne. A probléma sokkalösszetettebb annál, semhogy komplex, mindenre ki-terjedô értékelés nélkül tudjunk érdemi megoldásokatadni rá.

A komplex értékelést nehezíti, hogy az energiafogalmának megítélése és használata még Európábansem tekinthetô egységesnek. Hazánkban a közvéle-mény az energia alatt többnyire a villamos energiát éslegfeljebb a földgázt érti, vannak országok, ahol csaka villamos energiát. Jellemzô, hogy a kormány 2008-

as energiapolitikai elôterjesztésében [1] is csak egyvérszegény bekezdésre futotta a közlekedés ügyében,miközben a közlekedés használja a teljes energiafo-gyasztásunk 15–18%-át, s ezen belül a folyékonyszénhidrogén felhasználásának közel kétharmadát.

Mit tehetünk a harmonikus energiagazdálkodásérdekében? Hogyan tehetünk eleget a fenti hármaskövetelménynek?

Az EU vezetô testületei is felismerték, hogy csak akövetelmények egyidejû teljesítésével lehet a problé-mát orvosolni. A 2008 novemberében publikált Straté-giai Energia Áttekintés már ezen szempontok alapjánhatározta meg a közép és hosszú távú teendôket. Azúgynevezett 20–20–20%-os célok közül kettôt hama-rosan az EU jogszabályai szintjére emeltek: 2020-ra aCO2-kibocsátást 20%-kal kell csökkenteni [2], a meg-újuló forrásokból származó energia termelését 20%-rakell növelni [3]. Nem öntötték kötelezô érvényû jog-szabályba, de politikai egyetértés van az energiahaté-konyság növelését illetôen: 2020-ra 20%-kal kell csök-kenteni az EU energiafogyasztását a 2005-ben elôre-jelzetthez képest.

Magyarország a célok lebontásakor a megújulókarányának növelésére 13%-ot vállalt, ami 21%-ot je-lent a villamosenergia-termelésben. Az Európai Bi-zottságnak 2009 végén benyújtott Nemzeti Elôrejelzé-si Dokumentum [4] szerint ez lehetséges, bár a szak-mai elôrejelzések ebben kételkednek a jelzett 380milliárd forintos támogatás ellenére is. A CO2-kibocsá-tás 20%-os csökkenése teljesíthetônek tûnik a maifolyamatokkal. Azonban megfelelô intézkedésekmeghozatala nélkül 2020 után a kibocsátás újra növe-kedésnek indul. Az energiahatékonyság dolgábannem állunk rosszul. Mint az 1. ábrából látható 1993-tól kezdve az ország teljes energiafelhasználása gya-korlatilag szinten maradt, miközben a GDP 70%-kalnôtt. Minden bizonnyal a 2020-as célkitûzés teljesítésenem fog nagy gondot okozni, tekintettel a gazdaságivisszaesés okozta energiafelhasználás csökkenésére.


A célok EU-szintû teljesítése valamivel problémá-

2. ábra. Az EU CO2-kibocsátásának alakulása az EU Környezetvé-delmi Ügynöksége szerint [7]

tényelõrejelzéselõrejelzés kiegészítõ intézkedésekkelEU megállapodászöldek célja

–9,3%

–10,7%

–9,6%

–11,3%

–7,2%

–12,0%

–6,4%

–14,3%

–20%

–30%

0

–5

–10

–15

–20

–25

–30

–35

–401990 1995 2000 2005 2010 2015 2020

%

3. ábra. Az EU villamosenergia-fogyasztásának prognózisa 2050-ig [8]–

–

–

–

–

–

– – – – – – – – – – –

5

4

3

2

1

0

PW

h

2000 2010 2020 2030 2040 2050

fosszilis szénleválasztás(CCS) nélkül

CCS gázCCS olaj

CCS szénés lignit

hulladékbiomasszaégetésegyéb

biomassza

nap

nukleáris

víz

szél

1. táblázat

EU27 villamosenergia-termelése TWh-ban kifejezve

2000 2006 2007 2010 2020

nukleáris 895,8 939,2 884,6 917,0 861,5

fosszilis 1527,3 1714,4 1779,1 1745,4 2019,8

víz 379,9 338,3 335,4 374,2 400,7

megújuló (víz nélkül) 66,9 164,5 197,6 258,2 528,1

egyéb 16,9 37,8 19,2 28,6 34,2

összesen 2878,0 3194,3 3213,1 3325,8 3821,0

2. táblázat

Az összes megújuló energiaforrásrészarányának alakulása

2000 2006 2007 2010 2020

összes megújuló (%) 15,52 15,74 16,58 19,01 24,31

3. táblázat

A CO2-mentes termelés (összes megújuló + nukleáris)részarányának alakulása

2000 2006 2007 2010 2020

CO2-mentes (%) 46,65 45,14 44,12 46,59 46,85

sabbnak látszik. Diadalittas jelentések láttak a közel-múltban napvilágot, miszerint 2009-ben 11%-kal csök-kent az EU CO2-kibocsátása. (Valójában az EmisszióKereskedelmi Rendszer alá tartozó ipari létesítményekkibocsátása csökkent. [6]) Ha ezt komplexen, a körül-ményeket figyelembe véve próbáljuk értékelni, nemfeledkezhetünk el arról, hogy a 11%-os csökkenés azipari termelés jelentôs – egyes országokban 20–21%-os – mérséklésével párosult. Az sem zárható ki, hogya fajlagos változás valójában növekedés.

A 2. ábrából látható, hogy a CO2-kibocsátás 20%-os csökkentése dolgában nem állunk valami jól. Ha azországok megteszik a szükséges kiegészítô intézkedé-seket, amelyek ma még nincsenek napirenden, 2020-ban akkor is közel 6%-os elmaradásban leszünk acéltól. A helyzet és a körülmények kritikai elemzésevárat magára, de egyes politikusok – különösen azEurópa Parlament zöld frakciójának tagjai – azt szor-galmazzák, hogy a 20%-os célkitûzést 30%-ra kellnövelni.

A 20–20–20%-os követelmények megfogalmazásátkövetôen 2009 júliusában az EU és a G8 vezetôi egynyilatkozatban célul tûzték ki a CO2-kibocsátás 80%-oscsökkentését 2050-re. A szakértôk számításai szerint ezszükséges ahhoz, hogy a globális felmelegedés mérté-két +2 °C-nál megállítsuk, majd a tendenciát visszafor-dítsuk. A 80%-os kibocsátáscsökkenéshez az energia-termelésnek gyakorlatilag CO2-kibocsátás mentesnekkell lennie. A célkitûzés megvalósíthatóságának vizsgá-

latára számos tanulmány készült. Köztük az Eurelectri-cé,1 amelyikbôl a 3. ábra származik. Az ábrából látha-

1 Eurelectric a villamosenergia-ipari társaságok ágazati egyesülése,amely a tagtársaságok közös érdekeit képviseli összeurópai szinten.2 Szénleválasztás, CCS (Carbon Capture & Storage) egy olyantechnológia, amellyel a szén- és gáztüzelésû erômûvek kibocsátásá-ból a szén-dioxidot leválasztják és azt megfelelô helyen – többnyiregeológiai formációkban – véglegesen eltárolják. Az elsô ipari mére-tû pilot projektek megvalósítása most van folyamatban.3 Az adatok a villamosenergia-termelôktôl származnak, a jelentés2007-ig a tényadatokat, az azt követô évekre a cégek elôrejelzéseittartalmazza.

tó, hogy ehhez 2050-ben 27% nukleáris, 38% megújuló,30% szénleválasztással2 ellátott fosszilis (szén + föld-gáz) forrású energiatermelés szükségeltetik.

2009 végén jelent meg az Eurelectric EUPROG je-lentése [9] a villamosenergia-termelésrôl.3 E tanul-mány adatai – lásd az 1. táblázatot – néhány fontosdolgot tükröznek: jelentôsen, 2000 és 2007 közötttöbb mint háromszorosára nôtt a megújuló források-ból (vízi energia nélkül) származó termelés. Jelentô-sen csökkent (11,8%) a vízerômûvek termelése, ki-sebb mértékben (1,3%) az atomerômûveké. Viszontez idô alatt 11,5%-kal bôvült a fosszilis forrásból nyertvillamos energia a teljes villamosenergia-fogyasztás15,8%-os növekedése mellett.

Ha a táblázat adatait érthetôbb kategóriába ren-dezzük, akkor a következô tendenciát láthatjuk (2. és3. táblázat ). Látható, hogy a megújulók arányánaknövekedése mindössze 1%-os. Ennél súlyosabb gond,hogy mindennemû erôfeszítés ellenére 2000 és 2007

BAJSZ JÓZSEF: NUKLEÁRIS ENERGIA: VELE VAGY NÉLKÜLE? 157

között a CO2-kibocsátás mentes termelés részaránya

4. ábra. Az etanolgyártás energetikai hozama [10]

19,361 19,361

11,529

73,394

110,794

48,929

160000

140000

120000

100000

80000

60000

40000

20000

0Üzemanyag gyártás

(etanoltermelés)Közvetlen elégetés

(villamosenergia-termelés)

Nem hasznosított energiaNettó energia melléktermékekkel együttA mezõgazdasági termeléshez szükséges energia

{ {

{{

am

egte

rmel

tku

kori

caen

ergi

atar

talm

a

hasznosítottenergia el

rakt

áro

zott

nap

ener

gia

MJ/

hek

tár

5. ábra. A villamos és hidrogéngazdaság hatásfoka [11]

hidrogéngazdaság

szélturbina

elektrolízis

szállítás/sûrítés

tárolás/elosztás

átalakítás

váltóáram

hatékonyság = 25–30%

villamos gazdaság

szélturbina

villamos hálózat

váltóáram

hatékonyság = 95%

2,5%-kal csökkent! Ez nem a fenntartható fejlôdésirányába mutat. Hiába nôtt a megújuló forrásokbólszármazó villamosenergia-termelés, a fosszilis forráso-ké nem csökkent! Lehetünk büszkék a megújulókarányának bôvülésére – emlékeztetnék, hogy az „iga-zi” zöldek a vízenergiát sem sorolnák ide –, de be kelllátnunk, hogy ezen arány növelésének önmagábanvaló erôltetése kontraproduktív: a szeszélyesen ren-delkezésre álló szélenergia termelése a vízenergiatermelését veti vissza. Ugyanis a rendszer szabályozá-sában mindenekelôtt a vízerômûvek vesznek részt. Eztükrözôdik abban, hogy a vízerômûvek termelésecsökkent, mérsékelve ezzel a megújulókból származóenergiatermelés bôvülésének ütemét. Az 1. táblázatadatsora azt mutatja, hogy az EU-ban az utóbbi évek-ben csökkent a nukleáris erômûvek termelése. Ezfüggetlen a megújulók részarányának bôvülésétôl, deegyben demonstrálja, hogy ábránd az atomerômûveknélkül érdemi CO2-kibocsátás csökkenést elérni.

Az EU szintjén gondot jelent az egységes energia-politika hiánya. Ennek megteremtése ma nem reális.Az azonban elvárható lenne, hogy a döntéshozók acélok és eszközök tekintetében világosan lássanak,azokat ne keverjék össze egymással. Ha célnak tekint-jük a CO2-kibocsátás csökkentését, akkor eme célelérésének egyik – de nem egyedüli – eszköze a meg-újulók bôvülô használata. Semmiképp sem szabadottvolna azonban azt célként megfogalmazni és törvény-be iktatni. Voltaképp a gazdaság szereplôire kellenebízni, hogy a költség-haszon elv alapján milyen esz-közökkel érik el az elôírt kibocsátáscsökkenést.

A legcélszerûbb megoldás az energiahatékonyságjavítása (épületek szigetelése, energiatakarékos esz-közök, gépjármûvek elterjesztése stb.). Ebben széles-körû egyetértés van. Azonban az energiahatékonyságértelmezése nem egyszerû feladat. Sok esetben kisza-kítottan, az energiatermelés – átalakítás – fogyasztásilánc egyik elemére koncentrálva vizsgálják a kérdést.Következzen két példa a tetszetôs, de félrevezetôinterpretációkra.

Ha a megtermelt kukoricát erômûben elégetjük ésa keletkezett hôvel villamos energiát termelünk,akkor energiatartalmának 60%-át hasznosíthatjuk. Ha

ugyanabból a kukoricából etanolt gyártunk, akkor azenergiatartalom 9,4%-át hasznosítjuk (4. ábra ). Sarkít-va úgy jellemezhetjük a mai helyzetet, hogy milliárdo-kért építünk etanoltermelô üzemeket, amelyekkel azenergiát pazaroljuk. A vállalkozók számára ez nyilvánüzlet – mert különben nem vágnának bele –, de ener-giagazdálkodás szempontjából a „király meztelen”.

A másik, ma divatos téma a hidrogéngazdaság ígé-rete. Újra és újra felmerül a javaslat, hogy a megter-melt villamosenergiával hidrogént termeljünk, majdazt tetszôleges helyen és idôben (szállítás és tárolásután) üzemanyagcellákban villamos energiává alakít-hatjuk vissza. Az 5. ábra azt mutatja, hogy mekkora efolyamat hatásfoka.

Az ábrából látható,4 hogy az energiahatékonyság

4 Szélturbina helyett természetesen bármilyen más CO2-mentesenergiatermelési mód – nukleáris, vízenergia – alkalmazható.

és a CO2-kibocsátás csökkentésének szempontjait isfigyelembe véve, az üzemanyagcellás meghajtás nemjelent megoldást. A közgondolkodásban az ezzel el-lentétes ítéletek elterjedésének az az alapja, hogyönmagában az üzemanyagcella – villamos motoroshajtás hatásfoka 2–2,5-szerese a modern belsô égésûmotoros hajtásokénak. Azonban mind az üzemanyag-termelési, mind a meghajtási mód hatékonysága meg-határozó a CO2-kibocsátásban és az energiafogyasz-tásban. A mai modern elektrolizáló berendezésekhatásfoka 50% körüli [12]. Vegyük hozzá a keletkezôhidrogén 40–60 bar nyomásra sûrítését, ami további10%-nyi energiaigényt jelent. Így a folyamat bemenôoldala csak 40%-os hatékonysággal rendelkezik. Avisszaalakítás sem 100%-os, így a teljes villamos ener-gia – hidrogén – villamos energia folyamat hatásfoka30% körüli. Ez a szivattyús-tározós erômû 75–80%-ával szemben versenyképtelen.

Az energiahatékonyság értelmezéséhez következ-zen itt egy másik, ellenkezô elôjelû körülmény. So-kan, köztük a zöld szervezetek többsége, az energia-fogyasztás és villamosenergia-fogyasztás közé egyen-lôségjelet tesz. Az Energia Klub tanulmányában [13]szerepel, hogy az EU-s energiatakarékossági döntésmiatt 2020-tól nem lesz szükség a paksi atomerômûre.Valójában a helyzet fordított: az energiahatékonyságnövelésének egyik fô eszköze a villamosenergia-fel-


használás bôvítése. A fejlett országok mindegyikében

4. táblázat

Villamosenergia-termelési módok költségösszetevôi (%)

nukleáris kombináltciklusúföldgáz

szén szél

beruházás 50–60 15–20 40–50 80–85

üzemeltetés éskarbantartás

30–35 05–10 15–20 10–15

üzemanyag 15–20 70–80 35–40 0

6. ábra. A különbözô erômûvekben elôállított villamos energia ön-költsége [14]

–

–

–

–

–

–

– – – – – – – – – – –

80

70

60

50

40

30

villa

nyá

r(e

uro

/MW

h)

4000 5000 6000 7000 8000kihasználási idõ (óra/év)

nukleáris

szén

gáz

7. ábra. Villamosenergia-termelési módok fajlagos CO2-kibocsátásatCO2/GWh-ban [15]

CO -leválasztással2

CO -leválasztással2

magas kibocsátás

magas kibocs t sá á





magas kibocsátás

magas kibocsátás


alacsony kibocs t sá á


alacsony NOx





alacsony kibocsátás

alacsony kibocsátás


kombinált ciklussal

szelektív katalizátor

}

}

}}

}

}

}

}

}

0 200 400 600 800 1000 1200 1400tonna CO / GWh2 el

lignit

szén

nehéz fûtõolaj

földgáz, kombinált ciklussal

fotovillamos

víz

szél

nukleáris

biomassza

tengerparton

egyéb helyen

magasabb a teljes energiafelhasználáson belül a villa-mosenergia-fogyasztás aránya, mint Magyarországé, seközben a fajlagos energiafelhasználási mutatóik isjobbak a miénkénél.

Hatékony hôszivattyús rendszerekkel a környezet-bôl nyert hôvel oldható meg az épületek fûtése/hûté-se. A mai rendszerek egységnyi villamosenergia-be-fektetéssel 4–5 egységnyi hôenergia elôállítására ké-pesek. Fontos lépés lenne a közúti közlekedés „villa-mosítása”. A feltölthetô hibrid, majd a tisztán villamoshajtású gépjármûvek és a szükséges infrastruktúrafejlesztése ígéretesen halad. A „villamosítás” nagyobbhatásfokot jelent a hajtásoknál és alacsony CO2-kibo-csátást, amennyiben a villamos energetika CO2-men-tesítése az elképzeléseknek megfelelôen halad elôre.

Az energiahatékonyság javítása mellett a hármaskövetelmény egyidejû teljesítésére a másik célszerûmegoldás az atomenergetika bôvülô használata.

A nukleáris energetika elônyei az ellátásbiztonságterén abban jelentkeznek, hogy az uránlelôhelyekgeopolitikai értelemben szélesen elosztottak, szem-ben az olajéval, ahol a néhány régióra koncentráltforrások „jóvoltából” nem egy esetben történt kísérletpolitikai vagy gazdasági zsarolásra. Hasonlóképp di-verzifikált az üzemanyaggyártás valamennyi fázisa,emiatt monopol helyzet nem alakulhat ki.

A nukleáris üzemanyag egyszerûen tárolható. Ma-gas energiatartalmának köszönhetôen az erômûvek-ben néhány évnyi mennyiség folyamatosan raktároz-ható. Pakson két évnyi üzemanyagot tárolnak. Egyilyen idôtartam alatt bármilyen, a nukleáris üzem-anyag gyártásában, vagy szállításában bekövetkezôzavar felszámolható.

A nukleáris energetika versenyképességét az ala-csony önköltség mellett az is jelenti, hogy az elôállí-tott energia költsége csak nagyon kis mértékben függaz üzemanyag árának változásától. Az atomerômû-vekben elôállított energia költségében az üzemanyag-összetevô 15–20%-ot képvisel szemben a gáz- ésszéntüzelésû blokkok 40–70%-ával (4. táblázat ).

A 6. ábrán az egyes erômûtípusokra vonatkozóönköltségi görbék láthatók. 4500 óra/év kihasználásfelett az atomerômûves önköltség mindig kisebb aszenes és a gáztüzelésû blokkokénál. Emlékeztetnék,hogy a világban ma üzemelô nukleáris blokkok 25%-a– beleértve a paksi egységeket is – 90%-os kihasz-náltsággal üzemel, ami 7800 óra/év kihasználást je-lent. Az ábra görbéinek számításakor nem vettékfigyelembe a CO2-kibocsátás árát, ami elôbb-utóbbkényszer lesz, ugyanis az EU-ban 2013-tól a teljeskibocsátásra vonatkozó jogokat árverés formájábankell megvásárolni. (Magyarország a többi, késôbbcsatlakozott EU10 tagállammal együtt 2020-ig haladé-kot kapott.)

Mûködésük során az atomerômûvek nem bocsáta-nak ki CO2-ot. Ha a folyamat egész életciklusát te-kintjük, a fajlagos kibocsátásuk a megújuló forrásokszintjén vannak (7. ábra ). Ha valaki azzal indokoljaa szélturbinák és a fotovillamos rendszerek létesíté-sének szükségességét, hogy azzal a nukleáris erômû-vek kiválthatók, a fentiek tükrében annak véleményenem lehet helytálló.

BAJSZ JÓZSEF: NUKLEÁRIS ENERGIA: VELE VAGY NÉLKÜLE? 159

Jogosan vetôdik fel a kérdés, hogy ha az atomerô-mûvek ilyen elônyökkel rendelkeznek a hármas kö-vetelmény kielégítése terén, akkor miért nem épülezer reaktor szerte a világon?

Sok erômû épül, és még több országban fontolgat-ják a létesítést. A Nemzetközi Atomenergia Ügynök-ség kiadványa [16] szerint jelenleg 54 blokk van létesí-tés alatt. Ennek duplájára tehetô azon egységek szá-ma, amelyek építését fontolgatják, köztük olyan or-szágok is, amelyek még nem rendelkeznek nukleárislétesítménnyel.

Az atomerômûvek fejlesztôi és gyártói az utóbbiévekben a fajlagos költségek javítása érdekében azegység teljesítménynövelésére törekedtek. Az 1000–1500 MW-os teljesítményû blokkok illesztése az ener-giarendszerekbe kiegészítô intézkedéseket igényel ahálózat statikus és dinamikus stabilitása megôrzéseérdekében. Ennél is komolyabb gond, hogy a jó fajla-gos mutatók mellett a nagy egységteljesítmény a léte-sítés 5–6 éve alatt hatalmas tôke lekötését igényli. Maegy 1000 MW-os blokk 3–4 milliárd euróba kerül. Afinanszírozás megteremtése nem egyszerû feladat, denem is lehetetlen. A nemzetközi pénzpiacon találha-tók olyan befektetôk, amelyek a hosszú távú, biztoshozamban érdekeltek. Amennyiben a létesítés soránjelentkezô kockázatokat – tervproblémák, késésekstb. – megfelelôen kezelik, a finanszírozás a késôbbiversenyképességet veszélyeztetô extra felárak nélkülbiztosítható.

Befejezésül mit javasolhat a gondolkodó? Korunkkihívásaira csak akkor adhatók korrekt válaszok, haazok a problémák komplex értékelésén, a politikaidivatoktól és partikuláris érdekektôl mentes gondol-kodáson alapulnak. Az árakat rövidebb-hosszabb idô-re – adókkal, támogatásokkal – el lehet téríteni a rea-litásoktól, a fizika törvényei – szerencsénkre – akkoris mûködnek, ha éppen nem tetszenek nekünk.

Irodalom1. 40/2009 (IV.17.) OGY határozat2. 2009/29/EK3. 2009/28/EK4. Elôjelzési Dokumentum. KHEM, 2009. december5. Tájékoztató a Magyar Energia Hivatal 2008. évi tevékenységé-

rôl. www.eh.gov.hu6. EurActiv, 2010.04.02. www.euractiv.cvom7. Greenhouse gas emission trends and projections in Europe 2009.

EEA Report, No 9/20098. Power Choices. Pathways to Carbon-Neutral Electricity in Europe.

www.eurelectric.org9. Statistics and Prospects for the European Electricity Sector. 37th

Edition EURPROG 2009, A Eurelectric statistics report, www.eurelectric.org

10. Rácz László (MOL Nyrt.): Megújuló energiaforrások a közleke-désben. www.enpol2000.hu

11. The Role of Electricity. A Euroelectric Report, March 2007, www.eurelectric.org

12. Prospects for Hydrogen and Fuel Cells. OECD/IEA, 2005.13. Magyarországnak nincs szüksége a paksi atomerômûre. Ener-

gia Klub, 2007.14. Gerse Károly (MVM Zrt.): Atomerômû építés finanszírozása.15. Mitigation of Climate Change. Intergovernmental Panel on Cli-

mate Change, 2007.16. Nuclear Power Reactors in the World. IAEA, April 2010.

IMPULZUSOK NÉLKÜL MÛKÖDÔ, FOLYAMATOS ÜZEMÛREPÜLÉSI IDÔ TÖMEGSPEKTROMÉTER

Hárs GyörgyBME Atomfizika Tanszék

A repülési idô tömegspektrometria (Time of Flightspectrometry) a továbbiakban röviden TOF-spektro-metria, a tömegspektrométeres módszerek azon fajtá-ja, amikor az ionok tömegére vonatkozó információtvalamely meghatározott úthossz befutásának idejébôlnyerjük. A többi tömegspektrométeres módszer eseté-ben elektromos vagy mágneses erôtereket alkalma-zunk és ez által a különbözô tömegû ionfajtákat másés más pályagörbére (trajektóriára) irányítjuk. A TOF-spektrométer esetében azonban minden ionfajta lé-nyegében ugyanazt a trajektóriát futja be, csupán abefutás ideje eltérô. A különbözô ionfajtákból állóionnyalábot egy néhány kilovoltos gyorsító feszült-séggel felgyorsítjuk. Így a nyalábban levô összes egy-szeres töltésû ionnak elvben azonos kinetikus ener-giája lesz. A nyalábot vákuumtérben egy erômentestérrészbe vezetjük, ahol a nyaláb befutja a néhányméter hosszúságú futási távot. Mivel azonos kinetikusenergia esetében a könnyebb ion a gyorsabb, így afutási idô a könnyebb ionoknál rövidebb, nehezebb-

nél hosszabb lesz. A futási idô meghatározása a ha-gyományos impulzus üzemû TOF-spektrométernél(Pulsed TOF = PTOF) az érkezési idôpont és az indí-tási idôpont különbségeként adódik. Az ionok indítá-sára egy határozott, startpisztolylövésre emlékeztetôindító impulzus (ideálisan Dirac-delta) szükséges. Azionok detektorba érkezésének sorrendje az ion töme-gének monoton függvénye lesz, vagyis elôbb a köny-nyebb, késôbb pedig a nehezebb ionok érkeznekmeg a detektorba. A repülés idejébôl a paraméterekismeretében az ion tömegszáma (AMU = Da = Dalton)meghatározható.

Az indító impulzus idôtartama rövid kell legyen,mert ha két szomszédos tömegszámú ion repülésiidejének különbsége eléri az indító impulzus idôtarta-mát, akkor a két ion ilyen módon már nem különböz-tethetô meg. Ezért az indító impulzus szélessége 10nanoszekundum nagyságrendû. A maximális futásiidô mintegy 100 mikroszekundum idôtartamú, ugyan-is meg kell várni amíg a legnehezebb ion is beérkezik


a detektorba. Ebbôl a két idôadatból adódik a PTOF

1. ábra. Az elkészült berendezés a következô részekbôl áll: vákuumkamra a szivattyúval, ionforrásx,y eltérítôkkel, három darab elektrosztatikus lencse, Faraday serlegdetektor, kettô darab modulátor,kettô darab eltérítésvezérlô, nagyfrekvenciás meghajtó erôsítô, vezérelt oszcillátor (Tabor WW 2571),sáváteresztô elektrométer, Labjack panel, számítógép.

gázbevezetés

ionforrás

szivattyú

futási tér

eltérítés-vezérlés1

lencse1 lencse2

modulátor1

nagy-frekvenciás

erõsítõ

vezéreltoszcillátor

számító-gép

Labjackillesztõ-egység

eltérítés-vezérlés2

lencse3 Faraday-serleg

modulátor2

aluláteresztõelektrométer

10 A/V–10

módszer egyik nehézsége, nevezetesen, hogy a ger-jesztés kitöltési tényezôje 10−4 nagyságrendû, amely-nek következtében a mérés jel-zaj viszonya nem túljó, ez végsô soron az érzékenységet korlátozza. Azegy adott indító impulzusból származó azonos töme-gû ionok a sodródási térben egymáshoz közel egycsomóban (bunch) helyezkednek el, emiatt a közöt-tük fellépô Coulomb-taszítás a jel csökkenését és afelbontás romlását okozza. További nehézség a nagysebességû detektálás megvalósítása. Ilyen gyors im-pulzusok széles frekvenciasávban történô erôsítésérea szekunderelektron-sokszorozó elvén mûködô esz-közök alkalmasak. Ezek az eszközök (multiplier)azonban azzal a hátrányos tulajdonsággal rendelkez-nek, hogy a könnyebb ionokat nagyobb erôsítésselsokszorozzák, mint a nehezebbeket. A felsorolt ne-hézségeket alapvetôen megoldja a folyamatos mûkö-désû TOF (Continuous TOF = CTOF) spektrométerkoncepciója, megvalósítása azonban másfajta problé-mákat vet fel, amelyeket a továbbiakban tárgyalunk.

Alapvetô összefüggések

Egy U feszültséggel felgyorsított ion kinetikus ener-giája:

ahol m és q az ion tömege és töltése, v a sebessége.

(1)12

m v 2 = q U,

Innen a sebességet könnyen kifejezhetjük:

A repülés ideje τ, a sodródási tér hossza pedig L:

(2)v = 2 q Um

.

Bevezetjük az atomi tömeg egységet (AMU) M:

(3)τ = Lv

= L m2 q U

.

(4)M = mm0

,

ahol m0 = 1,67 10−27 kg. A (3) képlet így alakul:

Vezessük be a proton repülési idejének jelölésére a A

(5)τ = Lv

= Lm0

2 q UM .

paramétert.

vagyis:

(6)A = L

m0

2 q U,

Fontos tudni két szomszédos tömeg futási idejének

(7)τ = A M .

különbségét. Differenciáljuk a fenti függvényt.

Mivel az atomszámértékek egészek, így a határátme-

(8)dτdM

= A2

1

M.

net csupán dM = 1 értékig hajtható végre, vagyis a δrepülésiidô-különbség a két szomszédos tömegcsúcsközött a következô lesz:

(9)δ = A2

1

M.

Az új CTOF mérési módszer vázlatos elmélete

A mérés megvalósításához az ionnyalábot intenzitá-sában modulálni kell. Ezt úgy érjük el, hogy a nyalábelé egy apertúrát helyezünk és a nyalábot egy eltérítôelektródapár segítségével oldalirányban kissé eltérít-jük. Ekkor az eltérítés mértékének változtatásával azapertúrán áthaladó ionok mennyisége változtatható.

Nagyobb eltérítés esetén többion akad fenn az apertúrá-ban, így az átmenô áramcsökken. A moduláció frek-venciáját az eltérítô elektró-dára adott feszültség frekven-ciája adja. Az eltérítô elekt-ródoknak a nyaláb irányávalpárhuzamos kiterjedése kicsikell, hogy legyen (néhány ti-zed milliméter), mert ha azeltérítô elektródán való átha-ladás ideje egyenlôvé válik ameghajtó jel periódusidejé-vel, akkor nem fog eltérülniaz ion, ugyanis a két ellenté-tes irányba azonos mértékûerôlökést kap.

HÁRS GYÖRGY: IMPULZUSOK NÉLKÜL MUKÖDO, FOLYAMATOS ÜZEMU REPÜLÉSI IDO TÖMEGSPEKTROMÉTER 161

A mérés elve a következô (1. ábra ): az ionnyalábotkét helyen vetjük alá intenzitásmodulációnak. Elsôkénta futási tér elején, másodszor pedig a futási tér végén,a detektor elôtt. Mind a két modulátor azonos frekven-ciájú vezérlést kap. A moduláció frekvenciája az idôfüggvényében lineárisan növekszik, például 1 MHz-rôl50 MHz-re 49 másodperc alatt, így a frekvenciaváltozássebessége 1 MHz/s. Most tételezzük fel, hogy csak egyionfajta vesz részt a nyalábban egyszeres töltéssel, ésennek a futási ideje 10−4 s. Amikor az ionnyaláb átha-lad az 1. modulátoron, kap egy bizonyos modulációsfrekvenciát. A nyaláb így modulált része 10−4 s múlvaérkezik a 2. modulátorhoz, ahol most már az eltelt idômiatt egy magasabb frekvenciás modulációt szenvedel. A két moduláció eredményeképpen a különbségifrekvencia megjelenik a jelben, amely az említett nu-merikus példa esetében 1 MHz/s × 10−4 s, azaz 100 Hz.Természetesen a heterodin jelben az összegfrekvenciais megjelenik, de azt az elektrométer kiszûri. Egy adottfutási idôhöz tehát egy különbségi (heterodin) frek-vencia tartozik. Ha több ionfajta van a nyalábban,akkor a jel több különbözô frekvenciájú heterodin jelösszege lesz. Ezt az összegjelet gyors Fourier-transz-formáció (FFT) segítségével összetevôire bontjuk, ésígy a futási idô spektrumot nyerjük.

A továbbiakban matematikailag vezessük végig azimént leírt mérési eljárást.

Az I intenzitású ionnyaláb áthalad az 1 moduláto-ron, amelynek körfrekvenciája ω1. Az 1. modulátortelhagyó nyaláb intenzitása I1.

A modulált nyaláb ezután befutja a futási teret és

(10)I1 = 12

I 1 cos(ω 1 t ) .

megérkezik a 2. modulátorba, ahol újfent modulálásrakerül. Itt a moduláló körfrekvencia azonban már ω2.

Az ω2 magasabb frekvencia, mivel a futási idô közben

(11)I2 = 12

I1 1 cos (ω 2 t ) .

a moduláló frekvencia megnövekedett:

Ahol β = dω/dt, a körfrekvencia változási sebessége,

(12)ω 2 = ω 1 β τ .

τ pedig a futási idô, amelyek a fenti numerikus példá-ban rendre 2π 1 MHz/s és 10−4 s voltak.

A (11) formulát a (10)-be helyettesítve, majd a szor-zást elvégezve (13) és (14) formulákat nyerjük.

(13)I2 = 14

I 1 cos(ω 1 t ) 1 cos (ω 2 t ) ,

Ekkor alkalmazzuk a koszinuszok szorzatára vonatko-

(14)I2 = 1

4I 1 cos(ω 1 t ) cos (ω 2 t )

cos (ω 1 t ) cos (ω 2 t ) .

zó trigonometriai összefüggést:

(15)cosα cosβ = 12

cos(α β ) cos(α β ) ,

Az ω1 és ω2 körfrekvenciákhoz tartozó frekvenciák

(16)

I2 = 14

I⎧⎨⎩1 cos(ω 1 t ) cos (ω 2 t )

⎫⎬⎭

12

cos [(ω 1 ω 2) t ] 12

cos [(ω 1 ω 2) t ] .

néhányszor 10 MHz tartományba esnek. Ezért a (16)formula zárójelében levô második, harmadik és ne-gyedik tagok az aluláteresztô elektrométerrel történôdetektálás következtében kiszûrôdnek a jelbôl.

Figyelembe véve a (12) összefüggést a következô

(17)I2 = 14

I⎧⎨⎩

⎫⎬⎭

1 12

cos [(ω 1 ω 2) t ] .

alakhoz jutunk.

A heterodin körfrekvenciára bevezetjük az Ω jelölést.

(18)I2 = 14

I⎡⎢⎣

⎤⎥⎦

1 12

cos(β τ t ) .

ennek felhasználásával a kétszeresen modulált és

(19)Ω = β τ ,

aluláteresztô módon detektált jel idôfüggvénye a kö-vetkezô:

Ez a jel – láthatóan – egy adott heterodin frekvenciát

(20)I2 = 14

I⎡⎢⎣

⎤⎥⎦

1 12

cos(Ω t ) = I4

I8

cos(Ω t ).

tartalmaz, amely frekvencia a (19) összefüggésselkapcsolódik a futási idôhöz.

Általános érvényû mûszerfejlesztésimegfontolásokA mérésnél alkalmazott maximális frekvencia perió-dusideje az „idôkvantum”, amely meghatározza a tö-megfelbontást:

Elosztva a repülés (7) idejét az idôkvantummal meg-

(21)1

fmax

= τ 0.

kapjuk, hogy az adott repülési idô a diszkrét Fourier-transzformáció elvégzése után hányas csatornaszám-nál jelentkezik. A csatornaszám értékét k jelöli.

ττ 0

= k, (22)

k = A fmax M . (23)


A mintavételes rendszerek egyik korlátja egy speciálisjelenség. Ennek részletes tárgyalására itt nincsen mód,csupán utalunk a „mintavételi tételre”, amely kimond-ja, hogy egy sávkorlátozott jel információveszteségnélkül helyreállítható, ha a mintavételezés frekvenciá-ja a sávkorlát frekvenciájának legalább a kétszerese.Az említett korlát következtében a Fourier-transzfor-máció eredményeképpen létrejövô függvénynek csakaz elsô fele használható. Ezek szerint egy n mérésipontból álló adatállomány Fourier-transzformáltjábólcsak az elsô n /2 adat értékes.

(24)n2

= A fmax Mrange ,

Itt Mrange a módszer tömegtartományát jelöli, vagyis

(25)⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

n2 A fmax

2

= Mrange.

azt a maximális AMU értéket, amely a tömegtengelyenmegjelenik. Ez azonban messze nem jelenti azt, hogyaz összes tömegszám fel lenne bontva. A felbontásegy külön kérdés, amit alább tárgyalunk.

Egy tömegcsúcsot definíciószerûen akkor tekin-tünk felbontottnak, ha legalább két idôkvantum telikel a szomszéd tömegszámok között. Ez a definícióelvben lehetôvé teszi a csúcsok és a völgy megtalálá-sát. Ezek szerint és a (9) formula szerint 2τ0 = δ.

(26)2

fmax

= A2

1

Mres

,

Itt Mres jelöli a legnagyobb felbontott tömegszámot.

(27)⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

A fmax

4

2

= Mres.

Ha a teljes tömegtartomány felbontásra kerül, akkorMrange = Mres. Ebbôl a feltételbôl megkapjuk a szükségesmaximális modulációs frekvenciát.

(28)⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

n2 A fmax

2

=⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

A fmax

4

2

,

Visszahelyettesítve ezt a frekvenciát a tömegtarto-

(29)fmax = 2nA

.

mány és a tömegfelbontás fenti képleteibe az alábbieredményt kapjuk:

Az eltérítô lemezpárok nyaláb irányával párhuza-

(30)Mrange = Mres = n8

.

mos kiterjedése igen fontos. Jelölje ezt most L ✽. Ateljes L repülési úthossz és az L ✽ arányát jelölje p,amelynek tehát minimum néhány ezer a nagyság-rendje:

Az ionnyaláb eltérülése meredeken csökkenni kezd, ha

(31)L

L✽= p.

a moduláló jel félperiódusának ideje egyenlôvé válik azionnak az eltérítô lemezpárok között eltöltött idejével:

Emiatt szükséges, hogy az eltérítôk nyalábbal párhu-

(32)Ap

Mdefl = 12 fmax

.

zamos mérete a lehetô legkisebb legyen. A legna-gyobb eltéríthetô tömegszámot Mdefl jelöli:

Az Mrange = Mdefl feltétel következménye az alábbi:

(33)Mdefl = ⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

p2 A fmax

2

.

Innen n = p adódik, tehát az egy mérést alkotó elemi

(34)⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

n2 A fmax

2

= ⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

p2 A fmax

2

.

ciklusok n száma ugyanannyi kell legyen, mint a futásihossznak az eltérítô méretéhez viszonyított p aránya.

Az aluláteresztô elektrométer szükséges sávszéles-sége a frekvencianövelés elemi lépései között eltelô Δidô függvénye. A (20) formulából látható, hogy az ionfutási idejére vonatkozó információt a második taghordozza, ezért az egyenáramú összetevô átvitelenem szükséges. Emiatt célszerû sávszûrô elektromé-tert használni, amely szintén kiszûri a DC-kompo-nenst. A körfrekvencia β átlagos változási sebessége akörfrekvencia-változás és az eltelt idô hányadosa:

A (7) képletet a (19) összefüggésbe helyettesítve a

(35)β = 2 πfmax

n Δ.

detektált heterodin körfrekvencia a következô:

Behelyettesítve a (35) összefüggést:

(36)Ω = β A M .

Az F = Ω/2π frekvenciát használva a körfrekvencia

(37)Ω = 2 πA fmax

n ΔM .

helyett:

M = 1 esetben az Fmin legkisebb szükséges detektálási

(38)F =A fmax

n ΔM .

frekvencia:

(39)Fmin =A fmax

n Δ.


M = Mrange esetben az Fmax maximális detektálási frek-vencia:

A fenti két formula meghatározza az elektrométer

(40)Fmax =A fmax

n ΔMrange .

szükséges sávhatárait. Látható, hogy DC-átvitel való-ban nem szükséges.

A frekvencianövelések közötti minimálisan szüksé-ges idô az, amíg a legnagyobb tömegû ion végighalada futási téren:

Helyettesítsük be a fenti formulát (39) és (40) össze-

(41)Δ = A Mrange .

függésekbe, és így megkapjuk az elvileg leggyorsab-ban végrehajtott méréshez szükséges sávhatárokat.

Az elvileg végrehajtható Tmin legrövidebb spektrumfel-

Fmin =fmax

n1

Mrange

, (42)

Fmax =fmax

n. (43)

vételi idô:

(44)Tmin = n A Mrange .

A megvalósított CTOF spektrométertényleges mérési paramétereiA (6) összefüggés alapján az m0 = 1,67 10−27 kg töme-gû, q = 1,6 10−19 As töltésû proton az U = 3 kV gyorsí-tó térben az L = 1,4 m utat a következô A repülési idôalatt teszi meg:

(23) alapján, ha A = 1,81 μs, fmax = 50 MHz, az FFT

(45)A = L

m0

2 q U= 1,81 μs.

csatornaszám az AMU függvényében:

A (25) összefüggést felhasználva, n = 4096 és fmax =

(46)k = A fmax M = 90,5 M .

50 Hz esetén az Mrange tömegtartomány:

A maximális Mres felbontott tömeg (27) alapján, a

(47)⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

n2 A fmax

2

= Mrange = 512 AMU.

korábbi értékekkel:

(48)⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

A fmax

4

2

= Mres = 512 AMU.

Az Mrange = Mres feltételhez szükséges maximálisfrekvencia (29)-et és n, illetve A értékét felhasználva:

A (34) egyenletbôl n = p következett. Eszerint a

(49)fmax = 2 nA

= 50 MHz.

sodródási tér hosszának (ami most 1,4 m) és a modu-látor nyalábbal párhuzamos méretének aránya 4096kell legyen. Ez a feltétel a modulátorok méretét 0,3mm-re korlátozza.

Az elektrométer minimális határfrekvenciája (39)-esösszefüggés és A, fmax, n korábbi értékeinek, illetve Δ= 2 ms frekvencianövelések közötti idô felhasználásá-val:

Így a detektált heterodin jel frekvenciájának függé-

(50)Fmin =A fmax

n Δ= 11 Hz.

se a tömegszámtól, (38) alapján:

Végül, (40) segítségével, az elektrométer maximális

(51)F = 11 M Hz.

határfrekvenciája a tömegtartomány tetején:

(52)Fmax = 11 512 = 248 Hz.

A megvalósított CTOF spektrométermûködéseAz elkészült berendezést az 1. ábra mutatja. Ez a kö-vetkezô részekbôl áll: vákuumkamra a szivattyúval,ionforrás x,y eltérítôkkel, három darab elektrosztatikuslencse, Faraday serlegdetektor, kettô darab modulátor,kettô darab eltérítésvezérlô, nagyfrekvenciás meghajtóerôsítô, vezérelt oszcillátor (Tabor WW 2571), sávát-eresztô elektrométer, Labjack panel, számítógép. Mivela moduláció az eltérítés elvén alapszik, a modulátoroka nyaláb kisszögû DC-eltérítését is elvégzik egy rákap-csolt DC segédfeszültség alkalmazásával. A mérésekfolyamán a háttérvákuum 10−7 mbar nagyságrendû. Azionforrás 3 keV-es nyalábot biztosít, amelynek nyaláb-árama 3 mikroamper. A mérés kezdetén még modulá-ció nélkül, a detektorba jutó DC-ionáramot maximali-záljuk a következôk beállításával: x,y eltérítés, lencse1,eltérítô1, lencse2 és eltérítô2. A maximálisan elérhetôdetektált ionáram 1–10 nA tartományba esik. Amikor amaximum értéke már ismert, a detektorba jutó DC-ára-mot a felére, majd a negyedre állítjuk, rendre az eltérí-tô1 és az eltérítô2 alkalmazásával. Ilyen módon a mo-dulátorokat a legnagyobb lejtésû pontra pozicionáljuk,és így a lehetô legnagyobb heterodin jelet állítjuk majdelô, amikor bekapcsoljuk a modulációt. Az ionnyalábtrajektóriáit vázlatosan jelöltük az 1. ábrán. Az 1. len-cse a nyalábot az 1. modulátor résére fókuszálja. Az it-teni ionfolt egy-két milliméter széles. Ezután a 2. len-


cse a nyalábot újra párhuzamosítja az eddigi kúpos

1. táblázat

A kripton izotópgyakoriságai

AMU 78 80 82 83 84 86

% 0,35 2,25 11,6 11,5 57 17,3

2. táblázat

A xenon izotópgyakoriságai

AMU 124 126 128 129 130 131 132 134 136

% 0,1 0,09 1,92 26,44 4,08 21,18 26,88 10,44 8,87

2. ábra. Részlegesen szétszerelt modulátor. Az eltérítô lemezek alattegy 0,25 mm-es résapertúra van. Az eltérítô lemezek a vákuumátve-zetôkhöz vannak hozzákötve. Az alsó apertúrával azonosat szere-lünk fel a látható négy darab csavarra.

3. ábra. A nemesgáz keverék eredeti regisztrátuma

2

1

0

–1

–2

nA

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55MHz

forma helyett. Ennek köszönhetôen a sodródási térjelentôsen meghosszabbítható a veszteségek nagy-mértékû növekedése nélkül. A sodródási tér végén anyalábot a 3. lencse a 2. modulátor belépô résére fó-kuszálja, ahol az ionfolt mérete durván megegyezikaz 1. modulátoron tapasztalt egy-két milliméterrel. Avégén Faraday-serleg alkalmazásával kivezetjük azionáramot az elektrométerbe.

Miután a berendezést DC-szinten beállítottuk, anagyfrekvenciás modulációt bekapcsoljuk. Ez azt je-lenti, hogy frekvenciában modulált koszinuszfeszült-séget juttatunk a modulátorokra. A frekvencia 1 MHz-tôl 50 MHz-ig terjed, és a feszültség amplitúdója mint-egy 50 V.

A modulátor egy eltérítô lemezpárból és ezt köve-tôen egy résszerû apertúrából áll, hiszen a nyalábintenzitása modulálható, ha eltérítjük a nyalábot ésegy résszerû apertúrán vezetjük keresztül. Van azon-ban két alapvetô korlát. A moduláció nem lineárisfolyamat. Emiatt egy koszinuszfüggvénnyel meghaj-tott modulátor által modulált ionnyaláb nem lesz ko-szinusz idôfüggvényû. Ez a hatás csökkenthetô, haviszonylag kis modulációs mélységet és résszerûapertúrát alkalmazunk. A másik korlátozó tényezô azionnak a modulátorban eltöltött véges (nem nulla)tartózkodási ideje. Nyilvánvaló, ha a modulátorbanlevô tartózkodási idô egyenlôvé válik a moduláló jelperiódusidejével, akkor nem jön létre semmiféle mo-duláció. Emiatt a modulátorok nyalábbal párhuzamosirányú méretének minimálisnak kell lennie. A gyakor-latban a modulátor egy azonos síkban fekvô vékonyfémlemezpár, amelyek között néhány tized milliméterrés van (2. ábra ). Elôtte és utána – megközelítôleg 5mm távolságban – két leföldelt, résszerû apertúra van.Szintén fontos, hogy a modulátorlemezek földhöz vi-szonyított kapacitását alacsony értéken (néhány pF)tartsuk. Nagyobb értékû kapacitás, különösen a ma-gasabb frekvenciákon, jelentôsen csökkentené a mo-dulációs feszültséget.

A tényleges mérés során a moduláló frekvenciát 1MHz értékrôl 50 MHz értékûre növeljük 4096 azonoslépésben, miközben a moduláló feszültség amplitúdó-ját mintegy 50 V feszültségen tartjuk. A sáváteresztôelektrométer kimenetét minden frekvencián regisztrál-juk. Egy ilyen mérés 8 másodpercig tart. A felvett jelet afrekvencia függvényében kijelzi a szoftver. A méréstvégzô személy meghatározza a Fourier-transzformációkezdô és végponti frekvenciáit. A számítógép néhánytized másodperc alatt elvégzi a transzformációt, vala-mint a vízszintes tengelyt futási idôrôl atomi tömegegy-ségre konvertálja. Az eredményként létrejövô tömeg-spektrum azonnal feltûnik a monitoron.

Egy végrehajtott mérés és kiértékelése

A berendezés mûködését egy nemesgáz keverékenmutatjuk be, amelynek összetétele a következô: 69%kripton, 30% xenon és 1% argon. A háttérnyomás 10−7

mbar, a bevezetett gázkeverék össznyomása 3 10−6

mbar. A kripton és xenon izotópgyakoriságait az 1. és2. táblázatban foglaltuk össze. A 3. ábra tartalmazzaa mérés során regisztrált ionáramot a frekvencia függ-vényében. Ez egyáltalán nem hasonlít egy szokásosspektrumra, inkább sok szinuszfüggvény összegére. A4. és 5. ábrákon a frekvenciatengelyt széthúztuk,hogy jobban láthatóvá tegyük a görbe finomszerkeze-tét. Ha végrehajtjuk a Fourier-transzformációt, feltû-nik az általában elvárt szerkezetû tömegspektrum,amely már csúcsokat tartalmaz, ez a 6. ábrán látható.A gázkeverék fô komponensei (Kr, Xe) és néhány


szennyezés (CO, H2O) is megjelennek. A kétszeresen

4. ábra. Az eredeti regisztrátum széthúzott tömegtengellyel

2

1

0

–1

–2

nA

6MHz

6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5

5. ábra. Az eredeti regisztrátum széthúzott tömegtengellyel

2

1

0

–1

–2

nA

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35MHz

6. ábra. A nemesgázkeverék teljes tömegspektruma

pA

170

150

130

110

90

70

50

30

10

50 100 150 200 250 300 350 400

182

+H O182

+H O

28 +CO

42 ++Kr

Xe++129 +Xe

84 +Kr

AMU

Krmásodik harmonikus

szellemcsúcsa336 AMU

7. ábra. Az egyszeresen ionizált kripton környezete széthúzott tö-megtengellyel

8472 76 80

80

88 92 96 100 104

84 +Kr

AMU

pA

170

150

130

110

90

70

50

30

10

8682

83

8. ábra. A kétszeresen ionizált kripton környezete széthúzott tö-megtengellyel

80

70

60

50

40

30

20

10

0

4236 38 40 44 46 48 50 52 54 56AMU

40 +Ar 41

41,5

4343

42 ++Kr

442+CO

pA

9. ábra. Az egyszeresen ionizált xenon környezete széthúzott tö-megtengellyel

125 127 129 131 133 135 137 139 141

24

20

16

12

8

4

0

129 +Xe

128

131

132

134136

AMU

pA

10. ábra. A kétszeresen ionizált xenon környezete széthúzott tö-megtengellyel

180

160

140

120

100

80

60

40

20

59 61 63 65 67 69 71

67 68

64,5

65,5

66 ++Xe

AMU

pA

ionizált tömegcsúcsok szintén feltûnnek a felezetttömegszámértékeknél. A kripton második harmoni-

kus szellemcsúcsa 336 AMU értéknél látható. A szel-lemcsúcs a nemlineáris moduláció következménye.Általában igaz, hogy a második harmonikus szellem-csúcs, a (7) összefüggés következtében, négyszerestömegszámnál jelentkezik. A 7. ábra az egyszeresenionizált kripton környezetét mutatja. Ezt összehason-lítva az 1. táblázat adataival megállapíthatjuk, hogyminden lényeges csúcsot detektáltunk, kivéve az igenkis izotópgyakoriságú (0,35%) csúcsot, amely 78 AMUtömegszámnál jelenne meg. A 8. ábra a kétszeresenionizált kripton környezetét mutatja. A kripton izotóp-jainak minden csúcsa a fele tömegszámnál látható.Emellett a 40 AMU tömegszámnál az argon csúcsa ismegjelenik, mivel az argon 1%-ban összetevôje a gáz-keveréknek. A 44 tömegszámnál mért szén-dioxidrendszerint megjelenik a maradékgáz-spektrumokbanmint szennyezô. A 9. ábra az egyszeresen ionizált


xenon környezetét mutatja. A 2. táblázat adataivalösszehasonlítva elmondhatjuk, hogy a fô izotópkom-ponensek mind megjelentek a spektrumban, kivéveaz elsô kettôt, amelyek izotópgyakorisága igen cse-kély. A kétszeresen ionizált xenon környezetét szét-húzott tömegskálával megjelenítve a 10. ábrán, az ötlegfontosabb tömegcsúcs mind megjelent a feles tö-megszámoknál, ahogy ezt már korábban leírtuk. Akétszeresen ionizált csúcsok megjelenítése a spekt-rumban szándékosan történt. Ezek a tömegcsúcsok atömegskála linearitásának ideális ellenôrzési pontjai.A kétszeresen ionizált csúcsok könnyen eltüntethe-tôk, ha 70 V ionizáló feszültséget használunk az ion-forrásban a jelenleg alkalmazott 200 V helyett.

Az itt bemutatott mérés bizonyítja a matematikaiszámítások helyességét, és igazolja azt, hogy a mód-szer a jövôben ígéretes alternatíva lehet a gázkeveré-kek kémiai analízisében.

Konklúzió és további tervek

A hagyományos impulzus üzemû TOF-spektrométe-rek érzékenységét a gerjesztés alacsony kitöltési té-nyezôje korlátozza. Jelen cikkben az új mérési kon-cepció került bemutatásra e probléma megoldására.Más megoldásokkal összehasonlítva megállapítható,hogy az új módszerben nincsen szükség nagy sebes-ségû adatgyûjtésre, ezért egyszerû Faraday serlegde-tektort használhatunk az elektronsokszorozó helyett.Ez megoldja azt a problémát is, amit az elektronsok-

szorozó nemkívánatos tulajdonsága okoz, nevezete-sen: a nagyobb tömegû ionokat kevésbé erôsíti, minta könnyebbeket.

A fejlesztés további iránya a maximális modulációsfrekvencia növelése a tömegfelbontás javítása céljá-ból. Ennek nehézsége abban rejlik, hogy a modulá-ciós frekvencia növelésekor mintegy 70 MHz feletterôsen csökken a heterodin jel nagysága, amely szoft-ver segítségével csak egy ideig kompenzálható. Amásik fejlesztési irány célja az, hogy a spektrum felvé-telének idejét az elvi minimum közelébe – (44) képlet–, de legalább is egy másodperc alá csökkentsük. Ajelenlegi nyolc másodperces mérési idôt az adatgyûjtôpanel sebessége korlátozza. A berendezés analitiká-ban való alkalmazásának feltétele egy megfelelô ké-miai interfész kialakítása, amely lehetôvé teszi a folya-dékminták vizsgálatát is, azok gázzá alakítása útján.

A fejlesztési projektet az Európai Unió és a Magyar Köztársaságkormánya támogatta a Közép-Magyarországi Operatív Programkeretében.

IrodalomHárs György: Folyamatos ionkibocsátású repülési idô tömegspektro-

méter, és eljárás különbözô tömeg/töltés viszonyú ionok áramá-nak szelektív meghatározására. Magyar szabadalom, benyújtva2002, megadva 2006, Lajstromszám 224 767

G. Hárs: Time of Flight Mass Spectrometer with an Ion Source Emit-ting Continuously. Patent Cooperation Treaty (PCT) közzététel,2003. november 20.

Hárs György: New Special Methods in Mass Spectrometry. DSc tézis2005.

G. Hárs, G. Dobos: Development of analytically capable time-of-flight mass spectrometer with continuous ion introduction. Re-view of Scientific Instruments 81 (2010) 033101.

HENRY CAVENDISH, A KÍSÉRLETEZÔ EMBER

Henry Cavendish (1731. október 10. – 1810. február 24.) halálának200. évfordulója alkalmából.

Kovács LászlóNyugat-Magyarországi Egyetem, Szombathely

J. G. Crowther 1962-ben megjelentetett egy könyvet [1]Londonban az ipari forradalom tudósairól. Ebben be-mutatja Cavendish tudós kortársait. Joseph Black (1728–1799) bevezette a látens hô, a fajhô fogalmát, felfedeztea szén-dioxidot. James Watt (1736–1819) 1769-ben adtabe szabadalmát az elsô gôzgépre. Gôzgépe tökéletesíté-sét bemutató elôadására Cavendish is elutazott Man-chesterbe. A kémikus Joseph Priestley (1733–1804) 1767-ben megjelentette Az elektromosság története címûkönyvét, és osztozott Lavoisier -vel az oxigén felfedezé-sén. Végül Henry Cavendish (1731–1810) legfôbb érde-mének a hidrogén 1766-os felfedezését tartja. Mind anégyükrôl azt állítja, hogy az ipari forradalom adott le-hetôséget tehetségük kibontakoztatására. Mindebbenvan igazság. Nézzük csupán Wattot, ô azért tudta gôz-gépét tökéletesíteni, mert Wilkinson feltalált egy új fúró-

gépet, amellyel nemcsak az ágyúk csövét, hanem a gôz-gép hengerét is finomabban tudták megmunkálni.

Cavendish nem szolgálta közvetlenül az ipart, Lon-donban maradt, és 200 ezer szavas igen értékes kéz-irataiból mindössze 17 tanulmányt tett közzé. Ezeketfelsoroljuk a cikk végén, és az elkövetkezôkben ígyhivatkozunk rájuk: Bibl. 1., 2. stb.

Ha minden elért eredményét publikálta volna, akkorakár úgy is képzelhetnénk, hogy a diákok nem tanulná-nak ma Ohm-törvényrôl, Coulomb törvényérôl, nemFaraday nevéhez kötnék a relatív dielektromos állandófogalmát, sôt, még tovább menve nem Helmholtz, Jouleés Robert Mayer lennének az energiamegmaradás tör-vényének felfedezôi. A tudománytörténet tanulságaszerint persze az ilyen volnák aligha érvényesülhetnekközvetlenül és mellékhatások nélkül – ami biztos, azannyi, hogy minderrôl 1879-ben szerezhetett tudomásta világ. A kísérleti fizika elsô Cavendish-professzora, az1874-ben megnyílt cambridge-i Cavendish Laborató-

KOVÁCS LÁSZLÓ: HENRY CAVENDISH, A KÍSÉRLETEZO EMBER 167

rium elsô igazgatója, James Clerk Maxwell (1831–1879)

1. ábra. Henry Cavendish. William Alexander festômûvész vízfest-ményét a British Museum grafikai osztályán ôrzik.

2. ábra. Cavendish mérlege a londoni Royal Institutionban.

a Cavendish-utódok kikötésének megfelelôen hozzálá-tott, hogy feldolgozza nagy elôdjének munkásságát.Élete utolsó öt évét szinte teljesen erre a munkára szán-ta. Kiadta a hozzá W. Snow Harris és William Thomson(Lord Kelvin ) közvetítésével eljutott kéziratokból azelektromosságra vonatkozó részeket. (The ElectricalResearches of the Honourable Henry Cavendish, F. R.S. ed.: J. Clerk Maxwell, Cambridge, 1879). Az újabb ki-adásra 1921-ig kellett várni, ekkor The Scientific Papersof the Honourable Henry Cavendish, F. R. S. címenkétkötetes mû jelent meg; az 1. kötet (Sir Joseph Lar-mor gondozásában) az elektromos kutatásokat tartal-mazza, ez lényegében a Maxwell-féle könyv. A 2. kötet(Sir Thomas Edward Thorpe és munkatársai jegyzetei-vel) pedig a kémiai és dinamikai munkákból ad ízelítôt.Így is csak a kéziratok negyede látott napvilágot.

Cavendish családi indíttatása

A fôúri származású és igen gazdag Cavendish (1.ábra ) nagyon különös ember volt: visszahúzódó,betegesen félénk. Nem érdekelte a pénz, nem érde-kelte a rang, a hírnév. Cambridge-i tanulmányai befe-jeztével 1753-ban édesapja westminsteri házába köl-tözött, és ott élt az ô haláláig, 1783-ig. Kenyérkeresetigondja nem lévén, úri kedvtelésbôl a természetet vizs-gálta, kezdetben édesapjával közösen. Sokoldalú ér-deklôdését és szakmai tudásának nagy részét nekiköszönheti. Sir Charles Cavendish tehetséges kísérletifizikus volt. A hôjelenségekkel, az elektromossággalés a földmágnességgel foglalkozott behatóbban. ARoyal Society már Newton halálának évében, 1727-ben tagjává választotta az akkor 23 éves Charlest [2].

Cavendish kémiai eredményei

A görögök úgy gondolták, hogy a világot felépítônégy ôselem a víz, a tûz, a levegô és a föld. Cavendishezek közül kettôrôl, a vízrôl és a levegôrôl bebizonyí-totta, hogy azok összetett képzôdmények. A flogisz-ton1 híve volt. Amikor a „gyúlékony levegôt”, azaz a

1 A flogiszton nevû anyag, mellyel a 17. században az égés folya-matát próbálták magyarázni, a kémia fejlôdésének egyik mérföldkö-ve. A szó eredete a görög „égô” szóból ered (ami rokon a latinflamma, láng szóval).

A Georg Ernst Stahl (1659–1734) által kidolgozott elmélet szerintminden éghetô anyagban flogiszton található, ami az égést okozza.Az anyagok égésekor azokból eltávozik a flogiszton, és minél töb-bet tartalmaznak ebbôl, annál hevesebben égnek. Azt a tényt, hogyégéskor az anyagok tömege növekszik, egyesek azzal magyarázták,hogy a flogiszton tömege negatív, azt a gravitáció „taszítja”.

Az elmélet alapját Joachim Johann Becher (1635–1682) dolgoztaki, mely szerint az égés során „zsíros föld” (terra pinguis) távozik, ésezt az elméletet fejlesztette tovább Stahl, melyet 1731-ben publikáltaz Experimenta címû munkájában.

Az elmélet jelentôsége abban volt, hogy szakított a misztifikáló,alkimista felfogással, és a folyamatot megpróbálta tudományosalapokra helyezni, így lehetôvé tette az elmélet pontosítását, vagyakár – mint ez esetben is történt – cáfolatát. Munkája nemzetközielismerést ért el, számos országban ismert és elismert lett az elmé-let, köztük Magyarországon is, mint például Winterl Jakab (1732–1809), a nagyszombati egyetem kémiaprofesszora esetében.

A flogisztonelméletet végül Antoine Laurent Lavoisier (1734–1794) cáfolta, aki más vegyészek munkáin – Cavendish, Scheele,Priestley – alapuló elméletével bizonyította az oxigén égési folya-matban való részvételét. Forrás: Wikipedia.

hidrogént felfedezte, azt állította, hogy az maga a flo-giszton. Jóllehet már 1760-ban akadémiai tag lett, agázok vizsgálatáról szóló elsô nagy mûvét csak 1766-ban mutatta be (Bibl. 1.). Ennek elsô része a gyúlé-


kony levegôvel végzett kísérletekrôl szólt. Cinket,

2 „Cavendish megfigyelte, ha tömény salétromsavba havat kever,akkor hômérsékletük megemelkedik, azonban 1/4 rész vízzel hígí-tott salétromsavhoz adott hó esetén a keverék azonnal lehûl.” –John Murray: System of Chemistry. Edinburgh, 1812, 514. oldal.

3 Lib.1. Prop. LXXI. Theor. XXXI.Iisdem positis, dico quod corpusculum extra Sphæricam superfi-ciem constitutum attrahitur ad centrum Sphæræ, vi reciproceproportionali quadrato distantiæ suæ ab eodem centro

(Philosphiae Naturalis Principia Mathematica, Londini, 1687)

vasat és ónt oldott hígított kénsavban, sósavban éssalétromsavban. Úgy gondolta, hogy a hidrogén azoldott fémekbôl válik ki. Gondos mérésekkel (2.ábra ) meghatározta, hogy a hidrogén 8760-szorkönnyebb a víznél és 11-szer könnyebb, mint a kö-zönséges levegô. A mai pontos érték 14,4. Tanulmá-nyának második és harmadik része a szén-dioxidvizsgálatával foglalkozik. A negyedik, publikálatlanrész fák és állatok maradványainak desztillálásakorkeletkezô gyúlékony levegôrôl szól.

Joseph Black és Joseph Priestley munkáinak hatá-sára Cavendish 1778-ban tért vissza a gázok kémiájá-hoz, és 1786-ig ezzel foglalkozott. A korabeli kísérletieredmények azt mutatták, hogy hidrogénnek levegô-ben történô „elégetésekor” a végtermékek össztöme-ge kevesebb, mint a kiindulási anyagoké. 1871-benCavendish üveghengerben „égette el” a hidrogént, saz edény falán keletkezô vékony, folyékony lecsapó-dási réteg tömegét is pontosan megmérte, ezzel hely-reállt az egyensúly. Kimérte, hogy az elektromos szik-rával történô robbantáskor (így történt az „elégetés”)az összes gyúlékony levegô és a közönséges levegô-nek az egyötöde alakul nedvességgé. Gondos vizsgá-latokkal kimutatta, hogy az üveghenger falán keletke-zett folyadék tiszta víz! Az oxigén az ô fogalomrend-szerében a flogisztonjától megfosztott víz, tehát a vízoxigénbôl és hidrogénbôl összetett anyag.

Sok mindennel foglalkozott még. Nagyon pontosanmeghatározta a levegô összetételét, nemcsak a Föld fel-színén, hanem légballonosokkal hozatott mintákat kü-lönbözô magasságokból. Kimérte a salétromsav kémiaiösszetételét. Kísérletei közben megállapította, hogy alevegôben a nitrogénen és az oxigénen kívül kell len-nie igen kis mennyiségben (1%) olyan gáznak, amelynem lép kémiai reakcióba. Azt mondhatjuk, hogy Ray-leigh és Ramsey elôtt száz évvel felfedezte az argont.

Frederick Seitz így fogalmazott: „Cavendish nyitottaki azt a kaput, amelyen át Lavoisier ellovagolhatott »amodern kémia atyja« címhez.” [3]

Cavendish „kisebb” fizikai eredményei

A Remarks Relating to the theory of Motion címû írásá-ban és az Experiments on Heat feliratú kéziratában tettmegállapításait az energiamegmaradási törvény egyikmegfogalmazásának tekinthetjük. Leírta ugyanis, hogy afizikai folyamatokban a mechanikai munkából lesz a hô.A hôátadás folyamatát atomi szinten értelmezte: amelyiktest lehûl, ott lelassul, amelyik test a folyamat során fel-melegszik, abban felgyorsul a részecskék mozgása.

A kémiai reakcióhô, a hômérsékleti alappontokmeghatározása, a hôtágulás, a fajhô, a látens hô mind-mind érdeklôdési körébe tartozott.2

Henry Cavendish mindössze egy elméleti munkátpublikált (Bibl. 3.). Ebben és még inkább azt ezt meg-elôzô, Gondolatok az elektromosságról címû kéziratá-ban kifejti, hogy az elektromosságot a test részecskéiközött rugalmas folyadéknak kell tekintenünk. Vilá-gos „potenciál” fogalma volt, bár ô az ekvipotenciálisfelületet azonos „sûrítettségûnek” nevezte.

Kéziratban maradt az a mérési eredménye is, amelyegy gömb és egy vele azonos potenciálra hozott síkkörlap töltése, illetve kapacitása közt fennáll. A mérthányados 1,57, a pontos elméleti érték π/2 = 1,571….

Az elektromos töltések közt fennálló, a távolság négy-zetével fordítottan arányos erôrôl szóló törvényt, a Cou-lomb-törvényt a következôképpen mérte. Abból a két kí-sérleti ténybôl indult ki, hogy a töltések a vezetô felüle-tén helyezkednek el, és üreges vezetô belsejében nemészlelhetô elektromos erôhatás. Könyvszerûen összehajt-ható két félgömbhéjat készített kartonpapírból, s ennekbelsejébe viasszal bevont üveggömböt tett.

Az egész rendszer elektromos feltöltése, majd agömbhéjak szétválasztása után a belsô gömb felületéna félgömbökön levô töltés 1/60 részénél kevesebbtöltés maradt. (Ebbôl a mérési eredménybôl arra kö-vetkeztetett, hogy a kölcsönhatási törvényben a neve-zôben levô távolság kitevôje 2±0,2 értékû kell, hogylegyen.) Csodálatra méltó a mérés és a pontos fogal-mazás: nem azt állítja, hogy a szorosan, egy teljesgömbbé összezárt, külsô, töltött gömbhéj belsejébenegyáltalán nem marad töltés. Megmondja, hogy ezt azelméleti tényt ô milyen pontosan tudta 1772 decem-berében méréseivel igazolni!

Az Ohm-törvény megsejtésekor feltöltött leydenipalackot használt feszültségforrásként, az árammérôpedig a saját teste volt. (Ekkor még nem alakult ki az„elektromos áram” és az „ellenállás” pontos fogalma, éstermészetesen galvanométer sem létezett.) A különbö-zô mértékben feltöltött leydeni palackokat a saját testénkeresztül sütötte ki, s megállapította, hogy a feltöltésmértékével arányos az a hosszúság, ameddig fájdalmatérez karjaiban. Ugyanezzel a módszerrel vizsgálta nagygondossággal sóoldatok vezetôképességét a koncentrá-ció és a hômérséklet függvényében (3. ábra ) [2].

A Cavendish-kísérlet

Így nevezzük legismertebb eredményét. Cavendishvolt az elsô, aki kézzelfogható földi tárgyak között kitudta mutatni azt a kölcsönhatást, amelyet Newtonfogalmazott meg: „…azt mondom, hogy ha testekethelyezünk el gömbfelületükön kívül, akkor azok agömbök középpontjainak irányába a középpontjaikközti távolság négyzetének reciprokával arányos erô-vel vonzzák egymást.”3


Érdekes, hogy a törvényben nincs szó a gömbök

3. ábra. Részlet Cavendish jegyzetfüzetének azon oldalából, ahol asóoldatok vezetôképességérôl ír.

tömegérôl. Newton ezt a kölcsönhatást nemcsak azégitestekre igazolta, hanem feltételezte, hogy igaz aza földi tárgyakra is, ezért ma így nevezzük: az általá-nos tömegvonzás törvénye. Cavendish 67 éves, ami-kor ezeket a méréseket végzi. A cél nem a törvényigazolása, nem a tömegvonzás univerzális állandójá-nak, az f = 6,67 10−11 m3/kgs2 értéknek a meghatáro-zása volt. „Megmérni a csillagok tömegét!” – ez lebe-gett a 18. századi tudósok elôtt. Ehhez elôször a Földtömegét kellett meghatározni. Különös módon végsôeredményként nem is a tömeg nagyságát, hanem aFöld átlagos sûrûségét számították ki. Már maga New-ton adott erre vonatkozó becslést a Principiában: aFöld átlagos sûrûsége a víz sûrûségének ötszöröse éshatszorosa közötti érték.4

4 quasi quintulpo vel sextulpo major, Lib III. Propositio X, Theo-rema X.

A Philosophical Transactions of Royal Society Lon-don, 1798. 88. 469–526. szövegoldalainak élén ez acím áll: XXI. Experiments to determine the Density ofthe Earth, By Henry Cavendish, Esq. F. R. S. and A. S.

A Föld sûrûségének meghatározását szolgáló kísér-leteknek voltak elôzményei. Kézenfekvônek látszik,hogy ha a Föld tömegét akarjuk meghatározni, akkormagából a Földbôl kell vennünk egy hatalmas dara-bot, vagy viszonylag messze kell mennünk a Föld

középpontjától. Hatalmas vonzó tömeget kell válasz-tanunk, hiszen a tömegvonzási kölcsönhatás igen kismértékû. Olyan hegyek vonzását kell vizsgálnunk,amelyek tömegét elég pontosan meg tudjuk határoz-ni. Gondoljuk meg: könnyedén felemelünk egy 15 kgtömegû, közel 150 N súlyú kisgyermeket, de ahhoz,hogy erre a gyermekre tömegvonzási erôként az ôteljes súlya, azaz 150 N hasson, ahhoz, itt a Föld felü-letén, másik vonzó tömegként a teljes Földre vanszükség.

A Francia Akadémia tudósai 1735-ben dél-amerikaihegyeken a másodpercinga hosszának változásábólpróbáltak a távolság négyzetével fordítottan arányoserôre következtetni, s a mérések eredményébôl akar-ták a Föld sûrûségét kiszámítani. Nem jártak sikerrel.Cavendish elemezte ezt a kísérletet, és más módszertjavasolt: „A hegy lábánál a függôón elhajlását kell, afejünk felett levô csillagok segítségével meghatároz-ni.”5 – írta publikálatlan kéziratában. A franciák ezzel

5 by finding the deviation of a plumb line at the bottom of amountain by taking the meridian altitudes of stars

a módszerrel 1738-ban a Chimborazo lábánál és attóljóval távolabb mértek, ugyancsak eredménytelenül. Afüggôón helyzetének kísérleti meghatározására 1772-ben a Royal Society is létrehozott egy „Vonzási Bizott-ságot”, amelynek Cavendish aktív tagja volt. A szabá-lyos alakú skóciai Schiehallion hegyet választottákvonzó tömegnek. Maskelyne királyi csillagász 1774-ben a hegy tövében, ugyanazon a szélességi körön,de két ellentétes oldalon mért. A számításokat Huttonvégezte Cavendish útmutatásainak megfelelôen. AFöld sûrûségére 4,48 g/cm3 értéket kaptak. Newtonennél többet jósolt! Kaptak is eredményül az angolokkésôbb, 1856-ban 5,3 g/cm3 értéket Edinburgh köze-lében végzett ilyen jellegû méréssel.

A Cavendish-kísérlet módszere és az eredeti mérô-eszköz John Michell kémikus professzortól származik.Michell a mérés alapötletét – azt, hogy torziós ingátkell használni és a torziómoduluszt a lengésidôbôlkell meghatározni – már Coulomb ilyen jellegû elekt-rosztatikus méréseinek publikálása elôtt elmondtaCavendishnek. Mérésre azonban már nem maradtideje. Henry Cavendish felújította, jelentôsen átalakí-totta az eredeti ingát. Nagy-nagy körültekintéssel vé-gezte a méréseket. Rendkívül gondosan elemezte alehetséges hibaforrásokat. Ellenôrzô mérésekkel,részletes számításokkal igazolta, hogy mely hatásokhanyagolhatóak el. Becslést adott a nem mérhetô éspontosan ki sem számítható hatásokra. Isobel Falco-ner, a cambridge-i Cavendish Laboratórium múzeu-mának egykori kurátora Cavendish dolgozatát a hi-bákról szóló értekezésnek („dissertation on errors”)tartja [4].

Ahogyan Tycho de Brahe csillagászati megfigyelé-seinél, ugyanúgy Cavendish méréseinél is döntô sze-rep jutott a nagy méreteknek. Az ezüstözött réz tor-ziós szál közel egy méter, az inga teljes lengô karja186 cm hosszú, a kar végeirôl lelógó fonálra függesz-tett ólomgolyók egyenként 0,75 kg tömegûek voltak.


A vonzó ólomgömbök tömege egyenként 168 kg volt.

4. ábra. A Cavendish-kísérlet eredeti rajza.

5. ábra. Cavendish torziós ingájának modellje.

6. ábra. Cavendish Clapham Common-i kastélyának rajza.

Eötvös Loránd torziós ingás méréseinél a mindössze1/25 mm átmérôjû platina torziós szálat szintén jelen-tôsen hosszúra választotta, egy és másfél méter között,a karok hossza azonban csak 30 cm körüli, és rájukmindössze 30–40 grammos tömegeket tett. Eötvös de-monstrációs és hallgatói laborméréseinél egyenkéntmaximum 50 kg tömegû ólomgömböket használt.

Cavendish, dolgozata végén, a szöveges rész után1:30 arányú ábrát közöl a teljes készülékrôl (4. ábra ).

Az alkatrészek további igen részletes rajzai segítikhosszú számításainak követését. Nem találtuk nyomátannak, hogy az eredeti mérôberendezést vagy annakrészeit valahol ôrzik. A londoni Science Museumnakvan egy – az ô leírásuk szerint – 1:48 arányú modellje,amely jelenleg a Kis és Közepes Eszközök Raktárá-ban, a Blyte House-ban található. Gyanús volt ez azarány! Ez csupán 3 cm-es lengôkart jelentene. Kértema raktárból olyan fotót, amelyen valami összehasonlí-tó tárgy is szerepel az inga mellett. Graham Wheel-don raktári koordinátor nagyon szolgálatkész volt:kibontotta a 43,5 kg tömegû, közel fél köbméter térfo-gatú modell dobozát, 18 hüvelyk (= 457 mm) hosszúvonalzót tett az inga mellé, és hat képet küldött.6

6 Elnézést kérek, hogy ismét magyarországi analóg esetet emlí-tek. Az elmúlt évben, amikor Pascal ról szóló elôadásomhoz azegyetlen még meglevô budapesti omnibusz fényképét kértem, ak-kor a Közlekedési Múzeumból egy hónapos levelezés után négy-ezer forintért küldték azt el. Hangsúlyozták, hogy ez nagy szíves-ség, mert személyesen kellett volna kutatási engedélyt kérnem és aképet kiválasztanom.

Ezekbôl látható, hogy 1:8 a helyes arány (5. ábra ).Cavendish a hosszú lengô kar és a végekrôl lelógó

nagy tömegek miatt külön ezüst feszítôhuzalt is alkal-mazott. Az egész ingát mahagóni dobozba zárta. Cou-lomb és Eötvös is a lengô kar közepére helyezetttükör közvetítésével távcsôvel olvasta le a kar elfor-

dulását, illetve Eötvös a de-monstrációnál és a fotogra-fikus eljárásánál fénymutatóthasznált. Érdekes módonFrederick Seitz már említettcikkében azt írja, hogy Ca-vendish is – Michell nyomán– fénymutatóval dolgozott.Ez azonban tévedés! Seitz va-lószínûleg nem nézte meg azeredeti írást a Transactions -ben. Ha megnézi, akkor biz-tosan ugyanolyan lelkesen írtvolna Cavendish zseniális le-olvasási technikájáról, mintahogyan azt most én teszem.Nem fény, hanem maga a 93cm hosszú félkar volt a muta-tó. Cavendish a mahagónidoboz mindkét végébe nyí-lást vágott, ezt üveglemezzellezárta. A doboz belsejében akarhoz lehetô legközelebbi

helyen elefántcsont fôskálát helyezett el, egy hüvely-ket (2,54 cm) 20 egyenlô kis részre osztott. A kar vé-gére ugyancsak elefántcsontból segédskálát tett, ame-lyen egy kis osztásrészt további öt egyenlô részre osz-


tott. Így század hüvelyk, azaz 0,25 mm pontossággal

7. ábra. Korabeli térkép Clapham Commonról, Cavendish háza baloldalt, a felsô harmadban található (forrás James and Virginia Mar-shall: Rediscovery of the Elements ).

tudta a kar helyzetét meghatározni. Külön szoba kö-zepén állt Clapham Common-i kastélyában (6. ábra )a mahagóni doboz.

Ez az épület ma már nincs meg, park van a helyén,az azt átszelô egyik utcát azonban Cavendishrôl ne-vezték el. James és Virginia Marshall texasi egyetemitanárok találtak olyan korabeli térképet, amelyen azépülettulajdonosok7 nevét is feltüntették (7. ábra ).

7 A kiterjedt Eötvös-irodalomban sehol sem láttam olyan térképet,amelyen József svábhegyi villája vagy Loránd pestlôrinci háza névszerint szerepelt volna.

A falba vágott résen át, kondenzor lencsén keresztülvetôdött fény a skálákra, és ugyancsak kívülrôl, távcsô-vel történt a leolvasás. A vonzó tömegek lefelé fordí-tott, szögletes U alakú, felül fával megerôsített vasrú-don lógtak, csiga és fonal segítségével kívülrôl lehetettazokat „negatív”, „középsô” és „pozitív” helyzetbe állí-tani. A fôskála beosztása jobbról balra növekedett,ezért a tömegeknek a bal oldali elhelyezkedését nevez-te pozitív helyzetnek. Kívülrôl lehetett beállítani az ingaszálának és ezzel a rúd alaphelyzetét. Mint említettük,az inga lengésidejébôl számította ki a torziós szál csava-rodási erôsségét, a torziómoduluszt. A lengésidô méré-sét mind a 17 méréssorozatnál újra és újra elvégezte.Azért tette, hogy az esetlegesen fellépô hibákat ezzel iscsökkentse. Példaként említi, hogy ha a fatok végébetett üveg elektrosztatikusan feltöltôdik, akkor ez olyanhatású lesz, mintha a torziómodulusz változott volnameg. Ezt mérésével figyelembe tudja venni. Így márcsak az a hiba marad, amit a feltöltött üveglap golyókragyakorolt hatása okoz. Ezt nem tudja mérni vagy szá-molni. A lengésidôt a nyugalmi helyzeteken történô át-haladások abszolút idejébôl határozta meg. A nyugalmihelyzetek értékeit a szélsô helyzetek értékeibôl igengondos számítással nyerte. Általában öt-tíz lengésegyüttes idejének átlagát vette. Három méréssorozatotvégzett a kapott, meglevô gyengébb szállal 1797.augusztus 5–7-én. Ekkor közel 15 perces lengésidôketmért. Ezután erôsebb szálra váltott, közel 7 perces len-gésidôkkel dolgozott az elkövetkezô 14 méréssorozat-nál augusztus 12-tôl október 17-ig, majd 1798. április29-tôl május 30-ig. A 17 méréssorozatból összesen 29sûrûségértéket számított ki. Az értékek 4,88 és 5,85közé estek, az átlag 5,48 g/cm3.

Az utolsó 23 megfigyelésnél „a legszélsô eredménynem különbözik az átlagtól jobban, mint 0,38, vagy azegésznek (az átlagnak) az 1/14 része”. – írja Caven-dish. Tehát maximális hibája 7%.

A relatív hiba, azaz az eltérések abszolút értékeiátlaga és a mérések átlaga hányadosa azonban csak 1százalékot ad.

Sokkal lényegesebb ennél, hogy Cavendish sûrû-ségértéke és az abból meghatározható általános tö-megvonzási állandó a mai modern eszközökkel meg-határozott értéktôl is csak 1%-kal tér el!

Az új nyugalmi helyzet a középsô álláshoz képestközelítôleg 8 cm-t, illetve a vonzó gömbök két szélsôhelyzetét tekintve közel 16 cm-t vándorolt el. A pozitív

és a negatív állásban kissé különbözô volt a középsôálláshoz viszonyított elmozdulás. Az eltérés mindössze4 mm, de okát Cavendish lázasan kereste.8 Cavendish a

8 Én egyszerûen csak arra gondolok, hogy Cavendish mindenigyekezete ellenére a vonzó gömbök két szélsô helyzete nem voltgeometriailag tökéletesen szimmetrikus, azaz a mérés szempontjá-ból felcserélhetô. (a szerzô)

fô okot a mahagóni doboz belsejében fellépô levegô-áramlásnak tulajdonította. Feltételezte, hogy a vonzógömbök nincsenek tökéletes hômérsékleti egyensúly-ban a levegôvel, a dobozzal. Több napon át kísérletekhosszú sorát végezte ezen hatás mértékének kimutatá-sára. Hômérôt rögzített a doboz külsô felületére, hômé-rôt cementezett bele a vonzó ólomgömbbe, és távcsô-vel olvasta le a hômérsékleteket. Lámpával 7-8 fokkalmelegítette majd jéggel ugyancsak 7-8 fokkal hûtötte agömböket. Mindkét esetben a nyugalmi helyzet – ellen-tétes irányú – jelentôs, közel 6 cm-es elmozdulását ész-lelte. A súlyos és a tehetetlen tömeg arányosságánakkimutatását szolgáló azon Eötvös Loránd-mérés juthataz eszünkbe, amikor Eötvös radioaktív anyagok vonzóhatását vizsgálta. Elôször jellegzetes eltérést tapasztalt.Rájött azonban, és ki is mérte, hogy az eltérést a radio-aktív anyagok által keltett hô okozza.

Cavendish mágneses hatásokban is kereste a mértértékek nagy szórásának okát. Rézrúdra cserélte avonzó gömböket tartó vasrudazatot. Nem volt válto-zás. Leszerelte a gömböket a rudazatról, napokig várt,hogy az esetleg bennük levô mágnesezhetô anyagoka földmágnesség hatására polarizálódhassanak. Kívül-rôl 180 fokkal átfordította ezután a gömböket, nemvolt változás. Permanens kis mágneseket tett a göm-bök helyére, azok sem mozdították ki a kart nyugalmihelyzetébôl. Vizsgálta a torziós szál lehetséges kifára-dását. Ekkor sem talált számottevô eltérést. Továbbihat hibaforrás hatását vizsgálta igen alaposan.


A gömbök vonzerejének egy része a kart és a go-lyókat gyorsítja. Az Eötvös Egyetemen a gravitációsállandó demonstrációs mérésekor éppen ezt a gyorsu-lást mérik, abból számolnak. Feltételezik, hogy indu-láskor a torziós szál visszahúzó ereje jó közelítésselmég zérusnak vehetô.

Cavendish számításokkal követte a gömbök karra,illetve a távolabbi golyóra gyakorolt hatását. Ez utób-bi esetben így jellemezte a hibát: 0,9983:1.

Megvizsgálta a gömböket felfüggesztô rézrúd hatá-sát, itt a hibára 1,0199:1 arányt talált.

Külön függelékben, négy teljes oldalon közölte adoboz golyókra gyakorolt hatását.

Amint az a számításokból látszik, bár nem elhanya-golhatóak, de nem lényegesek a fenti hatásokbóleredô hibák. Az viszont komoly hibaforrás – írja Ca-vendish –, hogy lengés közben változik a vonzó göm-bök golyókra gyakorolt hatása, s ez hatással van alengésidôre. Az Eötvös Loránd Geofizikai IntézetbenBartha György és munkatársai az 1990-es évekbenúrrá lettek ezen a problémán. A lengô kar számáratoroid alakú vonzó tömeg belsejében biztosították ahomogén gravitációs teret.

Cavendish igen jelentôs kémiai eredményeket értel, azonban, mint említettük, a tömegvonzási erô gon-dos kimérését s ezzel a Föld sûrûségének pontosmeghatározását tartják legnagyobb érdemének.

Cavendish-bibliográfia1. Three Papers Containing Experiments on Factitious Air. (I. Con-

taining Experiments on Inflammable Air. II. Experiments onFixed Air, or that Species of Factitious Air, which is Producedfrom Alcaline Substances, by Solution in Acids or by Calcina-tion. III. Containing Experiments on the Air, produced by Fer-mentation and Putrefaction.) Phil. Trans. 56 (1766) 141–184.

2. Experiments on Rathbone-Place Water. Phil. Trans. 57 (1767) 92.3. An Attempt to Explain Some of the Principal Phaenomena of

Electricity by means of an Elastic Fluid. Phil. Trans. 61 (1771)584–677.

4. An Account of some Attempts to Imitate the Effect of the Torpe-do by Electricity. Phil. Trans. 66 Part I. (1776) 196–225.

5. An account of the Meteorological Instruments used at the RoyalSociety’s House. Phil. Trans. 66 (1776) 375.

6. The Report of the Committee of the Royal Society to Consider ofthe Best Method of Adjusting the Fixed Points of Thermometers,and of the Precautions Necessary to be used in Making Experi-metns with these Instruments. Phil. Trans. 67 (1777) 816.

7. An Account of the new Eudiometer. Phil. Trans. 73 (1783) 106.8. Observations on Mr Hutchins’s Experiments for Determining the

Degree of Cold at which Quicksilver Freezes. Phil. Trans. 73(1783) 303.

9. Answer to Mr Kirwan’s Remarks upon the Experiments on Air.Phil. Trans. 74 (1784)

10. Experiments on Air. Phil. Trans. 74 119. (1784)11. Experiments on Air. Phil. Trans. 75 372. (1785)12. An Account of Experiments made by Mr John McNab at Henley

House, Hudson’s Bay, relating to Freezing Mixtures. Phil. Trans.76 (1786) 241.

13. An Account of Experiments made by Mr John McNab at AlbanyFort, Hudson’s Bay, relative to the Freezing of Nitrous and Vit-riolic Acids. Phil. Trans. 78 (1788) 166.

14. On the conversion of a Mixture of deflogisticated and phlogisti-cated Air into nitrous Acid by eletctric Spark. Phil. Trans. 78(1788) 261.

15. On the Height of the Luminous Arch which was seen on Feb.23. 1784. Phil. Trans. 80 (1790) 101.

16. Experiments to determine the Density of the Earth. Phil. Trans.88 (1798) 469–526.

17. On an Improvement in the Manner of dividing astronomicalInstruments. Phil. Trans. (1809) 221.

Irodalom1. James Gerald Crowther: Scientists of the industrial revolution:

Joseph Black, James Watt, Joseph Priestley, Henry Cavendish.Cresset Press, London, 1962.

2. A. J. Berry: Henry Cavendish, his life and scientific work. Hut-chinson, London, 1960.

3. Frederick Seitz: Henry Cavendish: Catalyst for the Chemical Re-volution. Proc. Am. Philos. Soc. 148 (2004) 151–176.

4. Isobel Falconer: Henry Cavendish: the man and the measure-ment. Measurement Science and Technology 10 (1999) 470.

5. Cavendish, Henry a KFKI História rovatában (forrás: BritannicaHungarica) http://www.kfki.hu/physics/historia/localhost/webdok.php?namenev=cavendish

6. Simon Schaffer: Cavendish, Henry (1731–1810). Oxford Dictio-nary of National Biography. Oxford University Press, Sept.2004; online edn, Oct 2007. http://www.oxforddnb.com/view/article/4937

PÁLYÁZATOK

A 2010. ÉVI ÖVEGES JÓZSEF DÍJ PÁLYÁZATI FELHÍVÁSAA Magyar Nukleáris Társaság Elnöksége az iskolai fi-zikaoktatás kísérletes jellegének erôsítésére és a kí-sérletezô fizikatanárok elismerésére 2006 márciusá-ban Öveges József Díjat alapított. Az Öveges Díj egybronzból készült kisplasztika (Farkas Pál szobrász-mûvész munkája), a díj elnyerését tanúsító oklevél,valamint 2010-ben 200 000,- Ft egyszeri tudományosösztöndíj. A díjat iskolában oktató fizikatanárok nyer-hetik el, az általuk benyújtott pályázat alapján. A Díj

Alapító Okirata a következô címen olvasható az In-terneten: http://www.reak.bme.hu/mnt/Ovegesdij/Oveges_Alapokirat.htm.

A részletes pályázati kiírás megtekinthetô és pdf-benletölthetô a http://mnt.kfki.hu/index.php?contentid=1499&lag=hu webhelyen.

Ez úton hívjuk fel a fizikatanárokat, pályázzanak azórákon bemutatott (tanári vagy tanulói) kísérletekkel!

Sükösd Csaba, a Kuratórium elnöke

PÁLYÁZATOK 173

A FIZIKA TANÍTÁSA

BOLYAI ZENTÁNII. Kárpát-medencei tehetséggondozó kémiatábor és konferencia, 2010. március 19–21.

Tömpe PéterEGIS Gyógyszergyár Nyrt.

Kémikus kortársaimhoz hasonlóan, érdeklôdô hallga-tóként, elôadóként, vagy egyesületi szervezôként,évente 5-10 szakmai elôadáson veszek részt. Gyógy-szerészi kémiával és gyógyszer-analitikával foglalko-zó vegyészmérnökként teljesen tapasztalatlan vagyoka középiskolás kémiaoktatást terén. Ezért (is) ér né-hány meglepetés a szaktanárok és diákok gondjainakés örömeinek megismerésekor.

Az Magyar Kémikusok Egyesülete Intézô Bizottsá-ga tagjaként jobbára a Középiskolás Kémiai Lapok(KÖKÉL) szerkesztési és kiadási problémáit és az in-tegrált természettudományos, science típusú oktatásbevezetésével kapcsolatos polémiákat ismerem ésnem kötelességtudatból, hanem aggódó érdeklôdés-bôl olvasom el az e témával foglalkozó publikációkat.Legutóbb Papp Sándor és Szalay Luca cikkét a Ma-gyar Kémikusok Lapjában.1

1 Papp Sándor: Kémia és társadalom. Magyar Kémikusak Lapja65/3 (2010) 81–82.2 Simig Gyula, az EGIS Nyrt. kutatási igazgatója és Volk Balázs ku-tatási fôosztályvezetô nem csupán szakmai, hanem anyagi segítségetis nyújtanak az átlagon felüli érdeklôdésû és tudású diákoknak.

A szerzôk véleményét oszt-

1. ábra. A Kárpát-meden-cei Kémiatábor alapító ta-nára, Szórád Endre.

va, attól némileg befolyásolvaindultam a március 19. és 21.között megrendezésre kerülô,II. Kárpát-medencei Kémiatá-borba, Zentára, Szórád Endrevegyészmérnök kolléga és ké-mia-fizika szakos tanár (1. áb-ra ) meghívására.

Egy ilyen táborozástípusúszakmai rendezvényre törté-nô meghívás, különösen, haaz a tehetséggondozással,szûkös anyagiakkal, de bôsé-ges belsô értékekkel bíró családok tizenéves gyerme-keinek segítésével függ össze, még a profitorientáltvállalatok vezetôit is megérinti. Így az EGIS Nyrt. ku-tatási igazgatója ajándékaként a legújabb (és legszín-vonalasabb) általános kémiakönyvet is elvihettem azentai gimnázium kémia szakkörének.2

A „Kárpát-medenceiség” és a tehetséggondozásgondolata különös, talán megható hangulatot köl-csönzött a konferenciának. Ezt egy röpke epizóddalérzékeltethetem: a tábor másnapján, egy elôadás köz-ben a mellettem ülô székely iskolaigazgató a követke-

zôket súgta kémiatanár kollégájának: „nézd, azt agyermeket, a második sor szélén… már többször ész-revettem… hogy csillog a szeme, hogy figyel, meny-nyire látszik rajta az érdeklôdés… de jó lehet ilyengyerekeket tanítani…”3

3 Dimény János, a Kovászna megyei Baróti Szabó Dávid Iskola-központ igazgatója szavai.

Néhány illúzióvesztett, ideges, pesti pedagógusnakkellett volna hallania ezeket a szavakat, valamint agimnázium tanári szobájában megtartott bemutatkozóértekezlet gondolatait. A kollégisták által átadott kol-légiumi szobák emeletes ágyainak elfoglalása utánugyanis a tanári szobában gyûltek össze a vendéglá-tók és meghívottak. A közös cél – a tehetséges diákokkiválasztása, oktatásuk módszertani ötletei és a diák-versenyek rendszerének szervezése – régi ismerôssétette a távolról összekerült kartársakat és elôadókat. Ahatáron túliság, a nehéz pedagógussors, az elismert-ség hiánya, a mellôzöttség szóba sem került. A taná-rok tanítványaikkal foglalkoztak: a tanulók tudásbôví-tésének és világképének fejlesztésével, a laboratóriu-mi gyakorlatok témáival, a szemléltetô kísérletekkel, ademonstrációs ötletekkel, valamint a tankönyvekkelés a tantervekkel.

Az elôadók nem elôadni, hanem tanítani akartak,és a gimnazisták közé visszaülve ôk is új ismeretetszerezni a következô elôadótól. No meg kísérletezniis újra, amire Jarosievitz Zoltán, az ElektrotechnikaiMúzeumból kínálta a legjobb lehetôséget. Jarosievitztanár úr természetesen egy „Van de Graaf”-generátor-ral érkezett és sok szellemes, meglepô demonstrációseszközzel. Elôadása és a diákokkal közös kísérletezésélménye alól még a BME tanszékvezetôje, SükösdCsaba atomfizikus sem tudta kivonni magát. A megis-merés és tudás öröme mindenkit megérintett. SükösdCsaba a CERN gyorsítóinak világát, majd az anyag- ésatomszerkezet, valamint a mikrovilág – csak közvetettmódon vizsgálható – izgalmas részleteit ismertettemeg a hallgatósággal. A teremtésközeli fizikai (koz-mológiai) események kronológiája már szabad teretadott az ifjúi fantáziának is.

Praktizáló szaktanárként és a neveléstudománytmûvelô szakértôként Jarosievitz Beáta tartott látvá-nyos elôadást a tehetséges általános és középiskolástanulók kiválasztásáról és azokról a nemzetközi pro-jektekrôl, amelyekkel – bevonva a kutatásokba – kel-tik fel a fiatalok érdeklôdését.


Csanádi János, az Újvidéki Egyetem szerves kémi-

2. ábra. A 2008. évi EGIS Innovációs díjjal jutalmazott, egykori bolyais Gleszer Erik, már mintszegedi egyetemista szervezte meg a vajdasági Óbecsén megtartott Than-napokat. Az ünnepnaprakészült plakát és postai levelezôlap.

kus egyetemi docense elméleti szerves kémiai témátmutatott be az átlagon felüli érdeklôdésû hallgatóság-nak: Oláh György Nobel-díjasunk életmûvébôl a kar-bokationok képzôdését és azok reakcióit, valamintszerkezetük igazolását magyarázta el. Az ugyancsakvajdasági születésû Gleszer Erik következett, aki egyút-tal házigazdának is számítható, mivel két évvel ezelôttmég maga is a zentai Bolyai Tehetséggondozó Gimná-zium és Kollégium diákja volt, ma a Szegedi Tudo-mányegyetem hallgatója. És tanulmányai mellett tudo-mány- és gyógyszerészet-történettel is foglalkozik.Utóbbi témában a vajdasági Óbecse szülötteirôl, ThanMór festôrôl (az elsô magyar bélyeg és Kossuth-bankógrafikus tervezôjérôl) és Than Károly ról (a magyarnyelvû kémiaoktatás megteremtôjérôl és kiemelkedôtudományszervezôrôl) tartott elôadást (2. ábra ).

A kémiaszakos diáklányok és tanárnôik különösfigyelemmel hallgatták a metabolizmus és farmakoki-netika területéhez kapcsolódó legutóbbi tudományoseredményeket, amelyek a gyógyszer-étel interakciók-ról és a tápanyagok hasznosításáról (elméleti fogyó-kúrák módszertanáról) is szóltak. Klebovich Imre pro-fesszor, a Semmelweis Egyetem tanszékvezetôje elô-adásának hatására bizton állíthatjuk, hogy néhány

középiskolást hamarosan aGyógyszerész Kar növendé-kei között láthatunk viszont.

Jómagam a gyógyszerkuta-tásban alkalmazott fizikai-ké-miai vizsgáló módszerekrôl ésaz elektrokémiai érzékelôkrôlbeszéltem. A tiszta tekintetû,vidám diákok érdeklôdô fi-gyelme elôször kissé zavarbaejtett, majd megéreztem, hogyez a legfontosabb dolog, ami-ért érdemes volt felkészülnömés eljönnöm. Ezért érdemespedagógusnak lenni…

A vendégelôadókat köve-tôen már az igazi táborozás

következett, közös részvétellel, diákkísérletekkel ésvetélkedôkkel: a szomszédos Palics foglalkozásvezetôkémiatanára, Hajnal Zsuzsanna a növények sav-tartalmának vizsgálatáról tartott bemutató kísérletet; aközeli Stevan Sremac – Thurzó Lajos iskola kémiata-nára, Urbán Hodik Marianna az elemek periódusosrendszerérôl tanított, végül a kémia sava-borsát adólátványos kísérleteket Szórád tanár úr irányításávalvégezhették a vállalkozó kedvûek.

A háromnapos konferencia levezetô elnöke és egyikházigazdája, Szórád Endre volt a legjobb határon túlikutatótanár, a 2009. évi „Év Mentora” díj kiemelt díja-zottja, aki (a díjátadás indoklása szerint is) „mágneskéntvonzza magához a diákokat korszerû gondolkodásávalés végtelen lelkesedésével”. Másik házigazda az ugyan-csak kémiatanár Gajda Andrea volt, sok versenygyôz-tes gimnazista támogatója. A 2003-ban – a Bolyai Ala-pítvány4 segítségével – alapított zentai iskola igazgatója,

4 Bolyai Farkas Alapítvány a Magyarul Tanuló Tehetségekért,24400 Senta (SCG) Posta utca 18.; www.bolyaigimi.org

Gajda Attila kiváló, fiatal tanári kart vezethet, akiknektanítványairól többet fogunk hallani a jövôben. Mert eza pedagóguspálya (szomorkás) törvénye: a tanítványokhíresebbek lesznek tanítójuknál.

AZ EGRI VARÁZSTORONY MISKOLCON DEBÜTÁLTVida József

Eszterházy Károly Foiskola, Eger

A Miskolci Egyetem meghívására kísérleti bemutatóttartottunk a borsodi megyeszékhelyen, a tízéves fenn-állását ünneplô Kocsonyafesztivál alkalmából. Há-romfôs csapatunk (Vida József, Ujfaludi László és Zol-ler Gábor ) vendégszereplése két napig tartott (február19. és 20.) az egyetem által szervezett Laborvarázs –Interaktív Természettudományi Játszóház nevû prog-ram részeként. A rendezvény helyszíne egy elhagyott,de igen tetszetôs, szecessziós stílusban épült banképü-let belsô fogadótere volt Miskolc fôutcáján.

A fesztivál óriási tömeget vonzott a városba, a fôut-cán igazi vásári hangulat uralkodott, rengeteg áruslepte el az egész környéket és éjjel-nappal hömpöly-gött az emberáradat. A banképületben rajtunk kívülaz egyetem interaktív bemutatói és sokféle kézmûvesprogram várta a látogatókat. A kísérleti bemutatókmellett erre az alkalomra elhoztuk Fényjelenségektermészetfotókon és képzômûvészeti alkotásokon címûkiállításunk tablóit is, amelyeket a bank elôcsarnoká-ban állítottunk ki.

A FIZIKA TANÍTÁSA 175

A kezdet nem adott okot bizakodásra, az épület elé

Nahát, ez igazán érdekes! (Newtoni bölcsô) Tessék nekem elmagyarázni, hogyan mûködik! (Lebegô földgömb)

Biztos, hogy fel fog repülni? (Hôlégballon) Nincs is olyan messze az Avas. (Földi távcsövezés)

helyezett csalogató tábla nem hatott a sétáló tömegre.Épp ott álldogáltam, amikor egy igen elegáns úr érkezettoda néhány (nem kevésbé elegáns) kísérôjével és, mint atársaság szóvivôje, hangosan olvasta a tábla feliratát:

„Kézmûves játszóház, ajándéktárgy készítésÉrdekességek a kémia, a számítástechnika,

az energetika, az ásványtan ésaz egészségtudomány területérôl.

Varázstorony – interaktív fizikai kísérleti bemutató.”Nahát – csapta össze tenyerét emberünk – „Ez igen!

Ennyi mindent egy helyen! Ez túl sok nekünk!” Ígyaztán az egész elegáns társaság elkanyarodott és aközeli zenés utcai bábjáték felé vette az irányt.Nekem is kétségeim támadtak, talán túl sok mindentzsúfoltunk össze egy helyen. A fesztivál közönsége –a bôség zavarában – egyébként is nehezen tud válasz-tani a sok program közül; lesz-e közönségünk?

Aggodalmam feleslegesnek bizonyult. Nemsokáraáramlani kezdett a tömeg a banképület belsejébe, sokfelnôtt és még több gyerek érkezett a mi kísérleti be-mutatónkhoz is, végül már-már kevésnek bizonyultháromfôs csapatunk. A sláger itt is, mint Egerben, ahôlégballon, a gyertyaoltó légágyú és a Lenz-ágyúvolt, de szorgalmasan próbálgatták a gyerekek a többikísérleti eszközünket is. Közben sok érdekes eszme-csere folyt a látogatókkal. Jött egy vasutas-fotómû-vész, akit elbûvölt a plazmagömb, szebbnél szebbfotókat készített róla, ketten is segédkeztünk neki,hogy egy esernyôvel leárnyékoljuk a zavaró háttérfé-nyeket, azután beszélgettünk: kiderült, hogy egész

sok közös ismerôsünk van. Jött az operett-énekesnô(mellesleg az egri fôiskolára jár – hiába, manapságtöbb lábon kell állni…) gyönyörû kicsi lányával, akitalig lehetett elcsalogatni a hôlégballontól. Azután kétfiatalembernek magyaráztam a „gondolkodó” golyó-sor mûködését, hogy tudniillik azért ugrik el a túlol-dalon ugyanannyi golyó, ahányat az innensô oldalonütköztetünk, mert egyidejûleg csak így teljesülhet azenergia- és az impulzus-megmaradás törvénye. Tágranyílt szemmel figyeltek, majd egyikük szinte szégyel-lôsen mondta, hogy ô sajnos „csak” egy mezôgazdász,de tisztában van azzal, hogy a fizika nagyszerû és „va-lami nagyon alapvetô” dolog, sajnálja, hogy nem érthozzá. Bíztattam, hogy mezôgazdászként is sok min-dent megtudhat a fizika szépségérôl, csak fogjon belebátran. Mindhármunknak feltûnt, hogy hiányzik egykorosztály a látogatók népes csoportjából: a gimnazis-ták. Pont azok, akik a szakmai utánpótlás szempontjá-ból a legfontosabbak lennének. Miért? A kérdésre soktudományos elemzés alapján tudjuk már a választ,mégis nehéz beletörôdni.

A kísérleti bemutatók, mint az ünnepek különlegescsemegéje? Bizarr és titokzatos színfoltok egy fesztivá-lon? Igen, talán mind a kettô. De tudjuk, hogy az ilyenbemutatók sikerét nem szabad komolyan venni, hiszenezek a fizika leginkább populáris oldalát mutatják meg,innen még hosszú, rögös az út az „igazi” fizikához.

Útközben hazafelé azért mégiscsak reményked-tünk: talán újra eljön az idô, amikor a fizika nemcsakaz ünnepek egzotikus mutatványa lesz, hanem sokfiatal hétköznapi hivatása is. Úgy, mint régen.


KÖNYVESPOLC

VILÁGHÍRÛ TUDÓSOK JELENRÔL ÉS JÖVÔRÔL12 TUDÓS A 21. SZÁZADRÓL – fôszerkesztô Szemenyei IstvánTinta Könyvkiadó, Budapest, 2009. 136 oldal

Tizenkét interjú neves tudósokkal – köztük háromNobel-díjassal – a világ különbözô tájairól, akik aktívkutatók, hatalmas kutató intézetek, kutatási progra-mok és az egész világra kiterjedô tudományos szerve-zetek vezetôi. Csaknem minden interjúnak más-máskérdezôje volt, általában olyanok, akik legtöbbszörmaguk is elismert szakemberek, jelentôs ismeretekkela kérdezett tudományterületen. A kérdések mindenegyes tudós esetében hasonló jellegûek voltak.

A kérdezett pályájára, szakterületének legutóbbikiemelkedô eredményeire és megoldatlan problémái-ra, az emberiség égetô kérdéseire, az elmúlt és ajelen század kutatási stílusának és módszereinek kü-lönbségére, valamint a tudomány és a társadalomviszonyára irányultak. Az interjúk a 4. World ScienceForum alkalmából készültek, amelyet 2003 óta a Ma-gyar Tudományos Akadémia kezdeményezésére két-évente tartanak Budapesten. A kötet elé PálinkásJózsef, a Magyar Tudományos Akadémia elnöke írtelôszót.

Az interjúalanyok közül öt fizikus, illetve asztrofizi-kus – Barabási Albert-László, Northeastern és Har-vard Egyetem, USA; Catherine Bréchignac, a CNRSelnöke, Franciaország; Catherine Cesarsky, a Nemzet-közi Csillagászati Unió volt elnöke, Franciaország;Mohamed H. A. Hassan, az Afrikai Tudományos Aka-démia elnöke, Kenya és Rolf-Dieter Heuer, a CERNfôigazgatója, Svájc –, egy matematikus – Lovász Lász-ló, a Nemzetközi Matematikai Unió elnöke, Magyaror-szág –, kettô kémikus, illetve biokémikus – WernerArber, az ICSU volt elnöke, Nobel-díjas, Svájc; AhmedH. Zewail, a California Institute of Technology pro-fesszora, USA, Nobel-díjas –, kettô a mérnöki tudomá-nyok mûvelôje – Lu Yongxiang, a Kínai TudományosAkadémia elnöke, Kína; Pavlics Ferenc, a NASA mun-katársa, a holdautó tervezôje, USA – és végül egypszichológus – Csíkszentmihályi Mihály, a kaliforniaiQuality of Life Research Center igazgatója, USA – ésegy agykutató – Erwin Neher, Max-Planck Biofizikaiés Kémiai Intézet, Németország, Nobel-díjas – volt.Közülük tízen a fejlett országokban dolgoznak (tízbôlviszont egy Egyiptomból származik) és a tizenkettô-bôl kettô a nôi kutató.

Egyáltalán nem meglepô, hogy a legkülönbözôbbországokban élô és tudományszakokban dolgozótudósok véleménye számos vonatkozásban mennyiremegegyezik a különbözô kérdések esetében. Néz-zünk e kérdések közül egyet-kettôt.

A mai világ legégetôbb kérdésének Werner Arber atúlnépesedést, a szegénységet, Barabási Albert Lászlóa szegénységet, az éhséget, az energia- és vízhiányt,Catherine Bréchignac bolygónk túlnépesedését,Catherine Cesarsky a háborús fenyegetést, a nyomort,az oktatás hiányát, a környezetszennyezést és a klí-maváltozást, Mohamed H. A. Hassan a szegénységet,a fertôzô betegségeket, a klímaváltozást, a pénzügyiválságot, a víz- és az energiahiányt, valamint a biodi-verzitás fenyegetettségét, Lovász László a fejlôdô or-szágok támogatását, Lu Yongxiang a fenntarthatófejlôdést, a globális felmelegedést, az egészségügyfejlesztését, az energiakérdést, a tiszta víz biztosítását,a környezetszennyezést, a természeti katasztrófákelleni védelmet és a közbiztonságot, Ervin Neher akörnyezetszennyezést, az éghajlatváltozást, a háborúskonfliktusok és a terrorizmus kezelését, valamint agazdasági válságot, Pavlics Ferenc az ésszerû gazdál-kodást az erôforrásokkal, a népesedési problémákat,az energia és az élelem biztosítását, a környezet-szennyezést és a globális felmelegedést, Ahmed H.Zewail a békés egymás mellett élést, az oktatás szé-leskörû biztosítását, a szegénységet, az energia bizto-sítását, a migrációt, a klímaváltozást, az élelmiszer- ésvízhiányt, a járványokat és az atomfegyvereket tartja.

A 20. és 21. század tudománya közötti különbsé-get Werner Arber az egyre kisebb és egyre távolibbobjektumok vizsgálatában, Catherine Bréchignac akollektív jelleg elôtérbe kerülésében, a számítógépesszimuláció felhasználásában és irdatlan adattömegkezelésében, Mohamed H. A. Hassan a számítógép ésaz internet felhasználását a kutatásban, Lovász Lászlóa komputerek által kiváltott fejlôdést az alkalmazottmatematikában, Lu Yongxiang a tudomány és az in-nováció szorosabb kapcsolatában, továbbá az új kuta-tási eszközök széles körû alkalmazásában (vákuum-technológiák, pásztázó alagútmikroszkóp stb.), vala-mint a számítógép-hálózatok és tudományos kapcso-latok intenzívebb kihasználásában, Pavlics Ferenc azinternet és a nagyteljesítményû számítógépek felhasz-nálásában, Ahmed H. Zewail az inter- és multidiszcip-lináris megközelítés elôtérbe kerülésében és az egyreszûkebb területre specializálódásban látja.

Arra a kérdésre, hogy szakterületén mit tart a kö-zelmúlt legnagyobb felfedezésének és mit tart ott ésáltalában is a legfontosabb tudományos kihívások-nak, a következô válaszok születtek. Catherine Ce-sarsky az exobolygók, azaz a Naprendszeren kívüli,

KÖNYVESPOLC 177

más csillagok körül keringô bolygók felfedezését ésaz Univerzum gyorsuló tágulását, valamint az ennekmegfelelô sötét energia létezésének a felismerésétemlíti és ez utóbbi természetének tisztázását tartja azelkövetkezô idô legnagyobb feladatának. A saját tu-dományterületét tekintve Csíkszentmihályi Mihályszerint „a pozitív pszichológiának fontos szerep jutegy olyan élet felvázolásában, ahol nem az anyagihatalom és birtoklás, a tulajdonlás körül forog min-den, s amely alternatív élet ugyanakkor izgalmas, kre-atív és kielégítô”. Mohamed H. A Hassan a következôidôszak kihívásának tartja, „hogy tudományos megol-dást találjunk a vizet, energiát, egészséget, mezôgaz-daságot és biodiverzitást…, valamint klímaváltozástérintô összetett fenntarthatósági problémákra”. Rolf-Dieter Heuer a legnagyobb eredménynek között tartjaszámon a world wide web felfedezését és továbbfej-lesztését, gridet, amely messze túlmutat a részecskefi-zika területén, az „információcsere forradalmát hozta,Gutenberg óta a legnagyobbat”, saját szakterületénpedig a részecskefizika Standard modelljét. A kihívá-sok között említi, hogy a Világmindenség anyag- ésenergiatartalmának csak mintegy 5%-át ismerjük úgy-ahogy, a sötét anyag és energia esetében csak létezé-sükrôl tudunk. Rejtély az anyag és antianyag arányta-lansága is az Univerzumban, és a Standard modellnekis komoly hiányosságai vannak. Lovász László a mate-matika legnagyobb hatású felismerései egyikénektartja az algoritmusok (számítási eljárások) matemati-kai jellegû vizsgálatát, továbbá a véletlen módszerekelôtérbe kerülését. Az egyik legfontosabb kutatásiprioritásnak tekinti az élet megértését matematikaieszközökkel. „A rendszer, amelyet szeretnénk megér-teni, egymással kölcsönhatásban lévô diszkrét ele-mekbôl áll: sejtekbôl, idegsejtekbôl, esetleg állatok,növények halmazából. Közöttük a kölcsönhatásokatbonyolult hálózat írja le, amely matematikailag egyóriási nagy gráfnak tekinthetô. S akkor újra elôttünk akérdés: ez a hálózat miként mûködik, milyen a szer-kezete?” Egy ennél közelibb feladat az algoritmusel-mélet egyik alapkérdésének eldöntése, éspedig egy

matematikai eljárás jóságának ellenôrizhetôsége. LuYongxiang mérnök lévén a legnagyobb eredményekközött az áramlástan elméletében és a rá vonatkozómérésekben elért áttöréseket említi, a megoldandóproblémák között is gyakorlati jellegûeket sorol fel: amegújuló energiák kifejlesztése, a fenntarthatóság újmódjainak felfedezése, a vízhiány és a klímaváltozáskérdéseinek megoldása. Erwin Neher a tudományosfelfedezések között elsôsorban saját Nobel-díjas ered-ményérôl szól: egy új, úgynevezett „patch-clamp”membrán-fiziológiai technikáról van szó, amely lehe-tôvé teszi az ion-csatornákban a kis elektromos ára-mok tanulmányozását. A kihívások között elsô helyreaz agy mûködésének megértését teszi és ezen túlme-nôen önmagunk megértését, azt, hogy „kik vagyunk,mit gondolunk, miként mûködik az élet, szerveinkhogyan funkcionálnak, mi a mûködési elvük a minketkörülvevô organizmusoknak”. Pavlics Ferenc a legna-gyobb tudományos eredményeket az ûrkutatásban el-értek között látja: sikerült mûholdakkal, mûszerekkelmegvizsgálni a Naprendszer minden bolygóját, számosholdját. A kihívások a Föld, a Nap, a Mars jobb megis-merését jelentik az ûreszközökkel, az emberi tartózko-dás feltételének megteremtését a Holdon. Ahmed H.Zewail a komplex rendszerek kialakulásának és visel-kedésének megértését emeli ki, továbbá a négydimen-ziós mikroszkópia megteremtését (az események idô-beli követésével), de az Ôsrobbanásra, a genomszek-venciák további felderítésére, az agymûködés értelme-zésére és a molekuláris orvostudomány megszületésé-re vonatkozó eredményeket is nagyon fontosnak tart-ja. A jövô kutatásoknak a fehérjemolekula „jó és rossz”viselkedésére kell választ keresniük (ha „rosszul” gom-bolyodik, az például Alzheimer-kórhoz vezet), továb-bá a gének molekuláris kezelésére, de az is kérdés,hogy a nanoszerkezetek viselkedésének megértéséhez„szükség van-e »új fizikára«”.

Ha valaki végigolvassa a könyvet bizonyos érte-lemben új fényben látja nem csak a ma és a jövô tu-dományát, de mai és jövendô életünket, világunkat is.

Berényi Dénes

HÍREK – ESEMÉNYEK

HÍREK ITTHONRÓL

Kitüntetések2010. március 27-én a Babes–Bolyai Tudományegye-tem (BBTE) díszdoktorává avatták a Magyar Tudomá-nyos Akadémia debreceni Atommagkutató Intézeté-nek professzorát, Berényi Dénes t.

„A fizikának szüksége van olyan tág látáskörû, azújdonságokra nyitott szakemberre, mint Berényi Dé-nes, aki szervezési készségével, munkabírásával, akolozsvári és debreceni fizika egyetem közötti együtt-


mûködés elôsegítésével, a fejlesztésében játszott je-

Szerkesztõség: 1027 Budapest, II. Fõ utca 68. Eötvös Loránd Fizikai Társulat. Telefon/fax: (1) 201-8682A Társulat Internet honlapja http://www.elft.hu, e-postacíme: [email protected] az Eötvös Loránd Fizikai Társulat, felelõs: Szatmáry Zoltán fõszerkesztõ.

Kéziratokat nem õrzünk meg és nem küldünk vissza. A szerzõknek tiszteletpéldányt küldünk.Nyomdai elõkészítés: Kármán Tamás, nyomdai munkálatok: OOK-PRESS Kft., felelõs vezetõ: Szathmáry Attila ügyvezetõ igazgató.

Terjeszti az Eötvös Loránd Fizikai Társulat, elõfizethetõ a Társulatnál vagy postautalványon a 10200830-32310274-00000000 számú egyszámlán.Megjelenik havonta, egyes szám ára: 780.- Ft + postaköltség.

HU ISSN 0015–3257 HU ISSN 1588–0540(nyomtatott) és (online)

lentôs szerepével kiérdemli az egyetem legrangosabbakadémiai kitüntetését” – jelentette ki Nagy László azegyetem fôépületében tartott díjátadó ünnepségen.

A BBTE Fizika Karának dékánhelyettese szerint azatomfizikus hozzájárult a kolozsvári fizikushallgatókképzéséhez, a fizika szak fejlôdéséhez. Berényinekköszönhetôen számos közös konferenciát, kutatástszerveztek a Debreceni Egyetem és a Babes–BolyaiEgyetem, illetve e két egyetem karai.

✧

A finn köztársasági elnök asszony, Tarja Halonenáltal odaítélt Finn Oroszlán lovagrend parancsnokiérdemrendjé t Jari Vilén nagykövet úr 2010. április 20-án adta át Kroó Norbert professzor úrnak.

Kroó professzor kutatási területe többek között aneutronfizika, az optika és a lézerfizika. Ezeken aterületeken együttmûködést folytatott a Mûszaki Fôis-kolával, a Helsinki Egyetemmel és az Állami Tudomá-nyos Kutatóintézettel.

Kroó professzor úr érdemeit korábban a HelsinkiEgyetem díszdoktori címével is elismerték.

HÍREK A NAGYVILÁGBÓL

Kvantumos repedés a kriptográfia páncéljánA kvantum-kriptográfia egyáltalán nem legyôzhetet-len, amint azt sok kutató gondolta: egy kereskedelmiforgalomban kapható kvantumkulcsot elsô ízben si-került hackereknek feltörni.

Elméletben a kvantum-kriptográfia – kvantumrend-szerek felhasználása információk titkosítására – tökéle-tesen biztonságos. Azt a tényt használja ki, hogy lehe-tetlen egy kvantumrendszeren mérést végezni anélkül,hogy állapotát megzavarnánk. Vagyis ha két ember egyközös kvantumkulcsot használ az információ titkosítá-sára, egy harmadik személy nem juthat annak birtoká-ba anélkül, hogy észrevehetô hibákat keltsen, amelyek

a kulcsok összehasonlításánál azonnal jelzik a próbálko-zást. A valóságban azonban nem létezik tökéletes kvan-tum-kriptográfiai rendszer, mivel a környezet zaja óha-tatlanul behatol a rendszerbe. Kvantumfizikusok kiszá-mították, hogy ha a két felhasználó személy kulcsa kö-zötti különbség 20% alatt marad, akkor a rejtjelezés biz-tonságos. Ezzel szemben Hoi-Kwong Lo kvantumfizikusés kollégái a Toronto Egyetemen, Ontarióban feltörtekegy kereskedelmi forgalomban kapható titkosító rend-szert – amelynek gyártója a genfi székhelyû ID Quan-tique – úgy, hogy a bûvös 20% határ alatt maradtak.

(http://www.americanscientist.org/)

A Pentagon a kutatási pénzeket átirányítja az alkalmazott kutatásokraEgy tudományos tanácsadó csoport azt találta, hogy aVédelmi Minisztérium (Department of Defense, DOD)az alapkutatásra szánt pénzek jelentôs részét rövidtá-vú alkalmazott kutatási projektekre fordítja, és ezzelgyengíti az ügynökség tudományos profilját. „Úgylátjuk, hogy a DOD alapkutatási programjának leg-fontosabb szempontjai megsérültek” – állítja a tanul-mány, amelyet a független JASON-csoport adott ki azelmúlt évben, de a Pentagon csak nemrég hozott nyil-vánosságra, miután az Amerikai Tudósok Szövetsége(Federation of American Scientists) az információszabadsága törvényre hivatkozva kérte azt.

Ismerve a hadsereg igényeit, nem meglepô, hogy aDOD 13,5 milliárd dolláros tudományos és mûszakifejlesztési költségvetésének túlnyomó részét alkalma-

zott kutatásra és mûszaki fejlesztésre költi. Csupán 1,9milliárd dollár, a teljes keret 15%-a jut alapkutatások-ra. Amikor azonban a JASON-tanulmány szerzôi 258alapkutatási projekt leírását megvizsgálták, kiderült,hogy sok program nem teljesíti az alapkutatások Pen-tagon által megszabott feltételeit. Például az egyikprojekt „ismeretlen ûreszközök jellemzése optikai ésradarvizsgálattal” témával foglalkozott, míg egy má-sikban számítógépes programokat szándékoztak fej-leszteni légi fegyverzetekhez.

A tanulmány szerint „az alapkutatásokra fordíthatótámogatást inkább a közvetlen rövidtávú igények kielé-gítésére fordították, ez pedig az alapkutatások káráratörtént, ellentétben a DOD céljaival és direktíváival”.

(http://news.sciencemag.org/)

HÍREK – ESEMÉNYEK 179

HÍREK AZ UNIVERZUMBÓL

A legtöbb csillag ikerként születikA Spitzer-távcsô segítségével a csillagászok elôszörszereztek bizonyítékot arra, hogy sok – sôt lehet hogya legtöbb – kettôscsillag azonos porfelhôbôl jön létre,ugyanúgy, ahogy az egypetéjû ikrek a Földön egyet-len embrióból válnak ketté. Úgy tûnik, hogy egyesprotosztelláris ködök gyakran szabálytalan, hosszúkásalakot öltenek és nem maradnak gömbszimmetriku-sak. Ha ez történik, sokkal egyszerûbb a ködnek két,mint egyetlen csillagba kondenzálódnia. A Spitzer-

teleszkóp segítségével – amelynek infravörös érzé-kenysége révén be lehet látni a porháló belsejébe ésnyomon lehet követni a csillagképzôdés folyamatát – acsillagászok azt találták, hogy 20 protosztelláris ködbôl17 vett fel hosszúkás, elnyújtott alakot. A fennmaradómásik három köd sem volt azonban gömb alakú. Ezmagyarázatot kínál arra, hogy a Tejútrendszerben a leg-több csillag miért kettôscsillag.

(http://news.sciencemag.org)

Jégrétegek a Hold északi pólusvidékénAz indiai Chandrayaan-1 holdszonda mini-radar mû-szerével amerikai és indiai kutatók jelentôs mennyisé-gû vízjeget mutattak ki a Hold északi pólusvidékénmintegy negyven kráter belsejében.

Az Indiai Ûrkutatási Szervezet (ISRO) 2008. október22-én útnak indított Chandrayaan-1 („Holdhajó”) ûr-szondája fedélzeti mûszerei között mûködött egyMini-SAR elnevezésû radarberendezés is, amit a NASAtudósai készítettek. A mûszer a holdfelszín 99%-átvégigpásztázta, a pólusvidékeken pedig a vízjég nyo-mai után kutatott.

A vízjég radaros kimutatása azon alapul, hogy a kibo-csátott radarjelek polarizációját hogyan változtatja mega jeleket visszaverô felszín. Az átlagos holdi talaj a ra-darhullámok cirkuláris polarizációját megfordítja, vagyisa felszínre érkezô balról cirkulárisan polarizált jeletjobbra cirkulárisan polárossá alakítja. A vízjéggel borí-tott felszín viszont az eredeti polarizációs irányt nagy-mértékben megtartja. Ez fôleg amiatt van, mert a fagyottillóanyagok, így a vízjég átlátszóbb az elektromágneses

hullámok számára, mint például a regolit vagy egy tör-melékes felszín. Van azonban egy nagy nehézség: ha-sonló radarjelet ver vissza egy nagyon durva felszín is,például a fiatal holdkráterek belseje és környezete. Ígytehát a holdkráterek esetében pusztán csak belsejük ra-darmérései nem adnak egyértelmû eredményt, meg kellvizsgálni a kráterek közvetlen környezetét is. Azoknál akrátereknél, amelyek belseje a radarpolarizáció alapjánutal vízjégre, de a pereme nem, a vízjég jelenléte máregyértelmû – különösen igaz ez azokra a kráterekre,amelyekbe soha nem süt be a Nap.

A Hold északi pólusvidékén összesen mintegynegyven kráterben mutatták ki most a vízjeget. E krá-terek többségének átmérôje 1–15 km közötti, és akörülbelül 42 km átmérôjû Rozhdestvenskiy-kráterkörnyékén fordulnak elô nagyobb számban. A NASAbecslése szerint a Hold északi pólusát övezô kráterek-ben akár több százmillió tonna, de legfeljebb 600 mil-lió tonna vízjég lehet.

Tóth Imre

Segítsen Ön is a napviharok elôrejelzésében!A Solar Stormwatch program elindítói a nagyközön-ség segítségét is kérik a NASA napkutató mûholdjai-nak adatelemzésében.

Bô tíz évvel ezelôtt indult útjára az azóta világhírûvévált SETI@home kezdeményezés, amelynek célkitûzéseaz volt, hogy a földönkívüli civilizációk üzeneteire va-dászó rádiótávcsövek által rögzített, egyre gyorsulóütemben növekvô adatmennyiség feldolgozásába belehessen vonni az internetet használó magánemberekszámítógépeit is. Az ötlet kiváló volt, hiszen világszertetöbb millióan csatlakoztak a programhoz, s az így létre-jött hálózat nagyobb számítási kapacitást biztosítottbármely szuperszámítógépnél – ráadásul kifejezettenköltséghatékony módon. A SETI@home (amelynekmûködtetési elvét késôbb más területeken is alkalmaz-

ták) ugyanakkor csak passzív részvételt tesz lehetôvé afelhasználók számára (a program képernyôvédôkéntfut, tehát akkor dolgozik, amikor az illetô éppen nemhasználja a számítógépét), magában az adatfeldolgo-zásban nem vesznek részt.

2006-ban a kutatói szféra még egy lépéssel közelí-tett az amatôrcsillagászok és laikusok felé. A Stardustûrszonda két évvel korábban a Wild-2 üstökös kómá-jából gyûjtött mintát a kirepülô poranyagból, s ezt egykapszulában juttatta vissza a Földre. A tudósok mind-össze 1–2 mikrométer átmérôjû bolygóközi porszem-csék kimutatását tûzték ki célul, amit a mintagyûjtésrehasznált, körülbelül 1000 cm2 felületû (azaz nagyjábólegy közepes méretû mûanyag tálca felületével egye-zô) aerogél anyagban kellett véghezvinni. Ráadásul a


feladathoz csak két nagy nagyítású, ám éppen ezért

A Galaxis egyik tipikus gömbhalmaza, az M80 a Skorpió csillagkép-ben. Az új eredmény szerint a Tejútrendszer 160 ismert gömbhalma-zának körülbelül negyede más galaxisból származik. [NASA/TheHubble Heritage Team/STScI/AURA]

nagyon kicsi látómezejû mikroszkóp állt rendelkezés-re, amelyek több millió felvételt készítettek a mintateljes lefedéséhez. Ezek átnézése sziszifuszi munkátjelentett volna a témával foglalkozó, néhány fôs kuta-tócsoportnak, ezért a felvételeket az interneten is köz-zétették a Stardust@home program keretein belül,több ezer felhasználót bevonva a programba.

Nem sokkal késôbb több hasonló projekt is elin-dult, elsôsorban a nagy digitális égboltfelmérésekadatfeldolgozásával kapcsolatban. Ezeket a kezdemé-nyezéseket a Zooniverse nevû program fogja össze,amelyen belül az elmúlt 2–3 évben bárki bekapcso-lódhatott például a rengeteg, újonnan felfedezett gala-xis osztályozásába, kölcsönható galaxisok megfigye-lésébe, vagy szupernóvák keresésébe.

A Zooniverse mûködtetôinek legújabb kezdemé-nyezése (amelyben több más intézmény és szervezet,így a NASA és a Greenwich-i Királyi Csillagvizsgáló isrészt vesz) a Solar Stormwatch (azaz napvihar-figyelô)nevet viseli. Az új alprogramhoz csatlakozó önkénte-sek feladata az, hogy segítsék a kutatókat a NASA

2006 óta üzemelô, STEREO napkutató szondáinakadatfeldolgozásában. A szondapáros tagjai egyszerre,de más-más irányból fényképezik a Napot, így három-dimenziós látványt nyújtanak a Napon lejátszódó je-lenségekrôl – például a koronakitörésekrôl (coronalmass ejection, CME) is. Ezek a hatalmas plazmabubo-rékok a heves napkitörések alkalmával, igen nagysebességgel (1–2 millió km/h) hagyják el központicsillagunkat. A ledobódó plazmafelhôk alkalomadtána Föld térségét is elérhetik, s akár komolyabb problé-mákat is okozhatnak a mûholdak, a távközlési rend-szerek és az elektromos hálózatok mûködésében,valamint az ûrállomás aktuális legénysége számára iskockázati tényezôt jelentenek.

A STEREO megfigyelései révén a koronakitörésmérete és sebessége a korábbiaknál jóval pontosab-ban becsülhetô, így a Földet veszélyeztetô napviharokelôrejelzése is megbízhatóbb. A szondapáros felvéte-leinek folyamatos vizsgálata azonban elég nagymennyiségû munkát jelent, így a kutatók a nagykö-zönség segítségét is kérik ebben.

Szalai Tamás

Idegenek a TejútrendszerbenEgy új kutatási eredmény szerint a Galaxis gömbhal-mazainak körülbelül huszonöt százaléka nem a Tejút-rendszerben alakult ki, hanem más galaxisokból ván-dorolt be az utóbbi néhány milliárd évben.

A Tejútrendszer gömbhalmazairól – amelyek közüla kisebbek néhány tízezer, a legnagyobbak azonbantöbb millió csillagot is tartalmaznak – már korábban issejtették, hogy egy részük nem a Galaxisban alakultki, hanem máshonnan származik. Az ausztrál DuncanForbes (Swinburne University of Technology) és ka-nadai munkatársa, Terry Bridges alkotta szerzôpáros-nak a Hubble-ûrteleszkóp adatbázisait felhasználvamost sikerült több halmaz korát és kémiai összetételétmeghatároznia, s ez alapján következtetni származá-sukra. Forbes szerint a nem a Tejútrendszerbôl szár-mazó gömbhalmazok a hasonló elemgyakoriságú

(fémtartalmú) „bennszülött” társaikkal összehasonlít-va egyértelmûen fiatalabbaknak tûnnek. Az elemzésszerint a kintrôl jött gömbhalmazok aránya elérheti a25 százalékot is, azaz a Galaxis pusztán ezekkel agömbhalmazokkal több tízmillió csillaghoz jutott.

Az eredmény azt is sugallja egyben, hogy a Tejút-rendszer története során több törpegalaxist kebelezettbe, mint ahogyan azt eddig gondolták. Jelenleghárom ilyen beszippantott kísérôt ismerünk, az egyika SagDEG (Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy), amásik kettô pedig az Ursa Major I és II, ezeket 1994-ben, illetve 2005-ben és 2006-ban azonosították.Azóta csillagaik pozíciói és sebességeloszlása alapjánmár több gömbhalmazról kiderítették, hogy ezen tör-pegalaxisokból származhatnak. Forbes ezeket agömbhalmazokat is megvizsgálta és kimutatta, hogy arájuk vonatkozó kor-fémesség reláció szintén fiata-labbnak mutatja ôket. Becslése szerint a Tejútrendszer6–8 törpegalaxis befogásával összesen 27–47 gömb-halmazt szerezhetett az utóbbi néhány milliárd évben.Érdekes, hogy bár az akkréciós folyamatok során atörpegalaxisok fölbomlottak, és egyedi csillagaik el-keveredtek a Tejútrendszer többi csillaga között,gömbhalmazaik – nyilván a csillagaik közötti nagyobbgravitációs vonzás okán – túlélték ezt, és egyben ma-radtak. Forbes és Bridges eredménye egyrészt erôsítiazt az elképzelést, hogy a Tejútrendszerhez hasonlóóriásgalaxisok kisebbek bekebelezésével növeked-nek, másrészt a bennük található gömbhalmazok kor-fémesség relációi alapján lehetôség nyílhat más gala-xisok fejlôdési történetének feltárására is.

Forrás: Astronomy Now OnlineKovács József

http://www.szinpadon-a-tudomány.hu

Színpadona természettudomány

Természettudomány-tanítási fesztiválMagyarországon

Csodák Palotája – Budapest, Millenáris Park, 2010. október 2.

Fõvédnök: Prof. Pálinkás József akadémikus, az MTA elnöke

Védnökök: Prof. Falus András akadémikus, egyetemi tanár, SOTE

Prof. Csermely Péter egyetemi tanár, SOTE

Pályázhat minden fizika-, kémia-, biológiaszakos tanár vagy tanító, valamint határon túli, magyar nyelven

természettudományt oktató tanár is, ha saját országa nem indít csapatot a 2011-es koppenhágai Science on

Stage fesztiválra.

Pályázni lehet innovatív ötletekkel, kísérleti bemutatókkal, sikeresen megvalósított projektekkel, színpadi

bemutatókkal, amelyek segítik a természettudományok tanítását, felkeltik a tanulók érdeklõdését a téma

iránt, motiválják õket ez irányú továbbtanulásra. A pályázati anyagnak a tervezett bemutató rövid – legfeljebb

2 oldalnyi – leírását kell tartalmaznia.

A pályázatok postán adhatók be a következõ címen:

Eötvös Loránd Fizikai Társulat / Science on Stage Magyarország, 1027 Budapest, Fõ utca 68.

A zsûri által kiválasztott pályamunkákat a fesztiválon

a Csodák Palotájában 2010. október 2-án 20 perces

elõadás keretében kell bemutatni. Azokat a szakma

elismert szakembereibõl álló zsûri értékeli.

az elsõ kilenc díjazott, mint a magyar

delegáció tagja kiutazást nyer Koppenhágába,

a 2011. április 16–19-ig tartandó pán-európai

Science on Stage fesztiválra. Errõl angol nyelven

lásd: http://www.science-on-stage.eu/?p=3

a szponzoroknak köszönhetõen a zsûri

értékes különdíjakat is odaítél.

A pályázat beadási határideje 2010. július 15.

Fõdíjak:

Különdíjak:

aaaaa

További információk:

Szervezõ bizottság:

A korábbi Science on Stage, illetve az azokat megelõzõ Physics on Stage fesztiválokon a magyar pedagógusok sikeresen szerepeltek, és több értékes díjat is szereztek.

Lásd pl.: http://www.kfki.hu/fszemle/archivum/fsz0903/FizSzem-200903.pdf (101. oldal)

http://www.szinpadon-a-tudomany.hu

http://www.science-on-stage.eu (angol nyelven)

http://www.esa.int/SPECIALS/Science_on_Stage/ (angol nyelven)

Egyed László, Fodor Erika, Hadházy Tibor, Holzgethán Katalin, Makai Szilvia, Nagy Anett, Nádori Gergely, Sükösd Csaba ([email protected]), Ujvári Sándor 9

77

00

15

32

50

09

50

00

1

ISS

N0

01

53

25

-7

Documents

fizikai szemlefizikaiszemle.hu/archivum/fsz1005/FizSzem-201005.pdf · lovak színes (fekete vagy barna) szôrzettel születnek, de egyéves korukra megôszülnek. E folyamat hasonlít