ÉVFORDULÓ
6600
GEORGES CHARPAK 85 ÉVES
Abonyi Iván
A fizikusvilág 2009. augusztus 8-án ünnepli Georges Charpak 85. születésnapját. Charpak 1992-ben kapott Nobel-díjat „a részecskék észlelésének technikájában elért eredményeiért”.
Georges Charpak Dabrowicában, Lengyelországban született. Csak pár éve, hogy véget ért az első világháború, melynek egyik hadszíntere Lengyelország volt. Alig eszmélt föl Lengyelország a megrázkódtatásból, hamarosan ismét hadszíntérré vált. A háború körülményei a fiatal Charpak életében is mély nyomokat hagytak. A 19 éves fiatalembert 1943-ban Dachauba hurcolták. Ezt a poklot csodával határos módon túlélte. A háború végén Franciaországba került, amelyet később második hazájának tekintett. 1946-ban francia állampolgár lett, és 1948-ban mérnöki oklevelet szerzett. De már 1947-től kezdve eljegyezte magát a tudományos kutatással, méghozzá a kísérleti atommagfizikával.
Franciaországban
akkoriban kezdődött a sajátos, hatalmas kutatóközpont, a CNRS szervezése. A
Centre National de
Az ötvenes években már túl voltak a magfizikában az atombomba tragikus megjelenésén, amiben az volt a különös, hogy sikerült az „atomfegyvert” előállítani, bevetni, továbbfejleszteni, ismételten kipróbálgatni, katonai demonstrációként rémisztgetni az ellenfelet – és még mindig nem tudták, hogyan, mivel tartja össze az atommagot a Yukawa által megtalálni vélt „magerő”.
A magfizikában ekkoriban a kísérleti kutatás minden áron való fejlesztése volt a jellemző. Új eljárások kidolgozásán fáradoztak a részecskedetektálás finomítása területén is. Azokban az években ment végbe a csodálatos áttörés a részecskék bomlási folyamatainak egyedi, egyenkénti detektálása és a részecskemozgás, a részecskesors teljes komputeres, automatikus nyomon követése és kiértékelése között. Persze, az átmenet mégsem egy pillanat műve volt csupán. De az áttörés eredménye úgyszólván kimondhatatlan, mert olyan méretekben felszaporodtak az észlelések, hogy feldolgozásukat komputeres automatizmus nélkül már elképzelni sem lehetett.
Ebbe a folyamatba kapcsolódott be Georges Charpak. Újítása bizony lényeges felfedezés volt. Első berendezése az egyszálas ionizációs kamrából vezetett el a független huzalok ezreit tartalmazó szikrakamrához, ahol lehetővé vált az elhaladó ionizáló részecske pályájának észlelése. A szikrakamrában egy fémlap előtt egyenes fémszálak vannak kifeszítve, s a fémszálak és a fémlap között akkora elektromos feszültség van, hogy üresen éppen még ne induljon meg az elektromos kisülés. Ha azonban a fémszálak között egy töltött részecske mozog, ennek elektromos tere éppen elindítja a kisülést. Ezáltal a kisülési szikra láthatóvá teszi az elhaladó elektromos töltés nyomát.
A lényeges újdonságot a kamrában lévő huzalozás finomsága jelentette. 1968-ban az első, 10 × 10 cm2 keresztmetszetű kamra valóban képes volt az egymást milliméterenként követő huzalok segítségével az ionizáló részecske mozgását kimutatni. A kezdeti kísérletek rámutattak arra, hogy a kisülés megindulása meglehetősen hosszú időtartamra működésképtelenné teszi a kamrát, mert nagyon sok ion keletkezik a meginduló áramban. Ezért úgyszólván azonnal megkezdődött a szikrakamra továbbfejlesztése. Ennek fő gondolata az volt, hogy a nagyfeszültségű térben meginduló áramimpulzus csak rövid ideig tartson. A szikrakezdemények, amelyeket streamereknek neveznek, természetes módon nem járnak intenzív fényjelekkel, ami az optikai feldolgozást kissé nehézkessé teszi. Ezt viszont úgy érdemes áthidalni, hogy a jelet nem lefényképezik, hanem elektromos úton tárolják, illetve nem közvetlenül optikai úton (nem azonnal a kísérletező szemével), hanem video útján teszik láthatóvá. A detektálóberendezés problémáinak tanulmányozása jellemző Charpak hozzáállására, aki a kísérlet lényegét a folyamatok mélyreható elemzésével vizsgálta. Ez annak is a jele, hogy mindig az elméleti stúdium vonzotta. A szikrakamrák – és más kamrák, pl. a driftkamrák, amelyek felépítése csak kicsit tér el – mindössze Charpak kísérletező oldalát mutatják, igaz, ez hozta meg a fizikai Nobel-díjat számára.
Más kísérleteire is méltán lehet büszke. Első kísérleti munkájában többek között Richard Garwinnal és Leon Ledermannal a müon anomális mágneses nyomatékát határozták meg. Ezt a kísérletet rendkívül elegánsnak tartják; az évek során a méréssel 10 értékes jegyre határozták meg a müon anomális mágneses nyomatékának értékét. A részecskedetektorok terén forradalmat hozó felfedezései nyomán Charpak a CERN genfi intézetébe került. 1984-ben visszatért Franciaországba.
A ma nyolcvanötödik életévében járó Georges Charpak még mindig alkotó erejének teljében dolgozik. Persze, nem olyan intenzitással, mint 40-50 évvel ezelőtt. A nagy detektor-óriások építésének és működtetésének gondját szívesen hagyja a fiatalabbakra. Szerencsére megtalálta – soha el sem vesztette – kedvét a biológiában és a humán gyógyászatban alkalmazott kisebb méretű detektorok használatának kimunkálásában.
A nevezetes évfordulót a francia könyvkiadás is megünnepelte, kiadták Georges Charpak kötetét, melynek címe: „Mémoires d’un déraciné, physicien, citoyen du monde” (Egy gyökértelen fizikus világpolgár emlékiratai). A kétségtelenül furcsa című kötet először a fiatalkor történelmi eseményeit tekinti át a dachaui deportálásig. (Ez az önéletrajzi rész kapta a „gyökértelen” megjelölést.) A „fizikus” fejezet leírja a francia tudósnevelésbe kivételesen jókor érkező fiatalember csodálatos találkozását a fizika aranykorával; előbb az „École des Mines” – a bányászati főiskola – mégsem egészen tökéletes választásával foglalkozik, majd a „telitalálattal”, Frédéric Joliot-Curie-vel, akit Charpak a Collège de France-ban ismert meg. Ez a fejezet mesél a részecskedetektorról, a CERN-beli karrierről és a detektorok orvosi-biológiai alkalmazásáról. François Vannucci a részecskefizika útját mutatja be. A „világpolgárról” szóló részben R. Garwin arról szól, hogy Charpak a tanításért és a nukleáris leszerelésért küzd az emberiség fennmaradása érdekében.
…………………….
Charpak a sokhuzalos kamrával (CERN, 1973)