Fizika | Középiskola » Varga Zoltán - Gábor Dénes élete és munkássága

GÁBOR DÉNES ÉLETE ÉS MUNKÁSSÁGA Varga Zoltán 1995. április -1- Gábor Dénes (1900-1979) A magyar származású angol elektromérnök fizika iránti érdeklődése már gyermekkorában megmutatkozott. A Markó utcai reálgimnázium tanulója otthon laboratóriumot rendezett be, ahol bátyjával az akkori idők számos modernnek számító fizikai kísérletét megismételte. Már az egyetemi évei előtt megismerkedett a fizika alapelveivel, közöttük Ernst Abbe mikroszkópelméletével, Christian Huygens elvével és a s zínes fényképezés Lippmann-féle módszerével, me1 lyek harminc évvel később jelentős szerepet játszottak munkájában. Egyetemi tanulmányait a budapesti Műszaki Egyetem elektromérnöki fakultásán kezdte. 1924ben szerzett diplomát a ber lin-charlottenburgi Technische Hochschulén, de a műszaki tantárgyak hallgatása mellett, gyakran átrándult a ber lini egyetemre, hogy a k or olyan német fizikus óriásainak előadásain vegyen

részt, mint Max Planck és Albert Einstein. Gábor doktori munkája az egyik első nagysebességű katódsugár-oszcilloszkóp kifejlesztése volt. 1927-től a berlini Siemens és Halske Művek kutató mérnöke volt. Ennél a cégnél kezdett a gázkisülések fizikájával foglalkozni, mely aztán egész kutatótevékenységét végigkíséri: a Siemensnél, majd 1933-tól a budapes ti Tungsram Részvénytársaságnál kifejlesztett gázkisülési lámpáktól a hőt közvetlenül elektromos energiává alakító termionikus generátorokig Miközben a gázkisülési csövek technikai részleteire vonatkozó találmányok egész sorát dolgozta ki, felismerte a k isnyomású neongáz, higanygőz és nátriumgőz plazmaállapotának számos törvényszerűségét. 1934-ben rövid magyarországi tartózkodása után, végképp külföldön telepedett le A gazdasági válsággal küszködő Angliában a kiváló eredményeket felmutató, de külföldi származású mérnökként nehezen

talált állást, ám egy találmány ötlete kisegítette. A British Thomson Houston Co találmányi szerződést kötött vele, és alkalmazta Rugbyben működő kutatólaboratóriumában Gábor legtermékenyebb időszakában, a második világháborút követő években kezdett az elektronmikroszkópiával és a szabad elektronok külső térbeli mozgásával foglalkozni. A megkezdett 1 Huygens–Fresnel-elv: a hullámok terjedését, törését, visszaverődését magyarázó klasszikus elv. Huygens holland természettudós szerint (1690) egy hullámfelület minden egyes pontját másodlagos gömbhullámok kiindulópontjaként kell tekintenünk. Az általunk megfigyelt hullám ezen elemi hullámok burkoló felülete Fresnel francia fizikus (1819) Huygens-elvét azzal egészített ki, hogy a másodlagos elemi hullámok, ha koherensek, interferálnak egymással. -2- út az elektron- és ionfizikától az elektronmikroszkópián át elvezetett az optikához és az

információelmélethez. Közben megszületett a h olográfia , melynek felfedezése két évtizeddel megelőzte a technikai 2 megvalósítás lehetőségét. Gábor 1949-től a londoni Imperial College of Science and Technologyban adott elő elektronikát. 1958-ban az alkalmazott elektronfizika professzorává nevezték ki. Munkatársaival és különböző kutatóintézetekkel együttműködve, számos nehéz probléma megoldásán dolgozott. Megszerkesztett egy ún Wilson-féle ködkamrát , melyben a részecskék sebessége is mérhető volt, ho3 lográfiai mikroszkópot, univerzális analóg számítógépet, lapos színes tv-képcsövet és egy új típusú termionikus átalakítót. Elméleti munkássága elsősorban a hírközlés területén volt jelentős 1967-ben nyugállományba vonult, de t ovábbra is kapcsolatban maradt az egyetemmel 1958-tól érdeklődési köre tovább bővült, ugyanis rengeteg időt fordított az emberi civilizáció jövőjén való

elmélkedésre, s eközben meggyőződésévé vált, hogy az ipari technológia és a társadalom szociális intézményrendszere között nagy és egyre táguló szakadék tátong. Később így írt: „Társadalmi kérdésekben nem sok hasznos tanácsot tudna adni a tudomány, ha nem fedezték volna fel, és fejlesztették volna ki éppen időben a számítógépet. A nagyközönség képzeletében a számítógépnek mágikus tulajdonságai, korlátlan értelme és bölcsessége van Érthető, hogy a jobban tájékozottaknak ez nem tetszik, és joggal félnek attól, hogy a számítógépi jóslatokat a nagyközönség tévedhetetlennek tartja majd. .A gép - mint azt Claude Shannon helyesen megállapítja - olyan, mint egy „idióta tudós”, .pontosan le tudja vezetni a beléje táplált feltételezések következményeit, amikor a bonyolultság már a fejünkre nőtt” Gábor Dénes számos tudományos társaság mellett a Magyar Tudományos Akadémiának is tiszteletbeli

tagja volt. A 40-es évek közepén az elektronmikroszkópiai felvételek készítésének technikája olyan meszsze jutott, hogy a kutatók reálisan bízhattak a k ristályrácsbeli atomok elektronmik-roszkópos 2 3 Térhatású fénykép készítése. Wilson-kamra: az atomfizika fontos mérőeszköze; segítségével a gyorsan mozgó és töltéssel rendelkező elemi részecskék az ionok pályája láthatóvá tehető. -3- kimutatásának lehetőségében. Scherzer azonban megmutatta, hogy az elektronmikroszkópok felbontóképessége nem növelhető egy bizonyos határon túl. 1947-ben Gábor rájött arra, hogy miként kerülhető el az elektronmikroszkópok információvesztesége. Az általa kidolgozott módszer elfogadja az elektronmikroszkóp nyújtotta nem tökéletes, de m inden információt tartalmazó képet, és optikai úton korrigálja azt. A holográfia alapvető kérdése: hogyan lehet megszerezni a tárgyra vonatkozó információkat akkor is, ha az

torzuláson megy keresztül. Minél több fény jut a fényképezőlemezre, az annál sötétebb lesz, így a szokásos fényképfelvételek készítésénél a fényérzékeny lemez csak a tárgyról érkező fényhullámok intenzitását rögzíti, és a hullámok rezgési állapotában rejlő információk elvesznek. Ha a tárgyat koherens fény világítja meg, és a tárgyról érkező hullámokhoz még egy koherens hátte4 ret, egyszerű koherens fénysugarat adnak, a fényképezőlemezen a tárgypontokról érkező fény intenzitás-eloszlásán kívül a t árgyhullám és a háttér találkozása következtében fellépő interferenciakép is rögzítődik. Ez az interferenciakép a tárgypontokról érkező fényhullámok 5 fázisával kapcsolatos. Az így létrejövő hologram („teljes kép”) tartalmazza az optikai rendszerben levő összes információt Az előhívott hologramot csak a referenciasugárral megvilágítva, rekonstruálódik a tárgyhullám, azaz a

tárgyról jövő összes információ leképzési hiba nélkül, mintha közvetlenül a tárgyról érkezne, így az három dimenzióban érzékelhető. Az első holográfiai felvételeket G. és I Williams készítette A koherens sugarak forrása higanygőzlámpa volt A lámpából jövő fény koherenciahossza és intenzitása kicsi, ezért az első kísérleteknél mindössze 1 centiméter átmérőjű tárgyakról tudtak hologramot előállítani A holográfia robbanásszerű fejlődése az erős és koherens sugárzást kibocsátó lézerek felfedezésével kezdődött. Leith és Upatnieks 1963-ban bemutatott lézerhologramja óta a holográfia sokféle módja alakult ki. A hologram által rögzített információ további optikai feldolgozásra is használható. A hologramról az oda „bezárt” fényhullám bármikor „feléleszthető” és pl. más hullámokkal interferenciába hozható Ennek igazi jelentősége abban áll, hogy a hologramban tárolt

információsűrűség sokszorosa a hagyományos számítógépek memóriájában tárolható információsűrűségnek, ráadásul így 4 Állandó vagy szabályszerűen változó fáziskülönbségű és így egymással interferálni képes (hullámok, sugárzás) -4- az információ előhívása is sokkal gyorsabb. A megfelelő módon készített hologram megvalósítja a rendezetlen kódolás információelméleti elképzelését, melynek következtében már a hologram kis részlete is tartalmazza a hol ogramon egyenletesen eloszlott teljes információt, legfeljebb a hologram részletéből származó kép „zajosabb” az egész hologram kivetítésénél keletkezett képnél. Gábor Dénes munkásságát - a holográfiai módszer, a teljes térhatású fényképezési eljárás feltalálásáért és a fejlesztésben való közreműködéséért - 1971-ben fizikai Nobel-díj odaítélésével ismerték el. Gábor Dénes művei: Inventing the Future /A jövő

felfedezése/ (1963) Innovations /Találmányok/ (1970) The Mature Society /Az érett társadalom/ (1972) Felhasznált irodalom: A Nobel-díjasok kislexikona (Gondolat Kiadó, Budapest 1974) Új Magyar Lexikon (Akadémiai Kiadó, Budapest 1981) Gazda István: Reáltudományaink történetéből (Magyar Tudománytörténeti Intézet, Budapest 1995) 5 Interferencia: két hullámmozgásnak, rezgésnek a találkozásukkor egymást erősítő vagy gyengítő kölcsönhatása