A HÉT, XII. ÉVFOLYAM, 36. SZÁM, 1981. SZEPTEMBER 4.

A XVI. Nemzetközi Tudománytörténeti Kongresszus kiemelkedő meghívottja volt Dmltrij Dmitrijevics Ivanyenko szovjet fizikus (sz. 1904), a modern atommodell kidolgozóinak egyike. A vele való beszélgetésünkre azóta készültünk, amióta megtudtuk, hogy részt vesz a rangos tudományos eseményen. Megtiszteltetés számunkra, hogy a nagy tudós – aki romániai barátai révén lapunknak régóta ismerője, és akiről A Hét 1976/20. számában Toró Tibor tollából terjedelmes cikket olvashattunk – most időt szentelt a személyes találkozásra. Beszélgetésünk kollektív interjúvá vált, amelynek egy részét az alábbiakban közöljük.

– Dmitrij Dmitrijevics, hol és mivel kezdjük?

– Boldog vagyok, hogy részt vehetek ezen a nagyon jól megszervezett kongresszuson. Magamról annyit, hogy elsősorban elméleti fizikával foglalkozom, a nukleáris elméleteken dolgoztam, s a szinkrotronsugárzás elmélete, újabban pedig a gravitáció és az egységes térelmélet kérdései foglalkoztatnak. Ugyanis meglehetősen öreg vagyok, s amikor az ember megöregszik, mindennél inkább azon van, hogy minél átfogóbb képet alakítson ki a valóságról. Ilyen értelemben nagyon sok illusztris alkotót tudnék említeni, például Einsteint vagy Heisenberget, ők szintén ilyen egységes kép kialakítására törekedtek. (Tréfásan:) A következő öt-tíz- tizenöt-huszonöt év során magam is hozzájárulok majd ilyen elméletek kidolgozásához.

Századunk nagy felfedezéseinek, hatalmas jelentőségű eseményeinek szerény részvevőjeként ezekről szeretnék röviden beszélni. Munkám első szakasza – amely, ne vegyék szerénytelenségnek, állíthatom, hogy később nagyon fontosnak bizonyult – az atommodell kidolgozásához fűződik.

Amint az általában ismeretes, az anyag atomokból áll, az atomok pedig a középen levő atommagból és a körülötte keringő elektronokból. A kvantummechanika megállapította az elektronok mozgásának mikéntjét, s ekkor felmerült a kérdés: hogyan is állunk az atommaggal? Egy régebbi elmélet szerint az atommag protonokból és elektronokból állt, hiszen akkoriban csak a protont és az elektront ismerték. De a különböző kísérletek és számítások során hamarosan rájöttek, hogy ez az elmélet valahol erősen sántít. Valami újat kellett kitalálni. Rájöttek aztán, hogy az elektronok nem alkothatják részét egy olyan kis térfogatú részecskének, mint az atommag, hiszen az atommagnak olyan nagy ereje van, hogy benne az elektronok teljesen felbomlanának, nem tarthatnák meg jellemző minőségüket. De ekkor még mindig nem tudtuk, milyen új modeúel álljunk elő. S ekkor – óriási felfedezésként – rájöttek a neutron létezésére! A nagy hírű Rutherford egyik tanítványa, Chadwick a német Bothe és a francia Joüot házaspár munkája alapján 1932. február 17-én

(nemsokára kerek évforduló lesz) megjelentette híres közlését, amelyben határozottan állította és elméletileg bizonyította, hogy új elemi részecskét fedezett fel: a neutront. Világos volt, hogy a neutron az atommag része.

– Beszélnek Majorana olasz fizikus prioritásáról ezen a téren...

– Majorana valóban zseniális olasz elméleti fizikus volt, aki a már említett német és francia kollégák munkája alapján maga is megérezte, hogy léteznie kell valami olyasminek, mint a neutron. Ő azonban nem közölt erről semmit, tehát szerintem Majoranának nem volt pontos elképzelése á neutronról.

– Mi történt tovább?

– Amint tehát felfedezték a neutront, a következő kérdés az volt, hogyan helyezzék el ezt a részecskét az atommagban. Az első lépés persze magától értetődően következett: a francia Perrin és az ugyancsak francia Auger azt mondta: az atommag protonokból, elektronokból és neutronokból áll. Megpróbálták tehát ezzel a modellel helyettesíteni a régit. De ez ismét sántítani kezdett: magam és fiatalabb kollégám, Abarcumjan (aki most elismert csillagász) akkoriban már megállapítottuk elméletileg, hogy az atommagban elektronok nem létezhetnek. Ezért én azt a modellt ajánlottam, hogy az atommagban nincs egyetlen elektron sem, csak protonok és neutronok vannak. Ez néhány hónappal Chadwick közlése után, májusban történt. Javaslatomat viharos viták követték. Olyan időszak volt ez, amikor – be kell vallanom – az volt az érzésem, hogy javaslatommal teljesen egyedül állok: nem támogatott senki, s csak hosszú habozás után határoztam el, hogy mégis közzéteszem elméletemet. Ekkor Heisenberg. aki ugyanezzel a kérdéssel foglalkozott, felfigyelt tudományos közlésemre – amelynek ilyenformán abszolút prioritása van – s pártfogolta is; nemsokára pedig közölte híres dolgozatát, amelyben megemlíti az én közlésemet is, s amely szerint az atommag csak protonokból és neutronokból áll.

Igen ám, de tudtuk már, hogy bizonyos magátalakulások során az atommagból elektronok lépnek ki. Ha pedig az atommag kizárólag csak protonokból és neutronokból áll, honnan származnak ezek az elektronok? Én 1932 augusztusában több dolgozatot közöltem – például a francia akadémia kiadványában –, amelyekben azt állítottam, hogy ezek az elektronok ugyanúgy keletkeznek, mint a fotonok, vagyis hogy korábban nem léteznek az atommagban, hanem a magreakciók során „születnek meg“. Ez az a kérdés, amit Heisenberg tévesen ítélt meg: ő azt mondta, hogy annak ellenére, hogy az atommag csak protonokból és neutronokból áll, a belőle kipattanó elektronok nem spontánul jönnek létre, hanem eleve a neutronok tartalmazzák őket. Két év léforgása alatt Heisenberg három dolgozatot közölt a gammasugárzásról, amelyeknek alapja az volt, hogy a neutron elektronokat tartalmaz. Ebben pedig erősen tévedett. Végül aztán beismerte, hogy elektronok az atommag belsejében még a neutronban sem léteznek, s a brüsszeli Solvay-kongresszuson (1933 decemberében) már teljesen azonos nézetet vallott velem.

– A Szovjetunióban szenteltek-e figyelmet akkoriban az ilyen elméleti kérdéseknek?

– Igen, még a brüsszeli kongresszus előtt, 1933 szeptemberében Szovjet-Oroszországban mi is rendeztünk egy országos nukleáris konferenciát, annak akkor rendkívüli tudományos jelentősége volt…

– ... ma pedig rendkívüli tudománytörténeti jelentősége van …

– A szovjet fizikusok azonnal rájöttek, milyen óriási fontossága van a neutron felfedezésének. Például Niels Bohr, aki igazán nagy formátumú fizikus volt, nem tulajdonított fele akkora fontosságot sem ennek a felfedezésnek, mint mi tettük, minálunk. Meg voltunk győződve, hogy tényleg korszakalkotó felfedezéssel van dolgunk. Korábban például senkinek sem jutott eszébe, hogy az elektronok létrejöhetnek és megsemmisülhetnek. Csak minekünk. (Heisenberg előre látta ezt is, de előrelátását nem tudta bizonyítani.)

Tehát 1933 szeptemberben megrendeztük az első Szovjet Nukleáris Konferenciát, amely elsősorban azért volt fontos, mert bebizonyította, hogy a szovjet fizika – s különösen a leningrádi iskola, amely akkoriban a legerősebb volt nálunk – komolyan belemerült ebbe a kérdésbe. (Én akkor a leningrádi szovjet nukleáris szeminárium vezetője voltam, s Moszkvából, Harkovból odajöttek az összes atomfizikusok, viták és megbeszélések folytak, rendkívül élénk volt a tudományos élet akkor Leningrádban.) Ez a konferencia tehát – ezt hangsúlyoznom kell, mert nemigen ismert dolog – egyben a legelső nemzetközi atomkonferencia is volt az egész világon. Meghívottként részt vett munkálatain Dirac, Joliot, Perrin, Rasetti, Weisskopf, akik egyöntetűen elismerték, hogy nagy örömmel jöttek el, s nemcsak azért, mert Leningrad gyönyörű város, hanem tudományos kíváncsiságuk is hozta őket. 1933 szeptember végét írtunk ak

kor. (Apropó: egy bizonyos Sznyegov nevű fizikusíró, aki meginterjúvolt engem is, és Kurcsatovot is, ebből a konferenciából kiindulva nagyszerű regényt írt a szovjet atomkutatás hőskoráról.)

Két hónap múltán, tehát Brüsszelben

— ahol én nem voltam ott — Heisenberg bemutatta híres dolgozatát: addigra már teljesen azonosult az én tudományos álláspontommal. Vicces epizódus- ként említem meg, hogy a kongresszuson Heisenberg magát védve tulajdonképp az én elméletemet védte meg Di- rackal szemben, aki nem értett eavet vele. (Diracnak persze ebben a kérdésben nem volt igaza.) Brüsszelben is többször szóba került a leningrádi konferencia. tehát a tudósok közt már elismert dolog volt. hogy itt tartották az első nemzetközi atomkonferenciát.

He’senberg dolgozata, amely — mint említettem — bizonyos tévedéseket is tartalmazott, uevanakkor rendkívül érdekes új gondolatokat is felvetett. 1977- ben Amerikában volt egy konferencia

TUDOMÁNY

1958: Ivanyenko, Dirac, Heisenberg (balról jobbra)

— az Atomfizika Története témával —, amelynek anyagát, nyolc dolgozatot,

1979-ben közölte egy amerikai kiadó (Nuclear Physics In Retrospect, Visszatekintés az atomfizika kezdeteire). A részvevők itt megvitatták Heisenberg modelljének és az én modellemnek az értékét. Egyesek azt mondták, a Heisen- bergé a fontosabb, s az, hogy ő azt feltételezte, a neutronokban elektronok vannak, más lapra tartozik. Mások viszont, nem kisebb tekintélyek, ezzel nem értettek egyet. Nagyon élvezetes és komikus volt ezt a vitát messziről figyelni (én ugyanis nem voltam jelen), ahogyan mások védnek meg.

Mindezzel csak azt akartam jelezni, hogy még jóval a háború előtt mi komolyan előkészítettük a talajt ahhoz, hogy a Szovjetunió nagy atomhatalommá, szuperhatalommá váljon. Annyira, hogy roppant hamar, mindjárt a háború után, sőt, még a háború utolsó hónapjaiban, tehát viszonylag rövid idő alatt meg tudtuk építeni az első atomreaktort, aztán a világ legelső atomerőművét (Obnyinszkben, Moszkva közelében 1954-ben), s aztán szép lassan, kialakult a mai helyzet. Most már évente tartunk nemzeti atomkonferenciákat

— csakhogy ma már szekciókban folynak a munkálatok, szakosztályonként. Aztán atomrobbantásokat is végrehajtottunk Kurcsatov vezetésével.

Mi az együttműködés szerepe a tudományos munkában? Emlékezetes a híres Ivanyenko—Fock kettős munkássága ...

Igen, ez a munkásságom első részéhez tartozik, valóban eddigi munkám legjobbja — természetesen remélem, hogy valami még jobbat fogok csinálni a jövőben. De az egészségem nem nagyon kecsegtet semmi jóval. Még jobb eredményt ugyanis csak úgy érhetnék el, ha együttműködhetnék olyan nagy koponyákkal, mint annak idején a leningrádi szemináriumi évek alatt. S persze nem árt az sem, ha az ember valamivel fiatalabb. Na de hagyjuk ezt... Igen, persze, azután Omszkban. Szverdlovszkban és Moszkvában dolgoztam, a háború végén és a háború után, azóta is a Moszkvai Egyetem professzora vagyok. Szolgálatukra uraim, kérem, a cím: Moszkvai Egyetem, Fizika kar, nyílt szeminárium minden hétfőn és csütörtökön, kérem jöjjenek el, szabad a belépés, nagyon sokan vesznek mindig részt, olykor hírességek is, a szeminárium után tea címen konyakot szolgálunk fel. örvendenék, ha meglátogatnának.

Nos, munkám második része, amelyet nagymértékben az egyik legkiválóbb elméleti fizikussal, Pomerancsukkal közösen végeztem, a szinkrotronsugárzás- sal kapcsolatos. Mi előre láttuk, hogy ha a szinkrotronban, vagyis a részecske- gyorsítóban elektronok vannak, azoknak erősen sugározniuk kell. A jelenséget egy amerikai fizikus tárta fel, aki meg is említette a leírásban, hogy elméletileg ezt én előre láttam. Ez a felfedezés pedig később valóban óriási fontosságúnak bizonyult. Minden túlzás nélkül, tényleg fantasztikusan nagy jelentőségű. A Szovjetunióban, Nyugat-Német- országban, Olaszországban, Amerikában vagy Angliában laboratóriumok kutatják ma ezt á szinkrotronsugárzást. Ez rendkívül erős, annyira, hogy már egyetlen elektron sugárzása is könnyűszerrel észlelhető. Gondol iák csak el: egyetlen egy elektroné! Láthatóvá válik! Látjuk a fényt, amelyet egyetlen elektron bocsát ki! Ezáltal a reaktorra felszerelt ablakocskán át lehetővé válik az elektronok megszámlálása. Minél nagyobb energiával gyorsítjuk föl az elektronokat, annál nagyobb fénysugárzást bocsátanak ki. (Persze itt is létezik egy határ.) Tehát ha megmérjük a kibocsátott fénysugárzást, kiszámítható

az elektronok száma a gyorsítóban. Ez azért is fontos, mert a szinkrotron az ultraibolya- és a röntgen-tartományban is működik, ahol nincsenek más hasonló erejű fényforrások. E sugárzás segítségével tehát meg lehet vizsgálni a félvezetőket, különféle biológiai természetű tárgyakat stb., ami másként lehetetlen volna. S ha elgondoljuk, hogy eddig a szinkrotronsugárzást a részecskegyorsítók „melléktermékeként“ tartották számon, sőt, eleinte valósággal „szükséges rossznak“ tekintették...

A sugárzás roppant fontos a csillagászatban is. Ha ugyanis megfigyeljük az égitestek által kibocsátott fényt — a- mely lehet hő-, vagyis Planck-sugárzás, de ha polarizált fény, akkor olyan tulajdonságokkal is rendelkezik, amelyeket a szinkrotronlaboratóriumokban figyelhetünk és mérhetünk le pontosan —, akkor ki tudjuk számítani az illető égitestek mágneses terét, hiszen ez a fény tulajdonképpen az ebben a mágneses térben felgyorsult elektronok és protonok sugárzása. Ezért kezdte úgy előadását egy bonni fizikus, aki most egy éve látogatta meg a moszkvai egyetemet, hogy a szinkrotronsugárzást első ízben kínai csillagászok figyelték meg 154-ben, tehát majdnem kétezer évvel ezelőtt. Kijelentése a teremben általános derültséget keltett, pedig igaza volt: valóban, egy akkori szupernova- robbanás, amelynek sugárzását — mivel rendkívül erős volt — még nappal is látni lehetett. A régi kínai csillagászok ezt fel is jegyezték.

Munkásságának harmadik nagy feje zete a gravitáció.

A negyedik részét pedig még magam sem ismerem ... Be kell vallanom, hogy a gravitáció szinte már gyerekkorom óta nagyon foglalkoztatott. Azt is meg kell mondanom, hogy az atommagmo- dellem, amelyet felfedeztem, nem az égből pottyant, hanem párhuzamosságot fedeztem fel azokkal az eredményekkel, amelyeket a fizika geometrizálása terén végzett kutatásaim során értem el. (Innen merítettem ugyanis azt a gondolatot, hogy az elektronok egyszerűen nem férnek bele az atommagba.)

Fock professzorral dolgoztam akkoriban Leningrádban. Ma már nagyon sokan foglalkoznak a gravitációval. Nem lehet ugyanis összefogó elméletet kidolgozni gravitációelmélet és kvantumfizika nélkül. A részecskefizika és a kozmológiai kutatások legújabb eredményeinek egyesítésével reméljük ma, hogy sikerül kidolgozni egy helytálló egységes térelméletet.

A gravitációval kapcsolatos munkásságomat két részre tagolom: az egyik az volt, amikor a gravitációnak az elektronok mozgására gyakorolt hatását

tattam. Ezeket a kutatásokat aztán nem tudtam véghez vinni; előzetes kutatások voltak, de végül nem született belőlük elmélet. Fock professzorral együtt aztán megírtunk egy tanulmányt a gravitáció (nem a newtoni, hanem az einsteini gravitáció) hatásáról az elektronok kvantummozgására. Ebben szerepel az a fontos fogalom, amelyet a szak- irodalomban Fock—Ivanyenko koefficiensnek neveznek, ötven évvel ezelőtt ez már nagy hatású dolog volt.

Gravitációs munkásságom második része pedig a gravitáció úgynevezett mértékelmélete, elterjedtebb angol kifejezéssel: „gauge-elmélet“. Az első ember, aki ezt elképzelte a japán Uli- jama volt, 1956-ban, de az ő munkáját ♦ nem ismertük, szinte senki sem figyelt fel rá, úgyhogy tőle függetlenül fedeztük fel azt a metódust, amelyet szovjet tudományos lapokban közöltünk, de Magyarországon is, az Acta Physica Hungaricában (1964).

*

Newton almájától a gravitáció modern elméletéig meglehetősen hosszú volt az út...

Az einsteini elmélet azt bizonyítja, hogy a gravitáció a téridő görbületének tulajdonítható. Tehát például a Föld, a Mars és a Vénusz a Nap görbült terében mozog. A gravitáció nem valami szokásos erő, hanem ennek a görbült- ségnek tulajdonítható, s ha egy ilyen térben mozgunk, ezt az erőt folyton é- rezzük. Ezért mostanában mi fő'eg egy új típusú térrel foglalkozunk, ahol be kell vezetni a torzió egyfajta új fogalmát. A torzió fogalma már nagyon régi, de most ismét komolyan kell foglalkozni vele ebben az összefüggésben.

Igen, most itt állunk a fizika nagy céljának megvalósulása .előtt, ami nem más, mint az egységes elmélet kidolgozása. Elsősorban azt kell megmagyaráznunk, hogy miből van az anyag. Mi az anyag? Eljutottunk a protonok, a neutronok és az elektronok létezéséig, de ezek a maguk során szintén valamiféle még elemibb részecskékből állnak — kvarkokból. A bökkenő csak az, hogy túl sokféle kvarkot fedeztünk fel. Túl sokféle különböző tulajdonsággal ren

delkező kvark létezéséről tudunk. Ezért ma egyre több és több szakemberben, köztük bennem is, az a vélemény alakult ki, hogy kell lennie valaminek, ami a kvarkoknál is elemibb. Valami „szub- kvarkoknak“. Ezeket egyesek preonok- nak nevezik. Muszáj tehát — munkahipotézisként legalább — valamiféleképpen előzetesen meghatározni ezt a pre- kvarki anyagot. S itt gyönyörű lehetőség nyílik. Visszajutunk ugyanis Heisenberg és az én nem lineáris egyenletemhez: ennek a pre-kvarki anyagnak u- gyanis Dirac-típusúnak (vagyis feles spinűnek, perdületűn'ek) kell lennie. De ha rajta kívül már nem létezik semmi egyéb, akkor önmagával kell reakcióba lépnie. Ha léteznek kívülálló erők, azoknak a hatása elkerülhetetlen. De ha csak egyfajta anyag létezik — legyen az akármilyen bonyolult is —, akkor önmagának kell hatnia önmagára. Ez pedig nem lineáris kölcsönhatás. Tehát a Heisenberg—Ivanyenko nem lineáris elmélet, amely nagyon érdekes volt, de akkoriban félretették a polcra, mert még nem volt használható, most ismét aktuálissá vált a preonikus anyag kutatásában. Ez persze még a jövő zenéje, de egyre több fizikus hisz a pre-kvarki anyag létezésében.

Köszönöm a figyelmüket, ezzel befejeztem, tulajdonképpen teljes tudományos önéletrajzot adtam magamról. Ezután már várhatom, hogy cikkük nyomán felvegyenek a Román Tudományos Akadémia tagjai közé és felterjesszenek Nobel-dí jra...

A magfizika hőskorában a külföldiek közül kivel dolgozott együtt?

Külföldön nagyon jó viszonyban voltam Dirackal. Amikor például Harkovban dolgoztam az ottani elméleti fizika kar vezetőjeként, s meghívtam oda Di- racot, mivel nem létezett még szálloda, ő otthonomban szállt meg.

Heisenberggel is ismertük egymást, de hozzá nem fűztek annyira meghitt szálak. Sokat leveleztünk, s a többi.

De Broglie-hoz is fűz egy kedves emlék. ö a francia tudományos akadémia titkára volt (ma tiszteletbeli örökös titkára), s egyszer amikor Párizsban jártam, meglátogattam a francia akadémia

ülését, ahová minden hétfőn szabad a bejárat. Nos, ő azt mondta nekem, a hagyomány azt kívánja, hogy — mint mindig, amikor híres vendég jár ott —, engem is köszöntsenek. Ez így is történt:' az elnök bemutatott engem, én pedig feléje közeledtem, hogy kiválóan tört franciaságommal megköszönjem a méltatást („enchanté de cette académie célébre, etcetera“), csakhogy azt nem mondták meg nekem, hogy amikor a padok közt az elnök irányába lépkedek, a tagok sorra felugrálnak mellettem és hangos tapsba kezdenek. Ezt nem tudtam előre, s be kell vallanom, hogy nagyon váratlanul ért. Nagyon idegesen viselkedhettem, hiszen a sok Nobel-di- jas mind nekem tapsolt. Apropó, De Broglie jövőre 90 éves!

I

Wigner Jenő, Nobel-díjas magyar származású fizikus nemrég háromrészes cikksorozatot közölt lapunkban, ön az amerikai fizikusok közül ismerte Wigner Jenőt?

1

Nem találkoztam vele, bár volt némi levélváltásunk.

A Dirae felesége, tudjuk, Wigner Jenőnek a húga... |

Persze, persze, készítettem egyszer egy kiváló fényképet Diracról. Nagyon jó fényképésznek tartom magam. Ezt a kiváló fotómat annyira szerette Diracné, hogy berámáztatta, s a szobájába ál látottá. Gondolják el! Csak az én fotóm állt ott, a saját férjéről.

Mi a véleménye a román fővárosról?

Ezért is nagyon jó a kongresszus: személyes kapcsolatot teremtek kollégákkal, a román fizikusokkal, dolgozatokat cserélünk ki. Bukarest nagyon dinamikusan fejlődik. Jártam itt a feleségemmel közvetlenül a földrengés után. Azóta rengeteget szépült. Számomra különben Párizs, de leginkább Lenin- grád a világ legszebb városa.

Köszönjük, hogy időt szakított erre a beszélgetésre.

Köszönöm a figyelmüket. Annyi jó kérdést tettek fel, s én csak botorságokat mondtam. Én köszönöm. De remélem, beszélgetésünkből jó cikk lesz. Várom önöket a szemináriumon, ahol konyakot iszunk majd.