KOVÁCS LÁSZLÓ
Gábor Dénes, a mérnök-fizikus

Száz évvel ezelőtt, 1900. június 5-én Budapesten született a holográfia atyjaként tisztelt Gábor Dénes, aki valójában elektromérnök volt. Az elektron segítségével történő leképezés: a nagyfrekvenciás oszcilloszkóp, az elektronmikroszkóp, a lapos képcsövű televízió foglalkoztatta. Egy fénytani analóg kísérletből fejlődött ki a teljes, térbeli képeket előállító holográfia. Gábor Dénes kellően nem figyelembe vett szociális író is volt; megpróbálta “feltalálni” a jövőt, megmenteni a mi kultúránkat egy érett társadalommal, amely stacioner gazdasági állapotban él.

Vannak tanárok, vannak fizikusok és vannak mérnökök. A tanárok lelkesítenek, a fizikusok összefüggéseket ismernek fel, a mérnökök berendezéseket terveznek. Lehet, hogy a diák nem fog lelkesedni, lehet, hogy az összefüggés hamis, de a gépnek, a berendezésnek működnie kell. Ezt tudja megvalósítani a mérnök úgy, hogy lelkesedik a matematikáért, ismeri, érti az összefüggéseket és ezek alapján gyakorlati érzéke segítségével működteti az eszközeit.

Gábor Dénes kezdő elektromérnöknek Berlinben a Műegyetem Elektrotechnikai Intézetében, és a Siemens és Halske cégnél azt a gyakorlati feladatot kellett megoldania, hogy megvédje a magasfeszültségű távvezetékek transzformátorait a vezetékeken fellépő vándorhullámok károsító hatásaitól. Ehhez ismerni kell a vándorhullámok, az igen nagy frekvenciájú átmeneti jelenségek természetét. A laboratóriumokban akkor elérhető “feszültséghullám kimutató berendezések”, a katódsugár oszcilloszkópok alacsonyabb frekvencián működtek, mint amekkora a vándorhullámok frekvenciája volt. Gábor Dénesnek megfelelő oszcilloszkópot kellett építenie. Ehhez szükség volt nagyon sok elektromos és elektronikus segédberendezés megtervezésére és elkészítésére. Az oszcilloszkóp képernyőjére elektronnyaláb-ceruza rajzolja ki a rezgésalakot, elektronok becsapódása vált ki fényt. Nagyon fontos a ceruza kihegyezése, hogy ne legyen elmosódott a kép. Az elektronnyalábot ugyanúgy kell tudnunk kezelni, mint a fényt: szűkíteni, tágítani, terelni.

Gábor Dénesnek azonnal volt egy olyan ötlete, aminek alkalmazása sikerre vitte az elektronmikroszkópot is: a vákuumcsőben haladó elektronnyalábot a csőre kívülről ráhelyezett, vasköpenyes tekerccsel terelgette, koncentrálta. Félelmetes hasonlóság: a Gábor Dénessel egyidős Bay Zoltán pontosan ugyanebben az időben, ugyanott, Berlinben ért el világraszóló tudományos eredményt más területen, de hasonló módszerrel. A nagyfrekvenciás gerjesztő elektródákat kívülről helyezte a gázkisülési csőre, és így sikerült nitrogénatomok színképét előállítania. Ezzel kimutatta, hogy a kémikusok által aktív nitrogénnek nevezett anyag nitrogénatomokból áll. Érdemes lenne kutatni, volt-e tudományos eszmecsere ebben a kérdésben a két tudós között.

Igen nagy jelentőségű volt Gábor Dénesnek az elektronmikroszkópia területén végzett munkája. Ezt az is bizonyítja, hogy őt kérték fel arra, hogy az Elektrotechnische Zeitschrift, a Német Elektrotechnikusok Szövetségének folyóirata 1957. évi augusztusi ünnepi számában az elektronmikroszkópia 25 éves történetét megírja. Ezt az ünnepi számot Adolf Matthias mérnök-professzor 75. születésnapja alkalmából adták ki.

Matthias irányította Gábor Dénes korai munkáit. Ő nyomtatta ki doktori dolgozatát, előadásokat tartott vele a Német Elektrotechnikusok Szövetségének és az Elektromos Művek Egyesületének országos összejövetelein Berlinben, Wiesbadenben és Düsseldorfban, s ezzel ismertté tette őt szakmai berkekben.

Gábor Dénes emléktáblával jelölt szülőháza Budapesten (VI., Rippl-Rónai u. 15.)

Fény, hullámzás, elektronok

Fény és sötétség. Az átlagember számára a sötétség a fény hiánya. A fizikusnak a sötétség kétféle fény együttesét is jelentheti. Fény plusz fény egyenlő a sötétséggel, hang plusz hang egyenlő a csenddel: ez csak úgy lehetséges, hogy hullámhegy találkozik hullámvölggyel és a hatások kioltják egymást. Az áramló energiának azonban valahova mennie kell, ezért kicsit odébb annál fényesebb van, másutt még hangosabb a szó.

Apró fodrozódás a vízfelszínen: kis maximális kitérés, nagy rezgésszám. Ritkán érkező, hatalmas hullámok: nagy amplitúdó, kis rezgésszám. Ezt eddig is használták a fényképezésnél, hangrögzítésnél. Gábor Dénes most a hullám fázisát, pillanatnyi állapotát is szeretné megragadni, a benne rejlő információt kihasználni. A pillanatnyi állapotban is van információ, hisz emiatt lesz kétféle fényből teljes sötétség, vagy a korábbinál vakítóbb fény, illetve e két véglet között bármi, attól függően, hogy a hullámok mely pillanatnyi állapotukban, milyen fázisban találkoznak.

Ahhoz, hogy egy tárgyról visszaverődő megzavart (szabálytalan, de a tárgy által kódolt) hullám fázisát megragadhassuk, össze kell azt hasonlítanunk egy zavartalan, szabályos hullámmal. A két hullám találkozásából adódó sötétséget, derengést vagy vakító fényt rögzíthetjük már fényképező lemezen.

A tárgyról érkező hullámnyalábot átalakítottuk, mondanivalóját lefordítottuk egy idegen nyelvre. Ha eredeti nyelven akarjuk újraolvasni a szöveget, akkor vissza kell azt fordítanunk. Az átalakított hullámnyalábból el kell venni azt, amit az imént hozzáadtunk, és már előttünk is van az eredeti hullámfront, pontosan olyan formában, ahogyan az korábban a tárgyról érkezett. A hologram segítségével rekonstruált kép tehát teljes kép, térbeli kép, ha elmozdítjuk fejünket, belátunk az ábrázolt tárgyak mögé.

A Nature folyóirat 1948. május 15-i, 4098-as száma közli Gábor Dénes ezen történelmi gondolatát, és a rajzot, amely a holográfia megszületésének “anyakönyvi bejegyzése”.

A cél persze más volt. Gábor Dénes az elektronmikroszkópok rossz minőségű, elmosódott képeit szerette volna megjavítani. A jobb minőségű képet úgy akarta előállítani, hogy a tárgyról érkező “megzavart”, modulált elektronhullámhoz hozzákever egy zavartalan összehasonlító hullámot. Az “anyakönyvben”szereplő rajzon a fény, az optikai kép kódolása és dekódolása csak szemléltetésként szerepel, az elektronhullám, illetve az elektronmikroszkópos kép modelljeként szolgál.

Gábor Dénes ezen írása nem is csinált azonnal forradalmat a képalkotásban. Ehhez meg kellett várni a lézernek, annak a fényforrásnak a megszületését, amely szolgáltatni tudja a térben és időben mindvégig zavartalan összehasonlító hullámot.

A gondolatok nem abban a sorrendben születnek az ember agyában, ahogyan majd felhasználásra kerülnek. Gábor Dénes többször elmondta, leírta, hogy őt izgatta például az, milyen jó lenne átlátni egy homályos üvegen. Ez a képrekonstrukció, a dekódolás, az eredeti nyelvre történő visszafordítás kérdése.

Az egyenetlenné tett üvegfelülethez adjuk hozzá az ott látható formák ellentettjeit: töltsük ki a különféle parányi mélyedéseket és sima, átlátszó felületet nyerünk. Ezt tessék is megcsinálni! Folyékony üveget nehéz szerezni, de használjunk vizet! Annak közel akkora a törésmutatója, mint az üvegnek. Tessék bevizezni a homokfúvásos konyakos- vagy pezsgősüveg külső felületét, s az üveg ettől csaknem átlátszóvá válik. Ezután nagyobb megelégedéssel üríthetjük poharunkat Frank János fizikatanár tanítványa, Neumann, Szilárd, Wigner, Einstein szellemi társa, a londoni Imperial College elektronika Mullard előadója, majd professzora, Gábor Dénes születésének 100. évfordulóján.