Gurka Dezső – G. Csizmás Edit
Magyarok a Bohr Intézetben
A kvantummechanika bölcsőjénél

Első rész


A kvantummechanika keletkezését aligha lehet egyetlen városhoz kötni. Göttingen, Hamburg vagy Cambridge egyaránt kiemelkedő helyszínei az új paradigma kialakulásának, Koppenhága azonban már a kortársak szemében is szimbolikus jelentőségűvé növekedett. Niels Bohr több nemzedék fizikusait eszmei közösségbe tömörítő apafiguraként, intézete, az Elméleti Fizikai Intézet (amely egyébként hivatalosan csak 1965 óta viseli az ő nevét) távoli tanszékekre is kisugárzó hatású centrumként élt a korabeli kutatók tudatában. A bölcsőhely megjelölés érvényét az is erősíti, hogy Bohr módszerét – a szókratészi asszociációt alkalmazva – egyfajta elméleti fizikai bábáskodásként lehetne jellemezni, mivel a nagy dán fizikus a problémákat, kérdéseket pontosan körvonalazva szinte rájuk fokuszálta a korszak legjelesebb fiatal tehetségeinek gondolati kapacitását és alkotókedvét. Oppenheimer hagyatékából került elő az a feljegyzés, amely 1948-ig tartalmazza a Bohr Intézet kutatóinak, vendégeinek névsorát. A 145 nevet feltüntető listán három esetben szerepel a "Hungary" megjelölés: Hevesy György, Kudar János és Teller Ede neve mellett. Ebből az időszakból felbukkan ugyan még néhány magyar név a Bohr Intézet történetében, de a koppenhágai tartózkodás – jóllehet eltérő előjellel – leginkább Hevesy és Kudar számára jelentett sorsdöntő fordulatot.
 

 

"Megfoghatatlan birodalma
az első nap fényén ragyog"

Az 1932-es koppenhágai fizikuskonferencia alkalmával a Bohr Intézet kutatói egy Faust-paródiát írtak, amelyben az arkangyalok fizikusokkal helyettesített kara (a szereposztás szerint Eddington, Jeans és Milne) tolmácsolta a fenti Goethe-idézetet.

A paródia sziporkázó humora már a szereposztásban is megnyilvánul: az Úr, kinek birodalma megfoghatatlan, természetesen Bohr, Mefisztó a kritikus szellemű Wolfgang Pauli, Faust Ehrenfest, Margit pedig a hamvas, frissen felfedezett neutron. A darab, amelynek megírásában részt vett Teller Ede és Carl Friedrich von Weizsäcker is, sokat elárul a Bohr által vezetett intézet légköréről.

Heisenberg a Rész és egész című könyvének egyik dialógusában Bohr legfontosabb személyiségjegyeként a szabadság tiszteletét emeli ki, s leírja, hogy a nagy dán fizikus a hazájában oly nagy tiszteletnek örvendő alapértéket a viking szabadság történelmi hagyományából eredeztette. A "Koppenhagener Geist" (koppenhágai szellem) csak ebben a közegben alakulhatott ki: szabad emberek egymásmellettiségében és egymás véleményét tiszteletben tartó vitáiban. Weizsäcker azt emeli ki, hogy Bohrból hiányzott "az iskolaalapító leggyakoribb sajátossága: a pedagógiai tehetség és az uralomvágy. Sokan jártak úgy, hogy nem értették, de csodálták, mosolyogtak rajta és szerették, és amikor néhány év után elhagyták az intézetet, olyasmit tudtak a fizikáról, amit azelőtt nem, és amit semmi más módon nem tudtak volna elsajátítani."

Bohr kutatói pályája Rutherford mellett, a manchesteri Cavendish Laboratóriumban kezdődött, 1914-től a számára létesített elméleti fizikai tanszéken folytatódott a Koppenhágai Egyetemen. A dán állam és a Carlsberg Alapítvány támogatásával 1921-ben elkészült az 1920. március 3-án megalapított Elméleti Fizikai Intézet épülete a Blegdamsvej és a Faelledparken közötti területen.

Második pályaszakaszának (1922–30) helyszíne a koppenhágai intézet, amely Bohr életművének kiteljesedésével párhuzamosan épült és gyarapodott tovább. (Különösen jelentősek a Rockefeller Alapítvány támogatásával végzett fejlesztések 1924 és 1926 között.) Bohr a korszak néhány legtehetségesebb fiatal fizikusával együtt létrehozta a kvantummechanika koppenhágai értelmezését. (Heisenberg hullámmechanika-ellenességéhez képest Bohr mérsékeltebb álláspontot foglalt el. Kutatói magatartására az ő felfogásával ellentétes hipotézisek esetében is jellemző volt az, amit Weizsäcker így foglalt össze: "látszólag ellentmondó tények feszültségét addig hordozta a tudatában, amíg végül is a gondolkodásának egy új síkján össze tudta békíteni az ellentéteket".) Az intézet nemzetközi tekintélyét reprezentálta az 1929-es első koppenhágai konferencia.

Az 1930 és 1940 közötti időszakban az elektromágneses tér és a magerők álltak kutatásának középpontjában. Bohr sok kutató előtt további lehetőségeket nyitott azzal, hogy személyes kapcsolatai révén ösztöndíjakat, álláslehetőségeket szerzett számukra Angliában vagy az Egyesült Államokban. Különösen fontos volt az intézet menedékszerepe a német megszállás elől emigráló tudósok, például Franck, Placzek, Frisch, Weisskopf esetében.

Bohr haláláig, 1962-ig állt az intézet élén, s "birodalmának" fénye valóban nem kopott meg. Továbbra is fontosnak tartotta, hogy a kutatás hatékonyságának érdekében nemzetközi intézetekben koncentrálják a rendelkezésre álló szellemi kapacitást. A CERN elméleti fizikai központja először Koppenhágában működött, és amikor 1952-ben Genfbe helyezték át, Bohr támogatásával létrejött az Északi Fizikusok Elméleti Fizikai Intézete, a NORDITA. A koppenhágai intézet újabb látványos sikere volt, hogy Aage Bohr, Ben Roy Mottelson dán fizikussal együtt, 1975-ben Nobel-díjat kapott. Rajtuk kívül még jó néhány fizikai Nobel-díjas töltött hosszabb-rövidebb időt a Bohr Intézetben (például Landau, Franck, Heisenberg, Pauli, Gamow), de a prominens külföldi tudósok közül talán leginkább Hevesy György tevékenysége forrt össze a Bohr Intézet történetével.

Egy barátság, amelyről
a periódusos rendszer is tanúskodik

A fizika és a kémia Bohr előtt meglehetősen távol állt egymástól. Bohr atommodellje lényegében az atom stabilitásának kémiai tapasztalatát egyeztette össze a Rutherford-modell azon paradoxonával, hogy a körpályán mozgó elektron esetében is érvényesülő Maxwell-törvények értelmében az elektronnak energiát kellene veszítenie, s bele kellene zuhannia az atommagba. Ezen a ponton kapott szerepet Bohr gondolkodásmódjának alapvető sajátossága, ami egyszersmind gondolatai merészségének forrása is volt: az ellentétes hipotézisek összebékítésének és az antinómiák feletti új harmónia kialakításának képessége. Ő maga így fogalmazta meg ezt aforisztikus tömörséggel: "Egy helyes kijelentésnek az ellentéte egy hamis állítás. Egy mély értelmű igazság ellentéte viszont lehet egy másik mély értelmű igazság is."

Bohr és Hevesy Rutherford manchesteri laboratóriumában kötött életre szóló barátságot. Bohr Cambridge-ből került oda, ahol Thomson atommodelljének bírálata miatt vált kellemetlenné a helyzete, Hevesy pedig Karlsruhéból ment Angliába az elektronemisszió kísérleti technikájának tanulmányozása végett. Manchesterben dolgozott ekkor Fajans, Moseley, Geiger, Darwin és Chadwick is. Bohr egy 1962-ben készült interjúban a Hevesyvel való megismerkedését tartja a legfontosabbnak ebből az időszakból.

Ennek a szoros kapcsolatnak az alapja részben szakmai jellegű: Hevesy enciklopédikus kémiai tudásanyaga, a vele folytatott diskurzusok elősegítették Bohr hipotéziseinek formálódását. A másik kötőerő ezen diskurzusok emberi oldala volt: Bohr Hevesyben olyan nagyvonalú, a gazdag polgár és az arisztokrata vonásait felmutató kollégára talált, aki megértette az ő gondolkodásmódját, sőt időnként másokkal is megértette a nehézkesen előadó dán fizikus briliáns gondolatait. Különösen felértékelődhetett ez a szerep Bohr pályájának kezdetén. (Később, a Bohr Intézetben fia, Aage Bohr volt az, aki gyakran alakította át érthetőbb formájúvá apja időnként csak kevesek számára követhető magyarázatait.) Barátságuk fontos dokumentuma az az intenzív levelezés is, amelynek túlnyomó többsége, 166 levél a koppenhágai Bohr-archívumban található.

Palló Gábor hívta fel a figyelmet arra, hogy a két tudóspálya milyen sok párhuzamot mutat, legjelentősebb eredményeik, pályafordulataik ugyanis időnként évnyi pontossággal egybeesnek. 1913-ban a Bohr-féle atommodell megszületésének évében ért be Hevesy számára a Rutherford által kitűzött feladat (negatív) eredménye. Miután a rádium és az ólom elkülönítése lehetetlennek bizonyult, Hevesy megfordította a problémát, és felfedezte az izotópos nyomjelzést. Így természetesen már nem csupán a barátot, hanem a nemzetközileg ismertté vált tudóst hívta meg Bohr 1919-ben Koppenhágába, kimentve őt ezzel a magyarországi igazoló eljárások kellemetlenségei közül.

A svéd Klein, a lengyel Rubimowitz és a norvég Rosseland mellett Hevesy a Bohr Intézet legelső külföldi tudósainak egyike volt. Kezdetben Brönsted laboratóriumában kapott helyet, akivel közös kísérleteket kezdett a higany és a klór izotópjainak szétválasztására. (Később derült ki, hogy ha a kísérletek során a Hevesy által javasolt méréseket is elvégezték volna, akkor ők fedezik fel a deutériumot.) Krogh, a Nobel-díjas dán fiziológus is kapcsolatba lépett vele, felismervén az indikátormódszer jelentőségét.

Hevesy 1921 és 1926 között az intézet egyik legfontosabb munkatársa volt, ő vezette a kémiai kutatások osztályát. Itt fedezte fel munkatársával, Costerrel a 72-es számú elemet, amelyet Koppenhága latin nevéről hafniumnak neveztek el. A felfedezés Bohr elméletének kísérleti igazolását jelentette, ugyanis ennek értelmében a 72-es számú elemet Hevesy nem a ritkaföldfémek között, hanem a titáncsoportban kereste és találta meg 1922. december 29-én. Bohr a következő napon vette át a Nobel-díjat, s így előadásába belefoglalhatta Hevesyék frissen elért eredményét, amelynek elismertetése persze még további munkát igényelt. Hevesy, aki magyarországi kapcsolatait is fenntartotta, így számolt be erről Ortvay Rudolfnak 1923 februárjában a felfedezés körül kialakult prioritási vitára is utalva: "A röntgenspektrum tisztázását követte az optikai spektrum, kisült, hogy az eddig Zirkonnak tulajdonított színkép egy része tényleg a hafniumé. Jelenleg az atomsúly meghatározásával foglalkozunk. (...) Valóságos dán nemzeti viadallá vált a Scott-ügy."

Hevesy 1926-ban rendkívüli egyetemi tanári megbízatást vállalt a Freiburgi Egyetem kémiai intézetében, de változatlanul kapcsolatban maradt Bohrral és egykori magyarországi ismerőseivel is. Ortvaynak – aki pesti tanszékvezetői kinevezéséhez a legnevesebb fizikusoktól kért ajánlást, és ezzel kapcsolatban Hevesynél is érdeklődött – így válaszolt: "Bohr sajnos csak nehezen kapható ily vélemények kiadására, és igenlő válasz esetére is reménytelennek látszik hamarosan kapni meg ezt tőle."

1934 és 1943 között Hevesy ismét Bohr intézetében dolgozott. 1937-ben arról számolt be Ortvaynak, hogy a Bohr Intézet vendégeként két egykori budapesti kémikus kollégája, Gróh Gyula és Zechmeister László tartott előadást. Gróh Gyulával az Állatorvosi Egyetemen végzett kísérleteikről írtak annak idején közös cikket. Ezeket, az ólom öndiffúziójával kapcsolatos kísérleteket Hevesy Koppenhágában újra elvégezte, s ekkor az adatok kiértékelésében Werner Heisenbeg volt a segítségére. (Ami Zechmeister Lászlót illeti, ő tulajdonképpen visszalátogatott a dán fővárosba, ugyanis 1920 és 1922 között Niels Bjerrum professzor mellett dolgozott itt.)

Hevesy kutatásai egyre inkább a biológiai alkalmazások irányába tolódtak el. 1938-ban az izotópok biológiai felhasználásáról szervezett konferenciát. 1943-ban így írt Ortvaynak: "A Bohr Intézetben most egy csirketenyészetet létesítettek a számomra, miután a tyúk vérképzésével foglalkozom." Ezen kutatásai során szoros együttműködést alakított ki svéd kollégáival, így 1943-ban, Dánia német megszállásának szigorodásával, magától értetődően adódott a stockholmi letelepedés gondolata. "Fő tevékenységem jelenleg Stockholmban van, de sokat vagyok a Bohr Intézetben. (...) A Bohr Intézet hatalmasan kiépült a háború után és még mindig épül" – írta Selényi Pálnak 1950-ben.

Az Oppenheimer-féle névsor Hevesy esetében (egyébként is pontatlanul) csak az 1920–26 közötti időszakot és az 1934-es évet jelölte meg a Bohr intézetbeli tartózkodás dátumaként. Gyakori látogatásai és intenzív levelezése révén azonban Hevesy – 1966-ban bekövetkezett haláláig – az intézet tiszteletbeli munkatársának tekinthető.

Kudar János neve mellett az 1931-es évszám található. Ő csak igen kevés időt töltött az intézetben: egy jól induló, de töredékben maradt s jószerével ismeretlen fizikusi pálya zárófejezetét.

(Az írás második részét következő számunkban közöljük.)