DIÁKOLIMPIÁK
Ionszóródás és Buddha-templomok
Fizikai diákolimpia Bangkokban

Három ezüst- és két bronzérmet szerzett a magyar csapat az idei Nemzetközi Fizikai Diákolimpián, és így 84 részt vevő ország között a nem hivatalos ponttáblázatban a tizennyolcadik helyen végzett.

A csapat (balról jobbra): Honyek Gyula, Vigh Máté, Vankó Péter (hátul),
Jéhn Zoltán, Varga Ádám, Szabó Attila, Börcsök Bence, Budai Ádám (elöl)

A 42. Nemzetközi Fizikai Diákolimpiát 2011. július 10. és 18. között Thaiföld fővárosában, Bangkokban rendezték meg. Az olimpiák helyszíne általában 10–15 évvel a versenyek előtt szokott eldőlni, egy új jelentkezőnek ennyit kell várnia, hogy házigazda lehessen. Az idei rendezést évekkel ezelőtt Belgium vállalta el, de a rendezők másfél évvel a verseny előtt anyagi nehézségekre hivatkozva visszaléptek. Thaiföld élt a lehetőséggel, beugrott a megüresedő helyre, és a rendelkezésre álló nagyon rövid idő ellenére elvállalta az olimpia megrendezését.

Az először 1967-ben, néhány (akkori) szocialista ország által megrendezett diákolimpia mára hatalmas versennyé nőtte ki magát: idén már 84 ország 383 versenyzője mérte össze tudását. Ahogy évek óta mindig, most is szembetűnő volt az ázsiai diákok elsöprő fölénye. Újdonságot és érdekességet csak az jelentett, hogy a legeredményesebb ország idén nem az 1,3 milliárdos Kína, hanem a 23 millió lakosú Tajvan lett, mégpedig meggyőző fölénnyel: a verseny abszolút győztese, valamint a legjobb elméleti és a legjobb kísérleti eredményt elérő diák a tajvani Tzu-Ming Hsu lett, az első hét aranyérmes közül pedig öt tajvani volt, és csak egy-egy thaiföldi és kínai diák.

Magyarország a kezdetektől részt vesz az olimpián. Idén Bangkokban Börcsök Bence (szegedi Radnóti Miklós Kísérleti Gimnázium, tanára: Mező Tamás), Budai Ádám (miskolci Földes Ferenc Gimnázium, tanára: Bíró István), Jéhn Zoltán (pécsi Babits Mihály Gyakorló Gimnázium, tanára: Koncz Károly), Szabó Attila (a pécsi Leőwey Klára Gimnázium 10. osztályos tanulója, tanára: Simon Péter) és Varga Ádám (szegedi Ságvári Endre Gyakorló Gimnázium, tanára: Tóth Károly) képviselte az országot Honyek Gyula (ELTE Radnóti Miklós Gyakorlóiskola) és Vankó Péter (BME Fizikai Intézet) csapatvezetők kíséretében. Megfigyelőként utazott a csapattal Vigh Máté (ELTE Fizikai Intézet), aki jövő évtől a 25 éve csapatvezetőként dolgozó Honyek tanár úr munkáját veszi át.

A magyar csapat kiválasztása és felkészülése a korábbi évekhez hasonlóan történt. Budapesten, Miskolcon, Pécsett és Szegeden működnek olimpiai szakkörök, ahol a csapatvezetőkön kívül Hilbert Margit, Kotek László, Tasnádi Tamás és Zámborszky Ferenc készíti fel az évről évre egyre kisebb számú érdeklődő diákot a válogatóversenyre és az olimpiára. A szakkörök legjobbjai és az országos versenyek korábbi nyertesei április végén háromnapos válogatóversenyen, az ELTE-n és a BME-n immár tizedik alkalommal megrendezett Kunfalvi Rezső Emlékversenyen mérték össze tudásukat, valamint fizikai és szellemi állóképességüket. Az olimpiához hasonlóan elméleti és mérési feladatokból álló válogatóverseny (és korábbi versenyeredmények) alapján dőlt el, ki kerül az ötfős csapatba. A csapat végső felkészítésének része volt az idén Szatmárnémetiben megrendezett Román–Magyar Előolimpiai Fizikaverseny és egy elsősorban mérési feladatok megoldásából álló háromnapos „edzőtábor” a BME-n és az ELTE-n.

A nyolcfős magyar küldöttség Zürichen keresztül repült Bangkokba. A hosszú repülőúton kívül az időeltolódás és a meleg, rendkívül párás levegő is megviseli a szervezetet. Sok pihenésre azonban nem volt lehetőség, mert az ünnepélyes megnyitó után (amelyen részt vett a thai királykisasszony, a világ leghosszabb ideje uralkodó királyának egyik lánya is) a csapatvezetők nekifogtak a három elméleti feladat megvitatásának és lefordításának, a diákok pedig másnap reggel a feladatok megoldásának. Az ötórás elméleti fordulót egy pihenőnap után követte a két mérési feladatból álló, szintén ötórás kísérleti forduló.

Thaiföld láthatóan nagy súlyt fektet a nemzetközi versenyeken való sikeres szereplésre, és a környező országokhoz hasonlóan évről évre nagyon jól szerepel a fizikai diákolimpiákon. Ez alapján jól előkészített, nehéz feladatokra számítottunk. Ehhez képest a feladatok nem voltak túl eredetiek, és az első feladatban egy elvi hiba is volt, így a csapatvezetőkből álló nemzetközi testület a feladat egy részének kihagyása mellett döntött. Szakmailag pozitív fejlemény volt viszont, hogy a feladatok szövege lényegesen rövidebb volt, mint az elmúlt években. (A hosszú bevezetők és a rengeteg részfeladat miatt a versenyzőknek gyakran 10–20 oldal szöveget kellett elolvasniuk.)

Az első feladatban a Nap és a Föld gravitációs terében mozgó apró műhold mozgását kellett vizsgálni: a pálya stacionárius pontjai (a Lagrange-pontok) körüli kis rezgések periódusidejét kellett meghatározni. A második elméleti feladatban egy elektromosan töltött szappanbuborék lebegését kellett tanulmányozni, míg a harmadikban – a Rutherford-kísérlet 100. évfordulójának tiszteletére – egy töltött ion semleges atomon való szóródását kellett vizsgálni. Ez utóbbi feladatnak az az érdekessége és nehézsége, hogy a semleges atom a közeledő ion hatására polarizálódik, és így az iont annak töltésétől függetlenül mindig vonzza.

A mérési feladatok közül az elsőben egy kapacitív elven működő digitális tolómérőt kellett tanulmányozni: két, egymáshoz képest elmozduló, fésűfog alakú kondenzátorlemez segítségével frekvenciaméréssel lehet nagy pontossággal elmozdulást mérni. A második feladatban egy mechanikai „feketedobozt” kellett vizsgálni: egy cső belsejében rögzített golyó helyzetét és tömegét kellett meghatározni különböző egyszerű mérésekkel.

A diákok megoldásait a szervezők és a csapatvezetők is kijavítják, majd egy moderációnak nevezett egyeztetésen állapodnak meg a végleges pontszámról (minden feladatra 10 pontot, összesen 50 pontot lehet szerezni). A versenyzőket az elért pontszám alapján rangsorolják, és ez alapján határozzák meg az egyes érmek elnyeréséhez szükséges ponthatárokat. A magyar diákoknak idén a mechanikai mérés bizonyult a legnehezebbnek: elvileg helyes, azonban viszonylag pontatlan módszert választottak. Végül a csapat minden tagja érmet szerzett: Szabó Attila, Varga Ádám és Börcsök Bence ezüstérmet, Jéhn Zoltán és Budai Ádám bronzérmet kapott. Ezzel a csapat a nem hivatalos, országok közti pontversenyben a 18. helyre került – ami elmarad a tavalyi sikertől (3 aranyérem, 2 bronzérem és egy különdíj), de az ország méretét és lehetőségeit tekintve vállalható, szép eredmény.

Természetesen egy diákolimpia nem csak fizikából és a versenyzésből áll – hasonlóan fontos az, hogy a legkülönbözőbb országokból érkező emberekkel lehet találkozni, és egy kicsit meg lehet ismerni a fogadó országot is. A rendezők a tanároknak és a diákoknak is több kirándulást szerveztek Bangkokban és környékén. Nem könnyű ennyi embert összeszedni, utaztatni, az étkezésüket megoldani, így elég sok időt töltöttünk a légkondicionálás miatt állandóan járó motorral várakozó vagy a városi csúcsforgalomban araszoló buszokban. Ennek ellenére végül eljutottunk a királyi palotába, amely egy palotákból és buddhista templomokból álló hatalmas épületegyüttes a Chao Praya folyó partján. Meglátogattunk egy Rose Garden nevű szabadtéri múzeumot, ahol sok minden más mellett dolgozó elefántokat és a selyemfonál készítését lehetett látni. Egy egész napos kirándulás keretében pedig elutaztunk a tengerpartra, a Toey-Ngam Beachre, ahol egy haditengerészeti bázison a tengeri teknősök szaporodását segítik. Itt mi is kézbe vehettünk, és több évtizedes útjukra a tengerbe engedhettünk apró teknősöket.

Idén nemcsak a diákok, hanem a tanárok is kaptak helyi kísérőt, akik kicsit aggódtak értünk, amikor magunkban vágtunk neki Bangkoknak. De a legérdekesebb mégis így kószálni egy hatalmas városban. Láttunk gyönyörű buddhista templomokat (Wat Pho, Wat Arun), hatalmas piacokat, árusoktól és kifőzdéktől nyüzsgő utcai életet. A legnagyobb élmény egy hajóút volt a Chao Praya folyón és a hozzá kapcsolódó csatornarendszeren, ahol egy keskeny, nagyon hosszú és gyors motorcsónakból a csatornarendszerre épült régi Bangkokot láthattuk.

Az eredményhirdetés szintén nagyon ünnepélyes volt, mert a versenyzőknek az érmeket a megnyitón is részt vevő királykisasszony nyújtotta át. A programot záró búcsúvacsorán utoljára élvezhettük a hét folyamán megismert, nagyon változatos és izgalmas kínai, japán és thai konyhát, majd fáradtan, de élményekkel gazdagon készülhettünk a hosszú hazaútra.

A következő diákolimpiát 2012. július 15. és 24. között Észtországban rendezik meg. A versenyre való felkészülést három vidéki és két budapesti (egy elméleti és egy mérési) szakkör segíti. Részletekről a KöMaL (Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapok) szeptemberi számában lehet olvasni.

Vankó Péter


Első lépés
Galgóczi Gábor, a First Step to Nobel Prize in Physics pályázat magyar nyertese

A First Step to Nobel Prize in Physics1 (Az első lépés a fizikai Nobel-díjhoz) verseny eredete a nyolcvanas évekre nyúlik vissza: Lengyelországban ekkor kezdtek „fizikai kutatóműhelyeket” szervezni, ahol a diákok „felnőtt” kutatási témákon dolgozhattak. A tehetséges fiatalok érdeklődése arra sarkallta Waldemar Gorzkowskit, aki 23 évig a Nemzetközi Fizikai Diákolimpia elnöke volt, hogy a lengyel középiskolások számára versenyt indítson, ahol a saját kutatások alapján írt dolgozatok mérkőznek meg egymással. A verseny később nemzetközivé vált. A szakterületek sokfélesége miatt több első díjat is kiosztanak. Az idén az öt nyertes egyike Galgóczi Gábor (ELTE Apáczai Csere János Gimnázium), aki exobolygók fizikai jellemzőit határozta meg. Az elsők jutalma: egy hónapos lengyelországi kutatási ösztöndíj.

 – Mióta érdekel a csillagászat?

– Egy volt iskolatársam szervezett egy észlelést hetedikes koromban; az este fő attrakciója az volt, amikor a Hold „elfedte” a Szaturnuszt. Utána két évvel pedig már jártam a Polaris Csillagvizsgáló ifjúsági szakkörére.

Mikor és kitől hallottál először a versenyről? 

– Középiskolásként szerettem volna tudományos munkát végezni; TDK-beli munkára viszont még nem volt lehetőség, a Kutdiáknál pedig nem találtam mentort. A verseny egy Kiss Lászlóval folytatott levélváltás, majd beszélgetés során merült fel, ő ismertetett meg Szabó M. Gyulával, aki a legtöbbet segített a munkában. Szintén nagy segítségemre volt Simon Attila, aki már doktoranduszként dolgozik Kiss László csoportjában, a Csillagászati Kutatóintézetben.

Miért éppen az exobolygókat választottad?

– Kezdetben nem volt konkrét elképzelésem, ekkor ajánlotta fel Kiss László ezt a területet, ami igencsak képes arra, hogy megragadja az ember fantáziáját. Emberközelibbnek érzem, mint például az extragalaktikus csillagászatot.

Hogyan készítetted el a dolgozatodat? 

– Fénygörbéket kellett felvennem, ehhez pedig nagyobb átmérőjű távcsövek szükségesek. Mértem a Polaris Csillagvizsgáló Celestronjával2, majd a piszkéstetői egy méter átmérőjű, CCD-s rendszerrel felszerelt teleszkóppal3. Csodálatos élmény volt, hogy kezdő amatőrcsillagászként az ország legnagyobb távcsövével dolgozhattam! A rendes észlelés összesen három éjszakát vett igénybe; meg kellett tanulnom az IRAF4 kezelését. Kiértékelő programok mellett kézzel néhány alapvető számítást is végeztem a rendszer fizikai jellemzőire vonatkozóan, továbbá a fedés nagyságából a csillag és a hozzá tartozó bolygó egymáshoz viszonyított méretarányát határoztam meg, az eddigi adatok pontosítása céljából. Összesen három bolygót vizsgáltam: a HAT-P-14-et, HAT-P-20-at és a XO-2-t.5

Az angol nyelvű cikk 25 oldal hosszú lehetett, a megírásához el kellett mélyednem a szaknyelvben is. Rengetegszer néztem át a cikket, míg végül március végén kész nem lett.

Merre tovább, csillagász akarsz lenni?

– Mostani szándékaim szerint az ELTE-re megyek, ahol csillagászattal, esetleg részecskefizikával szeretnék foglalkozni. Persze, nem tudhatom biztosan, mi érdekel majd évek múlva. Mindenesetre nagyon tetszett ez a kutatási terület is, szívesen dolgoznék újabb feladatokon. 

Az interjút készítette: Nemoda Bence


 

1. További információk a versenyről: http://www.ifpan.edu.pl/firststep/.
2. 280/2800-as, Schmidt–Cassegrain típusú Celestron 11-es teleszkóp.
3. RCC (Ritchey-Chrétien-Coudé) elrendezésű teleszkóp, CCD kamerával. Bővebben itt: http://www.konkoly.hu/staff/racz/rcc.html.
4. IR AF: Image Reduction and Analysis Facility. A Harvard Egyetemen kidolgozott, Linux-alapú szoftvercsomag csillagászati mérésekhez.
5. Részletes információ: http://exoplanet.eu/catalog.php.



Fényes magyar érmek a Kémiai Diákolimpián

2011 júliusában negyvenharmadszor rendezték meg a Nemzetközi Kémiai Diákolimpiát. Az Ankarában lezajlott verseny a kémia iránt érdeklődő, tehetséges középiskolások legnívósabb megmérettetése. Az idén 69 ország 269 elhivatott diákja szállt versenybe Törökország fővárosában az olimpiai érmekért.

Ez a rendezvény nemcsak versenyzési lehetőséget, hanem találkozót, eszmecserét és kapcsolatok kiépítésének lehetőségét nyújtja a világ minden tájáról érkező fiataloknak. A versenyre az országok négyfős csapatokat küldenek, amelyekkel két kísérő tanár és egy tudományos megfigyelő is utazik. 

A négyfős csapat tagjai húszévesnél nem lehetnek idősebbek, nem lehetnek egyetemi hallgatók és nem tanulhatnak kémiára specia­lizálódott iskolában (azaz vegyipari szakközépiskolában). 

Felkészülés az olimpiára és a csapat kiválasztása
Az eredményes diákolimpiai szerepléshez külön felkészítjük a diákokat, ugyanis az olimpiákon elvárt kémiai ismeretek meghaladják a középiskolában oktatott tananyagot. A felkészítő tábor résztvevőit a középiskolai versenyeredményeik (Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny, Irinyi János Országos Középiskolai Kémiaverseny, valamint a Középiskolai Kémiai Lapok levelezőversenye) alapján választják ki. A tábor első hetét 20–30 diák kezdi meg, akik elméleti és gyakorlati ismeretekkel gazdagodnak, valamint két darab ötórás versenydolgozatot írnak. A dolgozatok és laboratóriumi gyakorlatok eredménye alapján a második hétre már csak a társaság fele – kb. 12–16 ember – marad a táborban, ahol az első héthez hasonló módon folyik a felkészülés és válogatás. A válogatás végén a négy legeredményesebb diáknak nyílik lehetősége, hogy képviselje hazánkat a nemzetközi versenyen. A felkészítést hagyományosan az Eötvös Loránd Tudományegyetem Kémiai Intézete szervezi. Az idei évi válogató táborának eredményeképpen a versenyre Batki Bálint (ELTE Apáczai Csere János Gimnázium, Budapest, tanára: Villányi Attila), Pós Eszter Sarolta (ELTE Radnóti Miklós Gyakorlóiskola, Budapest, tanárai: Balázs Katalin, Berek László), Sályi Gergő (ELTE Apáczai Csere János Gimnázium, Budapest, tanára: Villányi Attila), Sveiczer Attila (Eötvös József Gimnázium, Budapest, tanára: Dancsó Éva) utazhatott ki.

A verseny és a feladatok
Az olimpia során a diákok és a kísérők nem találkoznak egymással, csak a rendezvény elején, valamint a verseny lezajlása után. A diákok csapatai egy-egy helyi segítővel egészülnek ki, aki ismeri a pontos programot és vigyáz a csapat tagjaira. A megérkezés utáni napon a hivatalos megnyitóünnepséggel kezdődik a diákolimpia, amely az idei évben a versenyt szervező Közel-keleti Műszaki Egyetem kampuszán volt. Az ünnepség után a diákok a szállásukra mentek vissza, míg a kísérők a laboratóriumi eszközöket ellenőrizték.

A verseny hagyományosan két részből áll: egy laboratóriumi gyakorlatból, illetve egy elméleti részből. A pontok 40%-át az első, míg 60%-át a második rész adja. A versenyfeladatokat – amelyeket a kísérők fordítanak le – minden diák az anyanyelvén kapja meg. Mind az elméleti, mind a gyakorlati rész elvégzéséhez öt-öt óra áll rendelkezésre.

Az idei évben a gyakorlati forduló három feladatból állt. Az első egy sókeverék összetételének a meghatározása volt. A második feladat során azt vizsgálták a versenyzők, hogy egy komplex vegyületből hogyan tudnak hidrogént fejleszteni. Ez a kísérlet a hidrogén mint energiaforrás tárolására hívta fel a figyelmet. A harmadik feladat során egy bonyolultabb szerves vegyületet kellett előállítaniuk a versenyzőknek, majd a kémiai reakció lejátszódása után a szerves vegyészek egyik nagy problémájával, a szerves vegyületek tisztításával kellett megbirkózniuk. 

A gyakorlat utáni napon a versenyzők kirándulást tettek az Eymir-tóhoz, eközben a kísérők az elméleti forduló feladatait fordították. Az elméleti rész nyolc feladatból állt. Az első középpontjában a kipufogógázokban is megtalálható nitrogén-oxidok kémiai viselkedése állt. A második feladat egy fontos vegyipari alapanyag, az ammónia égetéséhez kapcsolódott. A harmadik a hidrogén és izotópja, a deutérium közötti különbségekre épült. A negyedik példa a gyakorlati fordulóból ismert hidrogénalapú gazdaság egy másik lehetséges hidrogéntároló vegyületével foglalkozott. Az ötödikben a versenyzők különböző egzotikus, csak nitrogénatomokat tartalmazó ionokkal „ismerkedhettek meg”. A hatodik feladat az aranykinyerés cianidos technológiájába kalauzolta el a megoldókat. A hetedik a mesterséges cukorszármazékok előállításának kérdéseiből született. Az utolsó feladat pedig a 2001-ben Nobel-díjat kapott K. B. Sharpless utóbbi években végzett kutatásaiból merített. 

Az elméleti forduló után a diákok és a kísérők újra találkoztak az egyetem parkjában, egy grillpartin. Másnap a kísérők Isztambulban voltak, míg a diákok két napra Kappadókiába utaztak. Ezután a tanárok és szervezők egymástól függetlenül kijavították a versenyfeladatokat és megvitatták az egyes diákok végleges pontszámát. Az eredményhirdetés napján a magyar csapat az ankarai magyar nagykövettel, Szabó Istvánnal teázott és osztotta meg élményeit, de azt is megtudhatta, hogy mivel foglalkozik egy nagykövet.

Ezek után már csak az olimpia egyik leg­izgalmasabb része volt hátra: az eredményhirdetés. A díjak elosztása is különbözik a hagyományos olimpiákétól, itt ugyanis nemcsak az első három helyezett kap érmet, hanem a versenyzők közül a legjobb 8–12% szerez aranyérmet, az őket követő 18–22% ezüstöt, míg 28–32% bronzérmet. A magyar versenyzők kiválóan teljesítették: Sályi Gergő – aranyérem, Sveiczer Attila – ezüstérem, Pós Eszter Sarolta – ezüstérem, Batki Bálint – bronzérem. A versenyzők teljesítménye közül kiemelkedett Sályi Gergőé, aki bár még csak 10. osztályos tanuló, a verseny élmezőnyében végzett.

A magyar csapat török kísérője, Murat Umut Ünal körül (balról jobbra):
Sályi Gergő, Zihné Perényi Katalin, Pós Eszter Sarolta, Villányi Attila, Sveiczer Attila, Varga Szilárd, Batki Bálint, Magyarfalvi Gábor

Ezzel a teljesítménnyel a nem hivatalos csapatversenyben Magyarország 9. helyezést ért el. Minket Kína, Dél-Korea, Oroszország, Indonézia, az Amerikai Egyesült Államok, Thaiföld, Szingapúr és Kanada előzött meg.

A csapat felkészítésében a következő oktatók és hallgatók vettek részt: Daru János, Kotschy András, Lagzi István, Nagy Péter, Sánta Zsuzsanna, Szabó Ákos, Szabó András, Szalay Roland, Tarczay György, Tóth Gergely, Varga Szilárd, Zihné Perényi Katalin, valamint Bérczes Szilvia, Havalda Dóra, Juhászné Éva, Szűcs Imréné, Takaróné Márta.

A csapat kísérője Zihné Perényi Katalin, Varga Szilárd és Villányi Attila volt. A török szervezők meghívására Magyarfalvi Gábor is részt vett a versenyen, és segítette a magyar kísérők munkáját.

A magyar felkészítéssel kapcsolatos információk az olimpia.chem.elte.hu honlapon találhatók. Az ankarai olimpiáról a http://icho43.metu.edu.tr/ honlapon lehet olvasni.

Varga Szilárd


Természet Világa, 142. évfolyam, 10. szám, 2011. október
http://www.termeszetvilaga.hu/
http://www.chemonet.hu/TermVil/