Zalai Hírlap, 1989. április (45. évfolyam, 77-100. szám)

1989-04-13 / 86. szám

_ _______ Blllllllllll! !ECHHIKI A „szuperhideg” fizikája Új technikát csoda a láthatáron ! A hőmérséklet hatása az élet kialakulására és fejlődé­sére meghatározónak mond­ható: az első élet jelenségeket mutató szervezetek csak adott hőmérsékleti viszonyok között létezhettek és az emberiség történetében is fontos szere­pet játszott és tölt be jelen­leg is a környező természet hőmérséklete, illetve az em­beri törekvéseknek mindig fontos célja volt az optimális hőmérsékletű szűkebb kör­nyezet kialakítása. Ugyancsak alapvető a különböző hőmér­sékleti tartományokban fellé­pő jelenségek kiismerése, hi­szen azokat felhasználjuk igé­nyeink, szükségleteink kielé­gítésénél ; a példák sorát a fé­mek olvasztásától a mélyhű­téssel történő élelmiszertartó­­sításig lehetne említeni. A tudomány fejlődése a vizsgált hőmérsékleti tartomány hatá­rait kiterjesztette, hallhattunk már több millió fokos hőmér­sékletekről és „nagy mínuszokról”, valamint az ezekhez a hő­mérsékletekhez tartozó külön­leges jelenségekről. Az atomfizikai folyamatok­ban fellépő igen magas hő­mérsékletek vizsgálata mel­lett az alacsony hőmérséklete­ken lejátszódó folyamatok is a figyelem középpontjába ke­rültek: pár év óta ugrássze­rűen megnőtt az idevágó té­mákat tárgyaló tudományos közlemények száma és az eredmények elismerését jelzi az is, hogy a fizikai Nobel­­díjat 1987-ben az alacsony hőmérsékleten lejátszódó fo­lyamatok kutatásáért ítélték oda. A felfedezéseknek köz­vl megmérjük a gáz térfo­gatát 50 °C, 100 °C, 150 °C . . . esetén, kapjuk az ábrán lévő pontokat. A pontok egy egye­nesen helyezkednek el. Ha ezt az egyenest a negatív hőmér­sékletek irányába meghosz­­szabbítjuk, az —273 ° C-nál metszi a hőmérséklet a ten­gelyt. De ekkor a térfogat értéke (a függőleges tenge­lyen) nullává válik, ennél ki­sebb hőmérséklethez pedig negatív térfogat tartozna, ami nyilván lehetetlen! így logi­kus a „lehető legkisebb hő­­mérséklet”-et, amikor a tér­fogat (elvileg) nullává válna, a hőmérsékleti skála alap­pontjának, 0° Kelvin-nek ne­vezni. A fizikusok bonyolult és költséges kísérleteket végez­tek, hogy minél pontosabban moo‘k-n'7É»lí*-csík-­ae­vetlen gyakorlati haszna vár­ható a közeljövőben: a tö­megkommunikáció csatornáin egészen fantasztikus alkalma­zási lehetőségekről is hírt kaphatunk. A konkrétumok megemlítése előtt ejtsünk né­hány szót magáról a jelenség­ről, az elméleti háttérről. A hőmérséklet a testek ré­szecskéinek, atomjainak, mo­lekuláinak mozgásához kap­csolható: minél nagyobb az atomok sebessége, annál ma­gasabb hőmérsékletű az illető közeg, vagy test. A hőmér­séklet mérése, mint ismeretes, úgy történik, hogy a hőnek a testekre gyakorolt valamilyen hatását, például a kitágulást, beskálázzuk. A Celsius hő­­mérsékleti skálánál megmér­jük valamely anyag (például egy vékony csőben végződő üvegtartályban levő higany) térfogatát olvadó jégben, majd forró vízben és a térfogatkü­lönbséget 100 egyenlő részre osztva megkapjuk azt az egy­séget, amellyel az ismeretlen hőmérsékletet — az általa okozott tágulás vagy összehú­zódás mértékéből — mérni tudjuk. A fizikában a hőmér­séklet mérésére Kelvin fokot használnak. A Kelvin skálán a fokbeosztás nagysága azonos a Celsius skáláéval, viszont a Kelvin skálán van „abszolút nulla” fok, azaz olyan hőmér­séklet, amelynél kisebb nem létezhet. Ez az abszolút nulla fok a Celsius skálán —273 °C- nál található. Érdekes az a gondolatmenet, ahogy ezt az értéket­­meghatározták: ha adott nyomáson valamely ideális gázt melegítünk, an­nak a térfogata egyenletesen növekszik. Ha hűtjük, csök­ken a térfogat; ugyancsak érdekes észrevétel, hogy ha egy szupravezető ál­lapotban lévő anyagot mágne­ses térbe helyezünk, azt meg­kerülik a mágneses erővona­lak, a mágneses tér nem ha­tol be a szupravezetőbe (Meissner-jelenség). A szupravezetés mindkét tulajdonsága igen jelentős, életmódunkat nagy mértékben átformálni képes felhasználá­si lehetőséget hordoz: egy szupravezető gyűrűben a ben­ne elindított áram veszteség nélkül, tetszőleges ideig ke­ring, mindaddig, amíg fel nem használjuk valamire. Is­meretes, hogy az elektromos energiával környezetkímélő módon megvalósítható közle­kedés, a légkondicionálás, a világítás, a hírközlés és még nagyon sok egyéb, az ember életét könnyebbé, kényelme­sebbé tevő célra alkalmazható elektromosság. Az elektromos energiát a vezetékhez kötöttség és a tá­rolhatóságának megoldatlan­sága jelenleg erősen megdrá­gítja. Szupravezetők alkalma­zásával nem tűnik álomnak az, hogy pl. a személyautót eredendően néhány évi mű­ködésre elegendő elektromos energiával együtt lehet meg­venni, vagy egy családi házba eleve „beépítik” azt az elekt­romosságot, amellyel akár év­tizedekig biztosítható az össz­komfort a lakott helyektől távol eső vidéken is. Jelentő­sen megváltoztatná az embe­rek közötti kapcsolatokat a gyors, olcsó távolsági közle­kedés: a szupravezetőkkel ki­épített mágneses lebegtetett vonatokkal akár 1 órán belül elérhetőkké válhatnak a 300— 400 kilométer távolságban lé­vő városok. Forradalmi változást jelenthet a szupravezetők alkalmazása az elektronikában: a számító­gépek még kisebbekké és gyorsabbakká tehetők, a hang- és képtovábbítás egy­szerűbb, olcsóbb lehet. Szup­ravezetőket már jelenleg is alkalmaznak, speciális eszkö­zöknél, ahol a nagy mágneses tér, ill. a kicsiny elektromos ellenállás mindenképpen, az­az akár minden áron megva­lósítandó, például atomfizikai gyorsító berendezéseknél, vagy egyes haditechnikai eszközök­nél. Jogos a kérdés: a minden áron és az olcsóság, a széles körű felhasználás hogyan fér össze? Valóban, a 4 'Kelvin hőmér­séklet előállítása és fenntar­tása rendkívül komplikált és így drága is. Viszont a szup­ravezetés reflektorfénybe ke­­rülését éppen az okozta, hogy a kutatóknak sokkal maga­sabb hőmérsékleten is sike­rült már szupravezetőket elő­állítani. Az 1987-es fizikai No­­bel-díjait K. A. Müller és J. G. Bednorz zürichi fizikusok azért kapták, mert új típusú anyagokat, speciális oxid-ke­­rámiát állítottak elő, amely 35 ° K-on szupravezető. Azóta a felgyorsult kutatások ered­ményeként ma már 100 °K körüli hőmérsékleten (—173 °C) működő szupravezető is létezik. Ez a hőmérséklet még mindig eléggé alacsony, vi­szont előállítása már nem olyan bonyolult: a viszonylag könnyen cseppfolyósítható fo­lyékony nitrogénnek ez a hő­mérséklete. A kutatók ver­sengése világméretekben fo­lyik abban az irányban, hogy még magasabb hőmérsékleten, esetleg szobahőmérsékleten működő szupravezető anyago­kat állítsanak elő és még ol­csóbbá, könnyebben hozzá­férhetőbbé tegyék ezt az ér­dekes fizikai jelenséget. Ábrahám István abszolút nulla fok hőmérsékletet (pontosan elér­ni elvileg lehetetlen), vala­­m­int megfigyelték az anyagok viselkedését a 0 'Kelvin (—273 °C) közelében. Érdekes dolgokat tapasztaltak: az ab­szolút 0 fok közelében csepp­folyósodó hélium gáz olyan szuperfolyékony anyag, úgy tapad az edény falához, hogy szinte „kimászik” belőle. Már a felfedezéskor is na­gyon izgalmasnak ígérkezett a szupravezetés jelensége: a holland Kam­erlingh-Onnes 1911-ben higanyt hűtött le igen alacsony hőmérsékletre és vizsgálta annak az elekt­romos vezetőképességét. Meg­lepő jelenséget tapasztalt: 4 'Kelvin (—269 °C) hőmér­sékleten gyakorlatilag meg­szűnt a higany ellenállása! Ez azt jelenti, hogy lehetőség nyílt az elektromos energia veszteség nélküli szállítására 1989. április 13., csütörtök Miért nincsenek sárkányok? Az ősi sárkánygyíkok első csontmaradványait mintegy 200 éve találták meg, azóta a Föld számos pontján leltek maradványokat. Sok fajuk volt, kisebbek-nagyobbak, egyesek vízben, mások a föll­­dön éltek, sőt akadtak közöt­tük, amelyek röpülni is tud­tak. Némelyek növényekkel táplálkoztak, mások ragado­zók voltak. A legnagyobbak méretei lenyűgözők: elérték a 28 méteres hosszt, és az 50—60 tonna tömeget. Ezek az álla­tok mintegy 65 millió éve ki­haltak. A dinoszaurusz nevet Sir Richard Owen adta meg 1841- ben az akkor felismert, óriási hüllőcsontokból álló leletegy­­gyüttesnek. Azóta számtalan lelet alapján tudjuk, hogy igen változatos, óriási faj- és egyedszámú állatcsoport tarto­zik a sárkánygyíkok gyűjtőfo­galma alá. A dinoszauruszok — a legújabb kutatások sze­rint — messzemenően eltértek a ma ismert hüllőktől: fejlett anyagcseréjük és fokozott mozgáskészségük alapján in­kább az emlősökhöz hasonlí­tottak. Valószínű, hogy egyes csoportjaik belső hőszabályo­zással is rendelkeztek. Amit tudunk róluk, nem kevés, mégis egyáltalán nem visz közelebb kihalásuk, rejtélyé­nek a megfejtéséhez. Az idők során több tucat el­mélet látott napvilágot kiha­lásuk okairól. Csak felsorolva: klimatikus zavarok, táplálko­zási problémák, betegségek, paraziták, anatómiai vagy anyagcserezavarok (például nyitott gerinccsigolyák, a hor­monháztartás zavara), „elöre­gedés”, túlspecializálódás, a légkör nyomásának és össze­tételének megváltozása, mér­gező gázok, vulkáni por, túlsá­gosan Sok oxigén a növények­ből, meteoritok, üstökösök, a dinoszauruszok viszonylag kis agya miatt az állatok „buta­sága”, gigantizmus, öngyilkos tömegpszichózis stb., egészen a tudományos-fantasztikus irodalomig. A „legjobb” ötle­tek egyike: a fejlett csillag­utazó civilizáció kiirtja az óriáshüllőket, hogy meggyor­sítsa az emlősök emberhez vezető evolúcióját. A sok elméletből levonhat­juk a tanulságot: nem tudjuk. Tény, hogy amit tudunk, azt egyik elmélet sem magyaráz­za meg kielégítően. A problé­ma a következő: a krétaidő­szak közepén még az egész Földön éltek dinoszauruszok, jól alkalmazkodtak minden élettérhez. A­­geológiai közép­kor végén azonban rohamosan csökkent a számuk, majd a harmadidőszak beköszöntésé­vel az emlősök lettek a szá­razföld uralkodó állatai. Egy állatfaj akkor hal ki, ha egyedeiből adott idő alatt több pusztul el, mint születik — vagy a populációsűrűség csökkenése, vagy a fokozott szelekciós hatások miatt. Ál­talában egy terület faunája vagy egy életközösség fokról fokra pusztul ki, egyik faj a másik után. Aligha várhatjuk, hogy egy olyan összetett fo­lyamat, mint az őshüllők ki­halása, egyetlen okra legyen visszavezethető. Nem tehetünk mást, keresni kell tovább azo­kat az általános tényezőket, amelyek együtthatása kataszt­rofális következményekkel járhatott a sárkánygyíkokra. (MTI­ Press) Képünkön, a Földön valaha is élt legnagyobb állatnak a rekonstrukciója az Egyesült Államokban. Változások az égbolton (2.) A Nap—Föld—Hold rendszer legfontosabb mozgásai A mi galaxisunk­­a ITejútrendszer, amely százmil­­­l­liárd csillagának egyike [a [Nap. A Tejútrendszer ol- o l­dalról nézve lencsére emlékeztet, felülnézetből egy központi mag köré csavarodó [spirális alakzat. A spi-­­­rálkarokat csillagok, csillagközi por és gáz alkotja. A­­ karok egyikének­­középső szakaszában foglal helyet a­­ Naprendszer. Központja a [Nap, s a körülötte keringő ] 1 nagybolygó, holdjaik, [kisbolygók, üstökösök, meteorok | alkotják szűkebb kozmikus környezetünket. A Nap a Földnél 333 000- szer nagyobb tömegű óriás izzó gáz gömb, amely a Tej­­útrendszer központi magja körül kering, valamint forog a saját tengelye körül. Egy körülfordulás ideje 25 és fél nap. Földünk olyan elipszis pályán kering, melynek egyik fókuszában a Nap foglal he­lyet. Ebből adódik, hogy a Föld—Nap távolság 147 millió és 152 millió kilométer közt változik. Bolygónk 365 nap 5 óra 48 perc alatt kerüli meg központi csillagunkat 29,76 km/sec , 107 000 km/h átla­gos pályamenti sebességgel. 23 óra 56 perc alatt tesz egy fordulatot saját tengelye kö­rül. A Föld körül kering a 81-szer kisebb tömegű Hold, melynek fényváltozásait táv­cső nélkül is jól megfigyel­hetjük. Keskeny sarlóként lát­juk a Holdat újhold idején, amikor keringése során a Föld és a Nap közé­­került. 1 héten át nő a tőlünk látható megvilágított felülete. Ekkor félholdként látjuk (első ne­gyed). További 1 hét alatt ke­rek koronggá hízik. A tele­hold állapot akkor következik be, amikor a Hold keringése miatt a­ Földnek a Nappal el­lenkező oldalára kerül. Ezután a kísérőnk fogyni kezd. Egy­­ hét alatt a tőlünk látható­­ megvilágított felülete felére­­ csökken (utolsó negyed). To-­­ vábbi fogyása során eljut az 1 újhold fázisba, ahonnan az­­ egész folyamat kezdődik elől-­­ ről. E ciklus időtartama kö­­­­zelítőleg 28 nap. A Hold fo­­í­gyása nem azonos a holdfo­gyatkozás jelenségével. Ez­­ utóbbi akkor következik be,­­ ha a telehold áthalad a Föld­­ árnyékkúpján. A­ jelenség a­­ félárnyék állapottal kezdődik, s amikor a Föld a Nap korong-­­ jának csak egy részét fedi el.­­ Ekkor a Holdat halovány, vö­­­­röses színűnek látjuk, melyet­­ követ a teljes árnyékba lépés.­­ A Föld árnyéka megjelenik a­­ Hold korongján. Távcsővel­­ figyelve jól látszik az árnyék : frontjának mozgása a felszíni­­ alakzatokon. Ha a Hold pá- l­­yája áthalad a Föld árnyék-­­ kúpjának tengelyén, bekövet- I kezik a teljes holdfogyasztko-­­­zás, a Föld árnyéka eltakarja­­ a Holdat. Nyomon követhető , az a folyamat is, ahogy kísér­­ rőnk kilép a teljes, majd a­­ félárnyékból. Ha az új hold fázisban lépi át a Föld keringési síkját (az ekliptikát), tehát a Hold pon­­­­tosan a Föld és a Nap közt vonul át, akkor egy másik látványos jelenségnek lehet­­­tünk tanúi, ez a napfogyatko­zás. A Földről figyelve a Nap­­ korongja előtt elhalad a Hold , és részben, vagy teljesen el­fedi. Bár a Hold 400-szor ki­­sebb átmérőjű mint a Nap, de kb. 400-szor közelebb van­­ hozzánk, így az égbolton a­­ látszó átmérőjük közel azo­­­­nos. Ha a napfogyatkozás nyáron,­­ amikor a Naptól távolabb vagyunk követke­zik be, a nőid képes ellenni a Nap korongját, ez a teljes napfogyatkozás. A Föld felszí­nén megjelenik egy 264 km átmérőjű árnyékfolt, amely kelet felé vándorol. Az árnyé­kot körülveszi egy fénysze­gény övezet, ahonnan a meg­figyelők részleges napfogyat­kozást láthatnak. Ha a napfo­gyatkozás télen (napközelben) figyelhető meg a látszólag megnagyobbodott napkorongot a Hold nem képes teljesen el­takarni (gyűrűként látszik a Hold körül) gyűrűs napfo­gyatkozás jelenségét láthat­juk, amely a Föld egyes he­lyein esetleg teljes is lehet. Néhány szót e jelenségek gyakoriságáról: Mivel a Hold keringési síkja a Föld pályá­jával 6 fokos szöget zár be, ezért e jelenségek évente csak 2—7 alkalommal következnek be. 1989-ben február 20-án és augusztus 17-én teljes holdfo­gyatkozás tanúi lehetünk. Az előbbi esetben a Holdat már beárnyékolta a Föld a 17 óra 12 perckor bekövetkező kelé­sekor. A teljes árnyék 18 óra 29 perckor hagyta el a Hold korongját. További 70 perc­ben még vöröses árnyalat lát­szott, amely a Föld félárnyé­kának következménye. Kísé­rőnkön részleges napfogyatko­zást élne át az ott leszállt űr­hajós. Az augusztusi teljes holdfogyatkozás az éjszaka második felében 1 óra 24 perctől 6 óra 55 percig ész­lelhető majd. Március­ 7-én Észak-Amerikából és a Csen­des-óceán északkeleti vidékei­ről, augusztus 31-én Dél-Af­rikából és az Indiai-óceán déli területéről figyelhetők meg az idei részleges napfo­gyatkozások. Hazánkban 1999. augusztus 11-én a déli órák­ban élhetünk át teljes napfo­gyatkozást. Ekkor megjelen­nek a csillagok az éjszakai sötétségbe boruló égbolton. A látóhatáron körbe megfigyel­hető „pirkadat” jelzi majd, hogy valami nem mindennapi történik. Bánfalvi Péter TUDOMÁNYOS HÍREK MÁGNESES PILLANGÓ­I A delfinekhez, a méhekhez,­­ a galambokhoz és bizonyos­­ baktériumokhoz hasonlóan a Danaida-pillangók szervezeté-­­­ben is vannak vasoxid-szem­­csék. A floridai egyetem ku­tatói végeztek velük kísérlete­ket. Arra gyanakszanak, hogy a mágneses anyag egyfajta belső iránytű — ez vezeti a pillangókat éves vándorlásuk során Észak-Amerika keleti területeiről Mexikó középső vidékére. TENGERFENÉK AZ ANDOK TETEJÉN Egy műkedvelő őslénytanku­­tató Chile déli részén az An­dok üledékes kőzeteiben, 1700—1800 méteres magasság­ban bálnák és más tengeri ál­latoknak a megkövesedett maradványaira bukkant. Ami­kor ezek az állatok — 15—20 millió évvel ezelőtt — elpusz­tultak, lesüllyedtek a tengerfe­lékre, s abba beleágyazódtak Azóta heves földmozgások kö­zepette az Andok hegylánca fölemelkedett, s az üledékbe beágyazódott kövületek a ma­gasba kerültek. Egy tenyérben elfér a Hitachi cég által­­kifejlesztett 82 bites mikroprocesszoros egység. A cég véleménye­­szerint­­ez az egység a leggyorsabb a világon: másodpercenként 70 mil­lió művelet elvégzésére képes. AZ ÉPÍTŐIPARI INNOVÁCIÓS BANK RT. SZOMBATHELYI FIÓKJA 1989. évben is kedvező lízingfeltételeket ajánl gazdálkodó szervezetek részére. KÉRJE RÉSZLETES TÁJÉKOZTATÓNKAT. Címünk: Építőipari Innovációs Bank Rt. Szombathelyi fiók, 9700 Szombathely, Savaria u. 35. Telefon: 94/11-576. 394 |_____________^

Next