A KÍSÉRLETI FIZIKUS

KOVÁCS LÁSZLÓ

BAY ZOLTÁN,

A KÍSÉRLETI FIZIKUS

Koszorús Gabriella festménye (1975)

DISSERTATIONES SAVARIENSES

DISSERTATIONES SAVARIENSES

SZERKESZTI

PUSZTAY JÁNOS

KOVÁCS LÁSZLÓ

BAY ZOLTÁN, A KÍSÉRLETI FIZIKUS

SAVARIA UNIVERSITY PRESS SZOMBATHELY

A kiadványsorozatban a SocietasScientiarumSavariensis

rendes és tiszteletbeli tagjainak székfoglaló előadásai látnak - önálló kötetben - napvilágot.

ISBN 963 8275 27 8 ISSN 1218-8204

Kiadja a Savaria University Press 9701 Szombathely, Károly Gáspár tér 4.

© Kovács László, 1995 A képanyag a szerző munkája

Minden jog fenntartva, beleértve a sokszorosítás, a nyilvános előadás, a rádió- és televízióadás, valamint

a fordítás jogát, az egyes fejezeteket illetően is.

Készült az MKM fizikatörténeti pályázat támogatásával

BEVEZETÉS

Köszönettel tartozom a Szombathelyi Tudo­

mányos Társaságnak azért, hogy tagjai sorába fogadott. Az a tény, hogy a fizikatanítás mód­

szertanával és a fizika történetével foglalkozó tanárnak is helye van a társaságban, jól mutat­

ja a tagok széles látókörét. Nyugaton önálló szakmódszertani és tudománytörténeti egyete­

mi tanszékek és intézetek egész sora létezik.

Magyarországon még nincsenek ilyenek.

A tanítás eredményesebbé tétele érdekében tanári pályám kezdete óta foglalkozom fizika­

történettel. Elsősorban a magyar fizikusok életútja és a nekik állított emlékek: szobrok, festmények, rajzok, kiállítások, emléktáblák, emlékszobák, szülőházak, sírok dokumentálása érdekel. Emellett az atom-, mag- és részecske­

fizika nagy felfedezéseinek kéziratait, első publikációit és kísérleti eszközeit tanulmányo­

zom. Azt is vizsgálom, hogy miként lehet a feltárt tényeket, a megtalált dokumentumokat a nevelés és az oktatás szolgálatába állítani.

Vizsgálódásaim példájaként egy - széles kö­

rökben kevéssé ismert - magyar-amerikai kí­

sérleti fizikus, Bay Zoltán életművét fogom bemutatni. Ezzel a fizikatörténeti kutatások té­

máiba és módszereibe is bepillantást kívánok nyújtani.

5

Stephen Sisa, magyar-amerikai újságíró

"csodálatos hetes"-nek nevezi a Szilárd - Wig­

ner - Neumann - Teller - Kármán - Szent- Györgyi - Bay természettudósok csoportját (SISA 1987) (1-3. ábra). Bay Zoltán nemcsak az ismertség, hanem más szempontok alapján is külön kategóriába tartozik. Ő kísérleti fizi­

kus, szemben a többiek alapvetően elméleti beállítottságával. Csoportosításom helyességén nem változtatnak az alábbi tények. A magfí­

zikus Wigner Jenőt tekintik az első atomreak­

tor-mérnöknek. A nukleáris láncreakció felfe­

dezője, Szilárd Leó folyékony fémmel műkö­

dő hűtőszekrényt is szabadalmaztatott. Az áramlástan tudósa, Kármán Tódor tervezte többek között a B52-es repülőgépet és a Titán hordozó rakétát. A számítógéptudomány atyja, Neumann János a Fejér Lipótnál Budapesten szerzett matematikai doktorátua előtt egy év­

vel Zürichben vegyészmérnöki diplomát is szerzett.

A hidrogénbomba teoretikusa, a rakétaelhá­

rító rendszerek, és a kisméretű, megbízható atomreaktorok tervezője, Teller Ede még él. A többiek sírja az Amerikai Egyesült Államok­

ban van. Bay Zoltán hamvait azonban az a föld őrzi, ahonnét származott: az ő sírja a re­

formátus lelkész, templomépítő édesapa, Bay József sírja mellett van a Gyula-Gyulavári te­

Edward Teller

Todor Karman

Eugene Wigner

Leo Szilard

John Neumann Albert Szent-Gyorgyi

Teller Ede szülőháza

2. ábra: Emléktáblák budapesti házakon

3. ábra: Kun Tamás fotója (1972)

9

4. ábra: Sírja Gyulaváriban

1. BAY ZOLTÁN ÉLETÚTJA

1900. július 14-én született a gyulavári refor­

mátus lelkészi parókián. Ezt a tényt a ház falán 1991 óta Kiss László, gyulai alkotó dombor­

műves emléktáblája hirdeti (Gyula, Illyés Gyula u. 7., Bay tér) (5. ábra). 1993-tól 1995- ig emlékszoba is volt a szülőházban. A Bay- relikviák jelenleg a Bay Zoltán Gimnáziumban láthatók: Gyula, Munkácsy u. 7. (6. ábra)

5. ábra: Emléktábla szülőházán

11

6. ábra: Részlet a Bay-emlékszoba kiállításából

1910 és 1918 között a Debreceni Reformá­

tus Kollégiumban tanárai közül Jakucs István és Nyári Béla voltak rá nagy hatással. Buda­

pesten a Tudományegyetemen 1918 és 1926 között szürke fizika professzorok tanították. A kvantummechanikát és a relativitáselméletet csak olvasmányaiból ismerte. A Budapesten megvédett kiváló doktori dolgozata alapján 1926 és 1930 között Berlinben lett kísérleti fi­

zikusi ösztöndíjas kutató. Szellemi gyarapo­

dását itt Max Planck, Albert Einstein, Erwin Schrödinger, Max von Laue és esetenként Niels Bohr és Werner Heisenberg is segítette.

Itt ismerkedett meg Neumann Jánossal, bár amint azt a Budapesti Tudományegyetem dok­

tori szigorlati jegyzőkönyvéből láthatjuk, Neu­

mann és Bay ugyanazon az oldalon szerepel­

nek a 26., illetve a 29. sorszám alatt, és vizs­

gáik időpontja közt is alig több, mint egy hó­

nap a különbség (7. ábra). Ebben az időben több kibontakozó magyar szellemóriás is ta­

nult, kutatott, tanított Berlinben: Wigner Jenő, Polányi Mihály, Szilárd Leó.

Az aktív nitrogénre vonatkozó jelentős ber­

lini mérési eredményei alapján az elméleti fizi­

ka professzora lett Szegeden (1930-36). A Szent-Györgyi Albert javaslatára a Rockefeller Alapítványtól kapott összegből némely tekin­

tetben a berlini eszközparkot is felülmúló la­

boratóriumot rendezett be. Keserűen írja erről 13

7. ábra: Doktori szigorlati jegyzőkönyv (Budapesti Tudományegyetem)

egy magánlevélben 1932. április 16-án: "Mi­

kor az igen tisztelt kollégáim ezt meglátták, megindult egy nagy hajsza ellenem" (NAGY 1995). Érdekes dolog, hogy sehol, semmikor nem tudják elviselni az aktív, sikeres kollégát.

Még a módszerek is azonosak az 1930-as és az 1990-es években: szakmailag nem támadhat­

ják, ezért emberi oldalról próbálkoznak, ter­

mészetesen eredménytelenül.

1936-tól 1948-ig Újpesten az Egyesült Izzó (Tungsram) kutatólaboratóriumának vezetője, a gyár műszaki igazgatója. Közben 1938-tól 1948-ig a Budapesti Műszaki Egyetemen a számára - a Tungsram által - létesített Atomfizika Tanszék vezetője.

8. ábra: Lexikon-részlet

15

1948-ban Bécsen át Washingtonba ment: a George Washington Egyetemen ajánlottak fel neki tanári állást (1948-1955) (9. ábra).

9. ábra: Egyetemi park, Washington D.C.

1955-től nyugdíjba vonulásáig, 1972-ig a Nemzeti Szabványügyi Hivatal vezető fizikusa volt.

1962 és 1963 nyarán vendégkutató volt a Szent-Györgyi Albert Izomkutató Intézetben a Massachusetts állambeli Woods Hole-ban.

Nyugdíjba vonulása után az Amerikai Egye­

tem kutató professzoraként dolgozott tovább töretlenül. 1992. október 4-én halt meg ottho­

nában: 151 Quincy Street, Chevy Chase, Ma­

ryland. (70. ábra) Emlékkövén, sírkövén, az irodalomban mindenütt Washingtont írnak (77.

ábra). Chevy Chase kertváros közigazgatásilag valóban már Maryland államhoz tartozik, azonban Nagy-Washington szerves része. Ha Bay Zoltán házát nem a főút felől közelítjük meg, ahol tábla üdvözli a Maryland államba belépőt, akkor észre sem vesszük, hogy kilép­

tünk a fővárosból, Washington, D.C.-ből.

10. ábra: Háza Chevy Chase-ben

17

11. ábra: Bay-emlékkő Gyulán

12. ábra: Bay-nekrológ kézirata (The New York Times)

2. BAY ZOLTÁN LEGJELENTŐSEBB TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEI

2.1. 1929-ben Berlinben kimutatta, hogy a ké­

mikusok által aktív nitrogénnek nevezett gáz nitrogénatomokból áll (BAY 1929a, b).

2.2. 1937-38-ban Budapesten az addig csak elektronikus erősítésre használt elektronsok­

szorozót alkalmassá tette egyedi fény- és gam­

mafotonok, elektronok és alfa-részecskék de­

tektálására (BAY 1938 a, b). (Az MTA leve­

lező tagjává választották 1937. április 29-én.

Elektronsokszorozó mint elektronszámláló c.

székfoglalóját 1938. április 11-én tartotta.) 2.3. 1946. február 6-án a Földön másodikként radarvisszhangot észlelt a Holdról. Ezzel elin­

dította a radarcsillagászatot. (Az MTA rendes tagja lett 1945. május 30-án. Mikrohullámok visszaverődése a Holdról c. székfoglalóját

1946. november 18-án mondta el.)

2.4. 1955-ben Washington D.C.-ben kimutatta, hogy a Compton-effektusnál a rugalmatlanul szórt gamma-kvantum és a meglökött elektron 10-11 másodpercen belül egyidőben repül szét.

A mai napig senki nem bizonyította a Compton-effektus elemi folyamatában is meg­

mutatkozó két természeti alaptörvény - az im-

pulzus- és az energiamegmaradás - érvényes­

ségét ennél nagyobb pontossággal (BAY 1955).

2.5. Washingtonban 1965-től kezdve haláláig folytatta a fénysebességre vonatkozó vizsgá­

latait (BAY 1965, BAY 1992, BAY 1993).

Kimutatta a fénysebesség állandóságát, frek­

venciafüggetlenségét, a frekvenciaáthelyezés (lebegés) segítségével végzett optikai rezgés­

szám meghatározással igen pontosan mérte a fénysebességet. Ezek alapján javasolta, hogy a méter szabványt a fénysebességre alapozzák.

Javaslatát 1983-ban fogadták el.

Ezirányú munkássága alapján az MTA tisz­

teleti tagjává választotta 1981. május 5-én.

Székfoglaló előadását A radarcsillagászat és a speciális relativitáselmélet címmel 1981. má­

jus 20-án tartotta. "Teljes jogú tagságát az Akadémia 1989-ben állította vissza" (MARX

1990).

21

3. AZ ÖTLETGAZDAG KÍSÉRLETI FIZIKUS MÓDSZEREINEK TOVÁBB ÉLÉSE

Bay Zoltán Szent-Györgyi Alberttel együtt 25 év távoliét után jött először haza. Ekkor az Eötvös Társulat felkérésére előadást tartott a MTESz Kossuth téri székházában Budapesten.

1973. október 29-én az új méter szabvány javaslatáról szóló előadásának kezdetén az

alábbi mondatait jegyeztem fel:

"A természet fundamentális állandóját, most c-t, a fénysebességet, nagyobb pontossággal mértük, mint amit a mérőrendszer megenged.

A kísérleti módszer adja ezt a lehetőséget."

A továbbiakban arra fogunk példákat mutat­

ni, hogy a korábban felsorolt tudományos eredmények elérésekor milyen kísérleti mód­

szerek alkalmazásával, milyen mérési ötletek­

kel tudta Bay Zoltán a mérési pontosságot fo­

kozni, hogyan tudta a más fizikusok által meg­

oldhatatlannak ítélt feladatokat végrehajtani.

3.1. A jel/zaj-viszony nagymértékű csökken­

tése az elektronsokszorozónál és a Hold­

radar kísérletnél

Selényi Pál az Egyesült Izzó kutatólaborató­

riumának egyik kiváló fizikusa volt. Nagy­

Einstein tűsugárzás elméletét. Kidolgozta az elektrosztatikus képátvitelt, a xerox-eljárást.

Amikor Vladimir Kosma Zworykin, orosz származású amerikai fizikus, az RCA rádió­

gyár világhírű kutatója, az elektronikus tele­

víziózás felfedezője az Egyesült Izzóban járt, megmutatták neki Selényi eljárását. Zworykin ügyes iskolai demonstrációs kísérletnek minő­

sítette azt. Selényi Pál hitt Zworykinnek, nem szabadalmaztatta feltalált eljárását.

Zworykin alkotta meg az első ténylegesen működő, elektronikus erősítésre tervezett elek- tronsokszorozót, a "másodlagos emissziós erő­

sítőt" 1935-ben az RCA camdeni intézetében, New Yerseyben (ZWORYKIN 1936).

A katódsugarakkal foglalkozó kutatók már századunk legelején észlelték, hogy a katód­

sugarak bizonyos fémfelületekből elektronokat képesek kiváltani. Ezt a jelenséget szekunder (másodlagos) emissziónak nevezzük. Többek között a pozsonyi születésű, Nobel-díjas Lé­

náid Fülöp is foglalkozott ezzel a jelenséggel.

A szekunder emisszió során kibocsátott elektronok száma arányos a becsapódó elek­

tronmennyiséggel. Az arányossági tényező, a sokszorozódási tényező a bombázott felülettől és a becsapódó elektronok sebességétől füg­

gően akár tíz is lehet.

Joseph Slepian gondolt először arra, hogy a szekunderemisszió jelenségét fel lehetne

23

használni elektronikus erősítési célokra. Az 1.450.265 sorszámon 1923. április 3-án elfo­

gadott "izzókatód cső" szabadalmát 1919. ápri­

lis 18-án nyújtotta be. Az izzó katódból kilépő elektronokat elektromos térrel akarta felgyor­

sítani, mágneses térrel irányította a szekunder­

emissziós lemezre és újabb elektromos tér al­

kalmazásával gyűjtötte volna össze (KO­

VÁCS 1994).

1937-ben az Egyesült Izzóban is voltak már külföldi gyártmányú elekronsokszorozók, amelyeket fotóáramok erősítésére használtak.

Bay Zoltánnak az a gondolata támadt, hogy az elektronszámlálás sebességét fel lehetne fo­

kozni, ha ionlavina helyett vákuumban elek­

tronlavinával dolgoznának. Ekkor mikrosze­

kundumok helyett csak néhány nanoszekun­

dum kellene a lavina létrejöttéhez. "... kapóra jött, hogy 1937-ben Zworykin látogatóba jött Budapestre" - mondta Bay Zoltán egy buda­

pesti beszélgetésekor (GNÄDIG 1979). "El­

mondtam neki gondolatomat, hogy az elek­

tronsokszorozást részecskeszámlálásra, azaz individuális fotonok és elektronok kimutatá­

sára és számlálására akarom használni. Zwory­

kin kijelentette, hogy ez teljességgel lehetet­

len. Az ilyen fotoerősítőknek igen nagy a zaja és lehetetlen ezt annyira lecsökkenteni, hogy az individuális fotonokat észlelni lehessen

lehet csökkenteni, ha az egész sokszorozót le­

hűtjük a folyékony levegő hőmérsékletére. A kúszóáramok, melyek a kivezető drótok között kószálnak, elektromos kisüléseket hoznak lét­

re. Ezek elkerülésére segítségül hívtam az Izzó üvegtechnikusait, akiknek akármilyen lehetet­

len feladatot adott is a kutató, azt mindig meg­

oldották. így az egész elektronsokszorozót be­

helyeztük száraz nitrogén atmoszférába."

Ezenkívül a sokszorozó csövet fekete papír­

ba burkolták, ez segítette a hűtési folyamatot és védett a szórt fények ellen is. A fotokatód megvilágítását vízzel telt edényen keresztül végezték, így kiszűrték az infravörös sugara­

kat. Csupa egyszerű, középiskolában is meg­

érthető, tanítható tény, és mégis, együttesen le­

hetővé tették a kísérlet sikerét. Egy olyan kí­

sérletét, amelyről világhírű feltaláló jelentette ki, hogy elvégezhetetlen.

Bay Zoltán volt tehát az első, aki egyes elektronokat tudott sokszorozójával észlelni. E tényről két rövid közleményben számolt be az új tudományos hírek általánosan elfogadott be­

jelentési folyóiratában, a Nature-ben (BAY 1938a, b) (13. ábra). A kiadónak küldött leve­

lében leírja, hogy a szobahőmérsékleten 1015 nagyságrendű percenkénti elektronbecsapódást a folyékony levegővel történt hűtés és a már felsorolt ötletek alkalmazásával percenként 40 elektronra tudták leszorítani. Mindössze

25

ekkora lett a megvilágítás nélkül folyó "sö­

tétáram".

Az 1938. június 4-i Nature-ben már arról adott hírt Bay Zoltán, hogy az elektródák anyagának és felépítésének megváltoztatásával sikerült a számlálót szobahőmérsékleten mű­

ködtetni. Nikkel alapra felvitt igen vékony bá­

riumoxid réteget használt katódként. 2,5-sze- res sokszorozódási tényezővel, 200 V feszült­

ségkülönbségekkel a tíz fokozatú elektronsok­

szorozóval tízezerszeres erősítést ért el, mi­

közben a sötétáramot percenként 5 elektron becsapódásra tudta leszorítani. Ez a percen­

kénti öt elektron valószínűleg a kozmikus su­

gárzásból .eredt.

A katód izzításakor, vagy igen gyenge fénnyel történő megvilágításakor keletkeztek azok az elektronok, amelyeket egyesével tudott eszközével érzékelni. Bay Zoltán kiemeli a sokszorozó másik hatalmas előnyét, az óriási mértékben (ezerszereen, tízezerszeresen) meg­

növekedett felbontó képességet a gázos szám­

lálókkal szemben. Alkalmas felépítés esetén 10° elektron számlálható meg másodpercen­

ként. A levél dátuma 1938. április 25. Mindkét írás azonos című: Electron-Multiplier as an Electron-Counting Device.

Bay Zoltán korai kísérleteiről részletesen az akadémiai székfoglalójában számolt be (BAY 1938c). Érdemes alaposan szemügyre vennünk

27

14. ábra: Elektronsokszorozó, mint elektronszámláló

a publikált székfoglaló értekezésben közölt ábrát: itt sorra megtalálhatjuk a fent felsorolt technikai részleteket {14. ábra).

Tankönyvekben, kézikönyvekben a nagy felfedezések alapjául szolgáló berendezések­

nek csak az elvi felépítését szokták lerajzolni.

Valószínűleg azért, hogy kiemeljék a lényeget.

Véleményünk szerint célszerű az eredeti, teljes rajzot közölni. így az olvasót megragadhatja a történeti hitelesség. A részletek áttekintése jó alkalmat ad régebben tanult fizikai ismeretek felelevenítésére és a kísérletező munka nehéz­

ségeinek érzékeltetésére.

15. ábra: Az elektronsokszorozó kapcsolási rajza. Ez volt kiállítva 11 évig az eszköz mellett

Általánosan igaz, hogy a kísérleti fizikusnak ismernie kell az elméletet, hogy határok közé tudja szorítani méréseit, hogy tudja, mivel és hogyan érdemes foglalkozni. Az elmélet azon­

ban a felfedezéshez vezető úton csak egy

darabig tud segíteni. Előbb-utóbb olyan terü­

letre ér a kísérletező, ahol nem folytak még elméleti kutatások. A kísérletezőnek ötletgaz­

dagnak kell lennie, tudnia kell, mit és hogyan valósítson meg, mit mérjen. Ezen túlmenően a kísérleti fizikus legyen ügyes és kitartó, türel­

mes, és jó, ha megfelelő technikai háttérrel, se­

gédszemélyzettel rendelkezik.

Igazán nagy gondolatokra éppen az sarkallta mindig a magyar kísérleti fizikusokat, hogy nem állt rendelkezésükre olyan ipari-technikai háttér, mint a nyugati kollégáknak. Magyaror­

szágon a gondolatoknak és ötleteknek kell gaz­

dagabbaknak lenniük. Ezzel elérhetők vagy túlszárnyalhatok a fejlettebb nyugati kutató­

laboratóriumok.

Bay Zoltán későbbi kísérleteiről a The Re­

view of Scientific Instruments folyóirat 1941 márciusi számában ad hírt (BAY 1941). Itt ír arról, hogy méréseit alfa- és béta-részek szám­

lálására is kitelj esztette. Legújabb sokszoro­

zója 12 fokozatú volt, 3500 V összfeszültséget és - Winter Ernő és Budincsevics Andor ja­

vaslatára - Ag-Mg ötvözetű elektródákat hasz­

nált.

Bay Zoltán elektronsokszorozói méltók arra, hogy a világ legnagyobb múzeumában, a wa­

shingtoni Smithsonian Institutionban őrizzék.

Az általa 1964-ben adományozott, egybe­

1988 között láthatta a nagyközönség az

"Atomrombolók - 50 év" c. kiállításon a - mai nevén - National Museum of American Histo­

ry épületében {16-17-18. ábra). Jelenleg Jo­

seph Weber gravitációs hullámdetektora és a

16. ábra: Bay Zoltán kiállított elektronsokszorozó

csövei (Smithsonian-felvétel)

31

17.b ábra: Az "Atomrombolók 50 év"

washingtoni kiállítás részlete (Kish Emil felvétele)

korai ciklotronok társaságában, gondos csoma­

golásban raktárban pihen (19. ábra). A tudo­

mányos eredmény azonban tovább él: nap­

jainkban is fotoelektron-sokszorozókat hasz­

nálnak a gamma spektroszkópiában.

Bay Zoltánt és kutatócsoportját bízták meg azzal a feladattal, hogy katonai célokra fej­

lesszenek ki radarészlelőt, illetve mikrohullá­

mú adó-vevő készülékkel összeköttetést. 1943- ban már tudtak földi tárgyakat észlelni, illetve 30, majd 100 km-re összeköttetést létrehozni.

Bay Zoltánnak 1944 elején az a - megold­

hatatlannak látszó - tudományos ötlete támadt, hogy radarozzák meg a csaknem 400 000 km- re levő Holdat. Nem lehetett tudni, milyen hul­

lámhosszon dolgozzanak, hogy a radarhullá- 33

18. ábra: Az elektronsokszorozó kiállítási szövege a forgatókönyvben

19. ábra: A raktárban levő elektronsokszorozó cső részlete

mok átjussanak az ionoszférán, kijussanak a világűrbe. A 2,5 m-es hullámhossz választása megfelelőnek bizonyult. Bay Zoltán már ekkor azt a kijelentést tette: "Ez a tény fontos gya­

korlati szerephez juthat a bolygóközi utazá­

soknál" (BAY 1946a). A számítások azt mu­

tatták, hogy a kibocsátott jel tizenöt-tizenhat nagyságrenddel gyengébben fog visszaérkezni.

A berendezés megfelelő átalakításával, sok­

sok technikai ötlet megvalósításával eljutottak addig, hogy a hasznos jel tizede lesz a fellépő zajnak. Ekkor támadt Bay Zoltánnak a jel­

ismétlési és jelösszegezési ötlete. Ezt úgy mondta el Debrecenben az Eötvös Társulat vándorgyűlésén 1975. augusztus 22-én, hogy 35

érezhettük, erre a legbüszkébb. Ugyanis ő nemcsak elindította a radarcsillagászatot, ha­

nem az ő technikai eljárása olyan, amelyet a mai napig alkalmaznak. Az amerikaiak a Holdradar-kísérlettel egy háborúmentes or­

szágban egy hónappal megelőzték a Bay-cso­

portot. Az ő készülékük műszakilag fejlettebb volt, de nem továbbfejleszthető, mert ők nem alkalmazták a jelösszegezés módszerét. Bay Zoltán még coulombméterekkel, vízbontó ké­

szülékekkel összegezte a gyenge jeleket, ma számítógép végzi ezt a feladatot, az alapötlet azonban azonos: "Többször kell megismétel­

nünk a kísérletet, majd a Holdról visszaérkező apró jeleket, melyeket elborít a zaj tengere, megőriznünk és összegeznünk. A valószínű­

ségszámítás szabályai azt mutatták, hogy ese­

tünkben körülbelül ezerszer kell a kísérletet el­

végeznünk, hogy jelünk a zajnívó fölé emel­

kedjék és mérhetővé váljék. A mikrohullámú jelek a Holdig és az onnan visszavezető utat együtt: két és fél másodperc alatt teszik meg.

Ha három másodpercenként küldünk impulzu­

sokat és a visszavert jeleket összegezni akar­

juk, azt jelenti, hogy az ezerszer megismételt kísérlet jeleit ötven percig kell tárolnunk" - mondta Bay Zoltán 1986 júliusában a Staar Gyulával készített interjúban (STAAR 1993).

Tudományosabban "A valószínűség szabályai

szeresen növekszik. A jel ezzel szemben lineá­

risan nő, azaz N-szeres lesz. így N kísérlet összegeként a jel/zaj viszony

√ n

vul" (BAY 1976).

A Holdradar-kísérlet műszaki leírását az Elektrotechnika 1946. évi számaiban és az ak­

kor induló Acta Physica első számának első cikkeként közölték (BAY 1946a, b). Termé­

szetesen a napi sajtó is élénken reagált a je­

lentős eseményre. A Világ 1946. február 8-i száma pl. hírül adta: "Szerda este teljes sikerre vezettek Bay Zoltán műegyetemi tanár kísér­

letei."(20. ábra)

20. ábra: Korabeli sajtóvisszhang

37

A tanítás szempontjából a jelismétlés és jel­

összegezés módszere mellett fontos kiemel­

nünk azt a tényt, amit Bay Zoltán is hang­

súlyozott előadásain. A sikeres kísérlet után el­

végezték a "vakkísérlet^t", amikor a radar­

antennát elfordították a Holdtól. Ekkor nem észleltek kiugró gázfejlődést a megfelelő cou- lométerekben, kivéve azt az egyet, amely "mű­

holdként" szerepelt: elektronikusan imitálta a Holdat. Itt tehát még egy további kontrollt is beépítettek.

A vakkísérlet tényét többek közt a Hold­

kísérlet 1946. január 26-i jegyzőkönyve is rög­

zíti:

"A fenti holdkísérlet második fele a vakkí­

sérlet, mikor az előbbi mérést megismételjük, de a sugárzást a Holdtól elirányítjuk." (21. áb­

ra)

A Holdkísérletet sok tehetséges ember kitar­

tó munkája vitte sikerre. Bay Zoltán írásaiban mindig felsorolja a munkatársak érdemeit. Ist­

vánja Edvin tervezte a 6x8 m-es antennát, amelyet Patak János vezetésével az Izzó gép­

műhelye készített el (22. ábra). Papp György dolgozta ki a "műhold"-ellenőrző eljárást, Papp György, Simonyi Károly segített az el­

méleti számításoknál, Detre László adatai alapján Takács Lajos és Horváth Tibor szá­

molták a Hold égi koordinátáit, az unokaöcs

I

21. ábra: Jegyzőkönyvi részlet (1946. jan. 26.)

39

coulométerek "vak" kísérleteit, "Nagy Pál Je­

nő, az Üzemi Bizottság tiszta látású vezetője minden segítséget megadott", gondoskodott a kísérletezők szállásáról, étkezéséről (BAY

1976).

Bay Zoltánék Hold-visszhang kísérlete min­

den fontos lexikonban, alapvető rádiócsilla­

gászati könyvben szerepel, a Radio Astronomy 1952-es kiadásától kezdve az Encyclopedia Americana köteteiig.

3.2. A sugárforrás alkalmas megválasztása és az észlelési technika javítása a Compton- effektusnál

A. H. Compton Nobel-díjas kísérletében csak a gammakvantumok hullámhosszát mérte a szóródási szög függvényében. A szórt gamma­

kvantum és a meglökött elektron szétrepülé­

sének egyidejűségét (szimultaneitását, koinci­

denciáját) először W. Bothe és H. Geiger vizsgálta 1925-ben. Ők 10’5 pontosságot értek el. R. Hofstadter és J.A. McIntyre, valamint W.G. Cross és N.F. Ramsey 1950-ben 10’8 másodperces időfelbontással tudták a kísérletet megismételni. Bay Zoltán P. Henri és F.

McLernon segítségével 1954-ben három nagy­

ságrenddel javította meg a mérés pontosságát, pedig az eltelt 4 év alatt a műszerek minősége

41

nem változott. Bay Zoltán ismét megmutatta: a zseniális kísérleti módszer tette lehetővé azt, hogy pontosabban mérjenek, mint amit az ere­

deti mérőrendszer megenged. Három területen kellett dolgozni ezért az eredményért.

1. Az általa kifejlesztett érzékeny és gyors elektronsokszorozókat koincidencia-készülék­

kel kapcsolta össze: ez a készülék csak akkor ad jelet, ha mindkét elektronsokszorozót egy­

szerre éri sugárzás. Természetesen ennek a be­

rendezésnek is van háttérzaja, van meghatá­

rozott időfelbontó-képessége: néhány nano­

szekundum. Ezt a felbontóképességet a tized­

részére lehet csökkenteni, ha - Bay Zoltán öt­

lete alapján - egyszerre két azonos koinciden­

cia-berendezéssel vizsgálják ugyanazt a jelen­

séget, de a két készülék közé rövid időkésést iktatnak be. Ez a differenciális koincidencia készülék. Érdekes dolog, hogy az időkésés lét­

rehozására elegendő az egyik készülék kábelét 2-3 deciméterrel megrövidíteni. A két készü­

lék kimenő jele közötti különbséget már pon­

tosabban tudjuk mérni, mint egyetlen készülék jelét.

2. A koincidenciák statisztikus értelmezéséhez új elméletet kellett kidolgozni. Bay Zoltán munkatársaival közösen ezt is megtette (BAY 1951b, 1955b, 1956). Elméletük és eljárásuk

Bayék számára a hasonló témával foglalkozó laborok között, amelyek aztán átvették és al­

kalmazták a differenciális koincidencia készü­

lékeket.

3. Olyan gammasugárforrást választottak a koincidenciák létrehozásához, amelynek ger­

jesztett állapota ismert, igen rövid élettartamú.

Ez a hatvanas kobaltból bétasugárzással kelet­

kező hatvanas nikkel izotóp volt. Természe­

tesen a gerjesztett állapotú hatvanas nikkel izo­

tóp igen rövid (10-11 másodperces) élettar­

tamát is Bay és munkatársai mérték ki (BAY 1955a). Ez az anyagválasztás két nagyság­

rendnyi pontosságjavítást eredményezett.

A Compton-effektusnál fellépő egyidejűség­

ről szóló cikk 1955. március 15-én jelent meg, a kéziratot 1954. október 22-én küldték be (BAY 1955c). (23. ábra) Az elmondottakból világosan látszik, hogy egy eredményt nem célszerű egyetlen időponthoz kötni, hisz a felfedezés, az igen pontos mérés 5-10 éves előkészítő munka eredménye.

Arra is jó példa az egyidejűség-mérés, hogy mennyire univerzálisan használható eszközt adott a kutatók kezébe Bay Zoltán a sugárzá­

sok, részecskék észlelésére kifejlesztett foto­

elektron-sokszorozóval.

Meg kell említenünk, hogy közvetlenül az 1938-as budapesti felfedezés után többen

43

23. ábra: Első publikáció a Compton-

kértek fotoelektron-sokszorozót Bay Zoltántól;

Heisenberg például kozmikus sugárzás tanul­

mányozására.

Amerikában az ötvenes évek elején Neu­

mann János a számítógépek működését akarta meggyorsítani a Bay-féle sokszorozókkal. El is indult az ilyen irányú kutatás (BAY 1956 b), de Neuman 1957-es halála miatt abbamaradt.

3.3. A fényre szabott méter. Frekvencia-áthe­

lyezés a fénysebesség mérésénél

Bay Zoltán szavait kölcsönöztük fejezet­

címként. Bay Zoltán legnagyobb érdemének tartom, hogy kidolgozta és a tudóstársakkal, a hivatalnokokkal is elfogadtatta az új méter­

szabványt.

A rádiócsillagászat, a koincidenciamérések kevesek tudománya. De azt a kérdést minden földi embernek meg tudni válaszolnia: mek­

kora az egy méter? "A Föld délkörének negy­

venmilliomod része" - hangzott egykoron a válasz. Rögzítették is ezt az értéket a platina­

irídium ősméterrel Sevresben (1799).

Az újabb definíciók nem az adott hosszúság nagyságán, hanem csak a reprodukálás módján változtattak.

1983-ig az mondtuk: "A méter olyan hosz- szúság, amely a 86-os tömegszámú kripton- atom 2 p10 és 5 d5 szintjei közötti átmenetnek

45

megfelelő sugárzás vákuumban mért hullám­

hosszának 1 650 763,73-szorosával egyenlő"

(9867-61 számú 1960. évi magyar kormány­

rendelet).

Bármennyire pontosak voltak is a hullám­

hosszmérések, mégis elmaradtak három nagy­

ságrenddel az időmérés pontossága mögött.

Bay Zoltánnak az az ötlete támadt: definiáljuk a métert az állandónak vett fénysebesség és az igen pontos időmérés alapján. Ekkor a méter definíció pontossága mindig megegyezik majd az időmérés pontosságával.

Azt a gondolatot, hogy a mértékegységeket természeti egységekre alapítsuk, először Max Planck vetette fel 1906-ban.

A méter esetében a gyakorlati megvalósí­

táshoz nagyon sok kísérleti feladatot kellett megoldani.

1. Meg kellett vizsgálni, hogy tényleg állan­

dó érték-e a fény sebessége. Hangsúlyozom, hogy tőlünk függetlenül, a természetben inva­

riáns alapállandó-e, azaz függ-e a laboratórium sebességétől? Ez felesleges, fontoskodó kér­

désnek tűnik, hisz tudjuk, tanítjuk, hogy A.A.

Michelson, az első amerikai Nobel-díjas már 1881-ben, majd E.W. Morley segítségével 1887-ben mérésével bizonyította a független­

séget. Einstein pedig bizonyított elméletet (a speciális relativitáselmélet) alapított a fény­

Természetesen igaz az elmélet, jó a mérési eredmény a száz év előtti technikai színvonal­

nak megfelelően. De a kísérleti fizikust izgat­

ja, hogy milyen határok közt igazolja ma a kí­

sérlet az elméletet. A fény sebessége a labora­

tórium mozgásától független 10-14 hibahatá­

ron belül (BAY 1981).

2. El kellett dönteni, hogy függ-e a fény­

sebesség a fény színétől, azaz rezgésszámától?

A fény sebessége az infravörös, a látható és az ultraibolya tartományokban független a fény rezgésszámától 10-20 hibahatáron belül.

Ez a pontosság akkora, mint a hidrogénatom átmérője a Föld-Nap távolsághoz képest (BAY 1972a).

3. Ki kellett mutatni, hogy a fénysebességet az egyirányban haladó fénysugarak is állan­

dónak adják. Ez is sikerült (BAY 1981).

4. El kellett érni, hogy fényrezgésszámot le­

hessen mérni közvetlenül atomórával ugyan­

úgy, ahogyan az a mikrohullámú technikában már megvalósult. Bay Zoltánnak e területen az az ötlete támadt, hogy a lézerfényt elektro­

optikailag modulálta, azaz összekapcsolta a lézer- és a mikrohullámú technikát. A hang­

lebegésnél az iskolában is tanított rezgés- összetevést ő a lézerfényre alkalmazta. Ezzel elérte, hogy - az egyébként közvetlenül nem mérhető - optikai rezgésszám a mérhető mik­

rohullámú rezgésszám többszöröseként 47

adódott. A 4,73 • 1014 Hz vörös lézerfény a 1O10 Hz mikrohullámú rezgésszám 47300- szorosa. Ezzel a "frekvenciaáthelyezési" mód­

szerrel ötszörösen csökkentették az akkori hi­

bahatárt (BAY 1972b). E mérésről a Physika­

lische Blätter 1972. évi 12. száma az 569. ol­

dalon azt írta, hogy az "kiemelkedő teljesít­

mény a kísérletezés művészete és az emberi gondolkodás terén."

A kitűzött kísérleti feladatok megoldása után kövekezett a legnehezebb feladat. Az is­

kolások által is megérthető, de a hagyomá­

nyokkal ellenkező, új gondolatot kellett elfo­

gadtatni a tudományos és a hivatalnok-vi­

lággal. Meghatározták a fény sebességét a hul­

lámhossz standard pontosságán belül távolság- és időmérés segítségével és most a távolságot ezzel a fénysebességgel akarták definiálni. Ez valóban ellentmondó feladat lenne, ha nem fi­

gyelünk arra a tényre, hogy a fénysebesség­

mérésnél a bizonytalan utolsó számjegy érté­

kében megállapodtak, majd kijelentették, hogy minden ezután következő tizedesjegy nulla.

Rögzítették, állandónak vették tehát - a ter­

mészet után - most már hivatalosan, szabvány­

szérűén is a fény sebességét. És ekkor az időt egy állandó értékkel szorozva valóban lehet definiálni a távolságot. Ez mindenkor az idő­

mérés pontosságával történhet, ami jelenleg

ad része, az, a távolság, amelyet a fény vákuumban egy másodperc 299 792 458-ad része alatt megtesz." (Nemzetközi Mértékügyi Konferencia, 1983. október 6.)

Hangsúlyozom: 1983-tól nem tudományos feladat többé a fénysebesség-mérés. A fény­

sebesség - a megállapodás miatt - mindörökké teljesen pontosan ismert érték: 299 792 458 m/s. Csupán iskolai feladat lehet már a fény­

sebesség meghatározása: hogyan is csinálták ezt régen?

A Bay Zoltán-emlékkő tetején ez áll:

SIC ITUR AD ASTRA Az alján:

AZ ÉLET ERŐSEBB Jellemző, szép szavak.

Arkhimédész sírján - még ha csak a monda szerint is - ott áll

1:2:3

utalván az általa kiszámított térfogatarányokra.

49

El kellene érni, hogy BAY ZOLTÁN sírkövén álljon ott ez a kilenc szám:

299 792 458.

4. EGYETLEN GONDOLAT

Bay Zoltán a Magyar Elektrotechnikai Egye­

sület megválasztott elnökeként 1946. május 31-én a következőket mondta:

"... amikor anyagiakban van hiány, akkor nem segít az az egyszerű szabály, hogy kísé­

reljük meg közvetlenül pótolni a hiányokat, hanem a szellemben kell többeknek lennünk, mint voltunk" (HORVÁTH 1993).

5. BAY ZOLTÁN SOKOLDALÚSÁGA

Az igazán nagy gondolkodók, a zseniális el­

mék nemcsak szakterületükön alkottak mara­

dandót, hanem képesek voltak átlátni az embe­

ri kultúra egészét. Megragadták a lényeget, s ha leírták gondolataikat, akkor írásaik egy má­

sik tudomány- vagy művészeti ágnak is ki­

emelkedő darabjai lettek. Köztudott, hogy az 1962. évi fiziológiai (orvosi) Nobel-díjas J.D.

WATSONt, a DNS-molekula szerkezetének egyik felfedezőjét A kettős spirál (Double he­

lix, Atheneum /USA/, 1968.) c. könyvéért iro­

dalmi Nobel-díjra is felterjesztették. Lev Tolsztoj valószínűleg nem tudta az integrál­

számítás tételeit úgy bizonyítani, ahogy azt egyetemi hallgatóink teszik, de biztosan mé­

lyebben látta a módszer lényegét, mint ők (Háború és béke, IV. kötet, 362. lap, Európa,

1959.).

A 'kísérleti fizikus Bay Zoltán kiváló tanár, jó filozófus-esszéíró is volt, és regényíróként is

megállja a helyét.

1984-ben az Eötvös Loránd Fizikai Társulat (ELFT) szokásos évi Középiskolai Fizika­

tanári Ankétjára (ápr. 5-7.) Veszprémbe elő­

adás tartására meghívta Bay Zoltánt. Ő nem tudott eljönni, de elküldte előadásának szö­

vegét, amelyet az ELFT Középiskolai Szak­

csoportjának akkori elnöke, e tanulmány 51

Bay Zoltin: Ths American University, Washington, D.C.

Regi nevelí'6) uj tanítás.

A felszólításnak, hogy a magyar fizikatanárok Kongresszusán részt vegyek, sajnálatosra nem tehetek eleget. De ha személyesen nem is, szeretnék ezzel a néhány gondolattal jelentkezni.

Nem lehet feladatos, hogy a 2o-adik századi fizika tanitáasa tárgyában konkrét javaslatokat tegyek. Ehhez jobban kellene ismer­

nem a hazai fizikatanítás eddigi kifejlődését és mai állá^Bát.

De van két olyan nevelési téma, melyeket magamhoz nagyon közelállónak érze^k b melyek elmondásától az sem riaszt vissza, ha talán nyitott kapukat döngetek.

Egyik a nevelésben szerintem múlhatatlanul szükséges rend, melynek indokolását szeretem a természet általános rendjere is vissza­

vezetni. Á nyugati világban a nevelésnek szükséges rendje általában vita tárgyát képezi és a gyakorlatban sokszor hiányzik. Bízom abban, hogy a magyar nevelők körében e gondolataim megértésre találnak.

Másik az a nagy lépés, melyre a mai természettudomány az embert képessé teszi, arra, hogy kilépjen a világűrbe.

£n merem remélni, hogy ha a tanulóval éreztetni tudjuk a mai természettudományok nagy ajándékait, vállalni fogja a szükséges áldo­

zatot és elindul abban az irányban, mely a kecsegtető jövő felé mutat, de aely felé nem vezet "királyi ut".

» • •

Ha körülnézünk a világban, minden, amit értékesnek, jónak, szépnek nevezhetünk, azzal Jellemezhető, hogy egy statisztikai mérlege­

lésben kiesi a valószínűsége. Persze, az " értékes", "jó", "szép", emberi fogainak, tehát szubjektivek, de - tudjuk -, a valószínűség fogalmihoz egy fizikai mennyi aég köthető: az entrópia. a fenti

szerzője olvasott fel (BAY 1984a). (24. ábra) Az előadás megjelent az ankét kiadványában (BAY 1984b).

"Én nagy előszeretettel tanítottam Magyar­

országon mintegy 2 évtizeden át. Speciálisan nagy kedvtelésem volt az atomfizika tanítása, mert ez az új, fejlődésben levő tárgy ki tudta váltani a tanítványok lelkes érdeklődését. Én magam nem sajnáltam időt és fáradságot, hogy a fejlődést a legújabb időkig kövessem. Elő­

adásaimban gyakran mutattam be olyan ered­

ményeket, melyeket egy hónappal azelőtt megjelent külföldi folyóiratok számaiból vet­

tem. Nos, ha én ennyi munkát vittem bele az előadásaimba, megkívántam a hallgatóimtól, hogy ők is hozzák meg az áldozatot, hogy az előadásra szentelt figyelemmel tegyék magu­

kévá a témát." Bay Zoltán ezt a figyelmet idehaza megkapta, az Egyesült Államokban azonban nem. 0 azt vallotta, hogy a nevelés­

ben múlhatatlanul szükséges a rend, és ennek indoklását a természet általános rendjére ve­

zette vissza (KOVÁCS L.G. 1996.). Az elné­

ző, engedékeny neveléssel nem tudott egyet­

érteni, ezért 1955-ben elhagyta a George Wa­

shington Egyetemet. (Ha meg akaijuk tartani a magyar közép- és felsőfokú oktatás eredmé­

nyességét, akkor nem szabad a nyugati enge­

dékenység felé közelednünk: továbbra is

53

szigorúan meg kell követelnünk a munkát tanártól, diáktól egyaránt.)

Bay előadásának másik érdekes gondolata az volt, hogy párhuzamot vont aközött, hogy az ember kilépett a világűrbe, illetve, hogy az élet kilépett a tengerből a szárazföldre. Mind­

kettő a fejlődés hatalmas, új lehetőségeit nyi­

totta meg. Bay zárógondolata: "A nevelés első­

rendű feladata, hogy a most fiatal, de utánunk a jövőt átvevő generációt ránevelje a természet energiáiban és térben korlátlan lehetőségeinek a helyes kihasználására és a további kutatásra."

Bay Zoltán Debrecenben a Református Kol­

légiumban még a "zeneművészet, különösen a zongorázás bűvöletében élt" (WAGNER 1994). Chevy Chase-i házának is féltett darab­

ja volt világosbarna pianinója, amelyen élete végéig szívesen játszott.

Eötvös Loránd hatására választotta a fizikusi pályát, bár őt magát Eötvös már nem tanít­

hatta. Az eötvösi eszmék és az Eötvös Kollé­

giumban eltöltött öt esztendő meghatározó szerepet játszott sokoldalúságának kialakításá­

ban.

Bay filozofikus írásaiban a kauzalitás elvé­

vel, a kvantummechanika ismeretelméleti kö­

vetkezményeivel és a tér és idő fogalmak apriori jellegével foglalkozott. "Az ember és

1968-ban és 1981-ben, az élet keletkezéséről pedig 1974-ben értekezett. Az 1968-as mű olvasása után Németh László 1969. január 10- iki levelében ezt írta Bay Zoltánnak: "... vá­

ratlan és igen kellemes meglepetés, hogy egy debreceni diák, Szabó Lőrinc és Gulyás Pál osztálytársa, hazatért a magyar esszéírók nem teljesen méltatlan családjához" (WAGNER

1994).

Az egységes téridőről alkotott filozófiai né­

zetei adhatták az alapot ahhoz, hogy kidolgoz­

ta a fénysebességre és az idő mérésére alapított új távolság-egységet, a "fényreszabott métert"

(BAY 1980).

Bay Zoltán már 1950-ben és 1951-ben meg­

írta saját sorsának bemutatásával "a magyarság küzdelmeit; előbb a hitlerizmus idején a hábo­

rú alatt, majd a törekvést, mely egy tiszta de­

mokratikus állam megvalósítását célozta, de mely Moszkva nyomása és kényszere folytán végül kommunista diktatúrává fajult" (BAY 1990). Nagyszerű regény, tanulságos, élveze­

tes olvasmány. A címet adó gondolat 1945 ta­

vaszán fogalmazódott meg a szerzőben. A há­

ború rombolásai, a dunai árvíz szennye, a TUNGSRAM gyár barbár leszerelése után minden reménytelennek tűnt. Azonban a gyár

55

udvarán álló fa ügyet sem vetett minderre, ta­

vasz volt, ezért kivirágzott: AZ ÉLET ERŐSEBB, ezért reménykedhetünk, hogy ma is legyőz minden aljasságot és barbárságot.

IRODALOM

BAY 1929a-Z. BAY, W. STEINER: Über den aktiven Stickstoff. - Zeitschrift für elek­

trochemie, 35, 733

BAY 1929b - Z. BAY, W STEINER: Über den aktiven Stickstoff. - Naturwissenschaf­

ten, 17, 24, 442

BAY 1938a-Z. BAY: Electron-Multiplier as an Electron-Counting Device. - Nature, 141, 284, 1938. febr. 12.

BAY 1938b - Z. BAY: Electron-Multiplier as an Electron-Counting Device. - Nature, 141, 1011, 1938. jún. 4.

BAY 1938c - BAY Zoltán: Elektronsokszoro­

zó, mint elektronszámláló - MTA Mate­

matikai és Természettudományi Értesítője, LVII. 513-541.

BAY 1941 - Z. BAY: Electron Multiplier as an Electron Counting Device. - The Review of Scientific Instruments, 12, Nr 3., 127-

133.

BAY 1946a-Z. BAY: Reflection of Micro­

waves from the Moon. - Acta Physica Hun­

garica, 1, 1-22.

BAY 1946b - BAY Zoltán: Hazai mikrohul­

lám-kísérletek - Különlenyomat az Elektro­

technika 1-5. és 6-8. számaiból

BAY 1951 - Z. BAY: Differencial Coinci­

dence Curciut. - Physical Review 83, 242 57

BAY 1955a-Z. BAY, V.P. HENRI,

BAY 1955b - Z. BAY, V.P. HENRI, H.

KANNER: Statistical Theory of Delayed Coincidence Experiments. - Physical Re­

view, 100, 1197

BAY 1955c - Z. BAY, V.P. HENRI, F.

MCLERNON: Simultaneity in the Compton Effect. - Physical Review, 97K>, 1710 BAY 1956a - Z. BAY: Techniques and Theo­

ry of Delayed Coincidence (Scintillation Counter Symposium, Washington D.C.

1956.) - I.R.E. Transactions on Nuclear Science, 1956. Nov., 125

BAY 1956b - Z. BAY, N.T. GRISAMORE:

High-Speed flip-flops for the Millimicro­

second Region, IRE Transactions on Elec­

tronic Computers, EC-5/3, 125

BAY 1965 - Part A: Precision Measurement of the Speed of Light; Part B: Proposal for a New Length Standard. - Internal NBS Re­

port [by Z. Bay] A Nemzeti Szabvány­

ügyi Hivatal (National Bureau of Standards) 58 oldalas kiadatlan belső beszámolója 1965 januárjában

BAY 1972a - Z. BAY, J.A. WHITE: Fre­

quency Dependence of the Speed of Light in Space. - Physical Review, D, 5/4, 796

BAY 1972b - Z. BAY, G.G. LUTHER, J. A.WHITE: Measurement of an Optical Frequency and the Speed of Light. - Physical Review Letters, 29/3, 189

BAY 1976 - BAY Zoltán: Visszaemlékezés a magyar Holdvisszhang kísérletekre. - Fizi­

kai Szemle, 26, 41-53

BAY 1980 - BAY Zoltán: A fényre szabott méter. - Természet Világa, 111, 312 BAY 1981 - Bay Zoltán: Mennyire állandó a

fény sebessége? - Fizikai Szemle, 31, 282 BAY 1984a - Bay Zoltán (The American Uni­

versity, Washington, D.C.): Régi nevelés, új tanítás. Kézirat, 1984

BAY 1984b - BAY Zoltán: Üzenet a magyar fizikatanároknak. - In: Hajnali zápor után.

XXVII. Fizikatanári Ankét, Magfizika, [Veszprém] 1984, ATOM és Tóth Árpád Gimnázium, Debrecen, Szerk.: Tóth Eszter, 52-62

BAY 1990 - BAY Zoltán: Az élet erősebb.

Csokonai-Püski, Debrecen-Budapest, 270 BAY 1992 - BAY Zoltán: Az egyirányú fény­

sebesség [befejezetlen mű] - JATEPress, 1992. 18

BAY 1993 - BAY Zoltán: Az egyirányú fény­

sebesség (egy el nem mondott előadás kivo­

nata). - Fizikai Szemle, 43, 70

59

GNÄDIG 1979 - GNÄDIG Péter: Az első elektronsokszorozó. - Beszélgetés Bay Zoltánnal. - Természet Világa, 110, 374 HORVÁTH 1993: HORVÁTH Tibor: Bay

Zoltán, a kutató, a tanár és ipari vezető. - Fizikai Szemle, 43, 442

KOVÁCS L.G. 1996 - KOVÁCS László Gá­

bor: Z. Bay on Education and Science - Teaching, Science and Education, 5, Nr 3.

(megjelenés alatt)

KOVACS 1994 - KOVÁCS László: Részecs­

keszámlálás elektronsokszorozással - Nagy felfedezések, régi híres eszközök II. - Ter­

mészet Világa, 125, 353

MARX 1990 - MARX György: Bay Zoltán köszöntése. - Fizikai Szemle, 40, 353 NAGY 1995 - NAGY Ferenc: A kísérleti fizi­

kus kálváriája. - Fizikai Szemle, 45, 14 SISA 1987 - SISA, Stephen: America's Ama­

zing Hungarians. - published by the author, Huddleston, 1987.

STAAR 1993 - STAAR Gyula: Fénnyel szőtt halhatatlanság. - Fizikai Szemle, 43, 452 WAGNER 1994 - WAGNER, Francis S.: Bay

Zoltán atomfizikus, az űrkutatás úttörője.

Akadémiai Kiadó, Bp., [1994]

ZWORYKIN 1936 - V.K. ZWORYKIN - G.A. MORTON - L. MALTER: The Secon­

dary Emission Multiplier - a New Electro­

nic Device. - Proceedings of the Institute of Radio Engineers, 24, Nr. 3, 351-375

61

SUMMARY

ZOLTÁN BAY, THE EXPERIMENTAL PHYSICIST

Zoltán BAY is one of "the magnificent seven"

American scientists of Hungarian origin: Leo Szilárd (1898-1964), Eugene Wigner (1902- 1995), John von Neumann (1903-1957), Edward Teller (1908-), Tódor Kármán (1881- 1963), Albert Szent-Györgyi (1893-1986) and Zoltán Bay (1900-1992). BAY belongs to a special cathegory: he is an experimental physi­

cist, and only his tombstone is in his native land (Gyula-Gyulavári, Hungary, Lutheran cemetery together with his clergyman father).

He studied at Budapest University. Though Loránd Eötvös (1848-1919) was not his pro­

fessor, he served as ideal for BAY. We can say that he was as outstanding an experimental physicist as Eötvös was.

He spent four years at the University of Ber­

lin as a researcher among professors like Planck, Einstein, Schrödinger, Laue, and Hungarian colleagues such as Neumann, Wig­

ner, Polányi, Szilárd.

Zoltán BAY was a professor at Szeged University (1930-36) and at the Technical

University of Budapest (1938-1948). He was the leader of the research laboratory and the scientific director of the TUNGSRAM United Incandescent Lamp and Electric Company in Budapest (1936-1948). He was professor at George Washington University (1948-1955) and leading physicist at the U.S. National Bureau of Standards in Washington, D.C.

(1955-1972).

"He was combined an ability to tackle fun­

damental problems with great insight and an unusual flair for practical applications" ("Zol­

tán BAY Receives Honorary Degree." Laurea­

tion Address at the Graduation Ceremonial, University of Edinburgh, 1978.) He said in 1973 in his first lecture in Budapest after 25 years as a guest of Eötvös Physical Society:

"We measured the speed of light more pre­

cisely than it was allowed by the instruments.

It was caused by our experimental methods."

We showed examples for this statement from BAY's four main efforts.

1. He used the electronmultiplier as an elec­

tron counting device. He could count individ­

ual photons, electrons, particles of radioactive rays using new electrode-materials and very accurate experimental circumstances.

V. K. Zworykin (1889-1982), a famous in­

ventor and researcher of the Radio Corpora­

tion of America, visited Budapest and said that 63

BAY could never attain the desired goal due to the enormous electrical background noise.

2. BAY with his colleagues together carried out successful moon-radar experiment only one month later that was due in the U.S. They could receive reflection of microwaves from the Moon. The essence of the experiment was the cumulation of the signals. This novel method is used nowadays at the microwave reflection experiments in radarastronomy.

3. With the help of his own differential coinci­

dence counting method and using Co60 isotope he was able to investigate the simultaneity in the Compton effect with the accuracy of

10”sec.

This is also nowadays the most accurate proof of the two fundamental conservation laws of physics (momentum and energy) in the field of microworld.

4. He measured the speed of light with five times greater precision than it was made earlier with the help of his new method: the measuring of optical frequencies based on microwave frequency standards.

He made a proposal for a new standard of length based on the speed of light:

299 792 458 m/s constant from now for ever.

The General Conference on Weights and

sed by Z. BAY in its seventeenth meeting in Paris in October 1993. "The metre is the length of path travelled by light in vacuum during a time interval of 1/299 792 458 of a second."

In our paper we give examples for the in­

vestigations in the field of history of physics.

We show pictures of the monuments of Z.

BAY's life, copies of his publications which announced his efforts for the first time and photos of his famous new apparatuses.

65

Dienes Attila alkotása (1991)

A SOROZAT KÖTETEI

1994

1. ASOCIETAS SCIENTIARUMSAVARIENSIS (SZOMBATHELYI TUDOMÁNYOSTÁRSASÁG) ÉS ELŐZMÉNYEI

2. ISTVÁN LAJOS: AHAEMOPHILIÁSOK KEZELÉSÉNEK

EREDMÉNYEIÉS PROBLÉMÁI

3. ZIELBAUER GYÖRGY: ALEGÚJABBKORI NÉPVÁNDORLÁS MAGYARORSZÁGON(1940-1950)

1995

4.SALAMON ANTAL: ASEBGYÓGYULÁS BIOLÓGIÁJA . 5. PUSZTAY JÁNOS:NYELVROKONSÁGÉSNEMZETI

TUDAT

6. GRÁFIK IMRE: JELENÜNKA VILÁGBAN:

KULTÚRÁNK

7.VARGA LÁSZLÓ: A VASTAGBÉLRÁK MEGELŐZÉSÉNEKLEHETŐSÉGEI ÉS KORLÁTÁI

8. KOVÁCS LÁSZLÓ: BAY ZOLTÁN, A KÍSÉRLETI FIZIKUS