Faigel Gyula válaszol a fel nem tett kérdésekre

 

Milyen környezeti hatásai vannak a több kilométeres (több 10 kilométeres) gyorsító berendezéseknek? (sugárszennyezés?) (Andi)

Mint minden építkezésnek, ennek is vannak az építéskor fellépő környezetmegváltoztató hatásai. Például utakat, épületeket, közműveket stb. kell építeni, pontosan úgy, mint egy lakótelep vagy egy nagyobb üzem létrehozása esetén. Az ilyenkor felmerülő problémákat, azt hiszem, mindenki ismeri, tehát ezekre itt nem térnék ki részletesen.

Az üzemeltetés során felmerülő környezeti hatások azonban már nem ilyen triviálisak. Alapjában ezek a berendezések nem környezetkárosítóak. Nincs számottevő radioaktív hulladék. Két potenciális veszélyforrás van: Az egyik a nagy mágneses tér, de ez nagyon lokális, csak a berendezések közvetlen közelében számottevő (a közvetlen közel azt jelenti, hogy az alagút falain belül is csak meghatározott helyeken van, azon túl pedig egyáltalán nincs). Tehát ezt nem is igazán nevezhetjük környezeti hatásnak, inkább munkahelyi veszélyforrásnak.

A másik veszélyforrást a felgyorsított elektronok elnyeletésekor keletkező ionizáló sugárzások jelentik, esetlegesen a lassító közegben keletkező radioaktív anyagok. A keletkező sugárzások közül is csak a nagyenergiájú elektromágneses sugárzás (röntgensugárzás) tud vastagabb anyagrétegen áthaladni. Ezt azonban a tervezéskor figyelembe veszik, és megfelelő vastagságú betonfalakkal tökéletesen védekeznek ellene. Tehát ez sem jut ki, és balesetre sincs semmilyen esély, hiszen a betonfalak nem "romlanak" el.

A másik említett probléma a lassító közeg felaktiválása. Itt elvben keletkezik egy kicsiny mennyiségű radioaktív anyag, a lassító közeg megfelelő megválasztásával azonban ezek gyorsan bomló izotópok lesznek, ami azt eredményezi, hogy a másodperc töredéke alatt lebomlanak, tehát praktikusan soha nincsen számottevő radioaktív anyag a berendezésben.

Az egyetlen igazi szennyeződés a hőszennyezés, mivel a végén az energia hő formájában szabadul fel. Ezt kell a környezetbe elvezetni. Ennek nagysága kb. olyan, mint egy lakótelep hőszennyezése.

Mi határozza meg a vizsgált elemi cella méretét? Ez a legkisebb ismétlődő egysége a molekulahalmaznak? (Amália)

Először a kérdés második részére válaszolok: A legkisebb olyan egység, amelynek térben periodikus ismétlődésével (ezt transzlációszimmetriának nevezzük) az adott makroszkopikus anyag felépíthető.

A kérdés első felére a válasz vagy nagyon egyszerű, és formálisan a második részre adott válasz ezt is megadja, vagy nagyon bonyolult, mert nem formális a kérdés, hanem azt szeretnénk megválaszolni, hogy miért éppen úgy rendeződik az adott molekula (vagy molekulák), ahogyan azt a méréssel látjuk. Gyakran egészen különböző szerkezeteket is felépíthetünk ugyanazokból a molekulákból. Éppen ez adja a szerkezetvizsgálat szükségességét és egyben szépségét is. Tehát most megpróbálok e bonyolultabb értelemben is válaszolni a kérdésre. Elvileg az egyes elemek pontos atomi paramétereiből (tehát elektronszerkezetéből) kiindulva, és a környezeti feltételeket (hőmérséklet, nyomás stb.) figyelembe véve, az alapvető fizikai törvények felhasználásával ki kellene, hogy tudjuk számolni a keletkező anyag összes tulajdonságát, ennek megfelelően atomi szerkezetét is. Ez azonban csak elvi lehetőség, a gyakorlatban túl bonyolult, és nem megoldható egyenletekhez vezet. Van azonban néhány empirikus szabály, ami alapján elképzelhető, hogy milyen szerkezetet várunk egy adott atom vagy molekula esetén. A legalapvetőbb, hogy a részecskék szeretik sűrűn kitölteni a teret. Ez azt jelenti, hogy az atomok, molekulák a méretüknek megfelelő helyet szeretik elfoglalni, se sokkal többet, se sokkal kevesebbet. Ezen túl a molekulák belső szimmetriájából következnek bizonyos megszorítások, ezek tükröződnek a kristályrácsba való rendeződésben is. Mit jelent ez? Azt, hogy például valószínű, hogy egy kocka alakú molekulából olyan kristály fog nőni, amelynek elemi cellája is tükrözi a molekula alakját. Sőt a kristály külső makroszkopikus megjelenése is leggyakrabban tükrözi az elemi cella alakját (szimmetriáit).

Az eredeti kérdés a cella nagyságára vonatkozott, de a nagyság szoros kapcsolatban van az alkotó molekula alakjával is, ahogyan az már az előző okfejtésből is kitűnik. Általában a kis szimmetriájú molekulák nagyobb cellájú anyagokhoz vezetnek (természetesen a molekulamérethez viszonyítva). Röviden talán ennyit lehet egyszerűen elmondani.

1. Jánossy professzorunk tanai elévültek vagy hová tűntek?
2. A gravitációs hullámokat detektáló műholdas mérőeszközt magyarok ötletei alapján építi a NASA. Mi a mérés elve?
3. Bizonyított-e már a gravitációs hullámok létezése? (Polgár Sándor)

Köszönöm kérdéseit. Mivel ezek nem a szakterületemre vonatkoznak (ami a szilárdtestfizika), csak hozzávetőleges válaszokat tudok adni.

1. Jánossy Lajos "tanai" sokfélék: vannak olyanok, amit még én is hallgattam diák koromban, és ezek nem évültek el.
Ezek például a méréskiértékelés statisztikus elemzésére vonatkoznak, és egyéb egyetemistáknak nagyon hasznos területeket fednek le. A másik terület, ami a saját kutatási területéhez tartozik, a fény természetével, ill. az ún. éterelmélettel kapcsolatosak. Ezeket a munkákat részletesen nem ismerem. Forduljon a szakterületen dolgozókhoz, ők biztosan jobban tudják értékelni eredményeit, és azok aktualitását.

2. Nem ismerem a fent említett műholdas rendszert, így sajnos a kérdésére nem tudok válaszolni.

3. Tudtommal nincs egyértelmű kísérleti bizonyíték. Legalábbis földi detektorokkal még nincs. Lehetséges, hogy csillagászati eszközökkel közvetve láthatják a gravitációs hullámok hatását, de ez nem tekinthető egyértelmű bizonyítéknak.