Előd
11 °C
24 °C
Index - In English In English Eng

Anyám rángatott be az udvarról, amikor jöttek a bombázók

902A4291
2019.05.23. 18:22 Módosítva: 2019.05.23. 21:10
Dan Shechtman felfedezéseit maga a Nobel-bizottság is ellentmondásosnak nevezte. Nem azért, mert bizonytalan lenne helytállóságuk, hanem mert annak idején hatalmas ellenkezést váltottak ki a tudományos világban. A kvázikristályok, amelyek felfedezéséért az izraeli kutató megkapta a 2011-es kémiai Nobel-díjat, mára paradigmaváltást hoztak az anyagtudományban. Shechtmannal annak alkalmából beszélgettünk, hogy a Neumann János Számítógép-tudományi Társaság, illetve a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem neki ítélte a Neumann-professzori címet. (A professzor május 24-én, pénteken 16 órakor kezdődő nyilvános előadására még lehet regisztrálni.)

A brit mandátumterületnek számító Palesztinában született 1941-ben, így gyermekként élte végig Izrael állam megalakulását. Hogyan emlékszik ezekre az időkre? Az ünnepi hangulat maradt meg, vagy az azonnal kitörő háború miatt érzett félelem?

Nagyon jól emlékszem a történtekre. 1948. május 14. volt, a britek távoztak, Ben-Gurion [Izrael első miniszterelnöke] pedig kikiáltotta a függetlenséget. Hatalmas ünneplések voltak szerte Tel-Avivban aznap. Másnap megérkeztek az egyiptomi repülők, és bombázni kezdték Tel-Aviv fő buszpályaudvarát. Sok civil halt meg ott. Mi Tel-Aviv mellett, Petah Tikva városban laktunk, én éppen az udvaron voltam, és a repülőket néztem. Anyám rohant ki, berángatott a házba, és rám kiáltott, hogy „Hé, háború van!”. A házunkban nem volt óvóhely, így amikor megérkeztek a bombázók, a szüleim felkaptak, és átrohantunk a szomszédokhoz. Nekik sem volt pincéjük, de legalább volt egy erős tűzfal a házukban, és azt reméltük, hogy az tartósabb lesz, ha bombatalálatot kapunk. Később sokszor megismétlődött a légiriadó, időnként az éjszaka közepén.

A családja is harcolt a háborúban?

Apám a Hágáná tagja volt a függetlenség kikiáltása előtt, ez a britek ellen küzdő, baloldali paramilitáris szervezet volt, majd belőle fejlődtek ki az Izraeli Védelmi Erők [az izraeli hadsereg]. Így az arab háborúban is parancsnokként szolgált, nagyjából tíz embert vezetett, akik a britektől szerzett puskákkal és gépfegyverekkel voltak felszerelkezve. A front nem messze volt a házunktól, így az egyik nap beállított az osztag az udvarunkra. Egy teherautóval jöttek, apám ült az anyósülésen, és tíz ember kapaszkodott a platón. Egyszeriben a környékről összesereglett az összes gyerek, mindenki látni akarta a hősöket, akik most érkeztek a frontról. Apám bejött a házba, nekitámasztotta a puskáját a falnak, kint az udvaron pedig ott volt az összes barátom, akik az apámat, a hőst jöttek csodálni. Nagyon büszke voltam akkor. Néztem a fegyvereket, az autókat, és nagyon érdekeltek. Talán akkor döntöttem el, hogy gépészmérnök leszek, persze anélkül, hogy tudtam volna, hogy mi az.

Minden kisfiú szereti a gépeket.

Igen, de nálam ez komoly volt. Igazi könyvmoly voltam, rengeteget olvastam, de a legjobban Jules Verne Rejtelmes szigete ragadott meg. Ez a regény néhány amerikairól szól, akik a polgárháborúból menekülnek léghajóval, és egy lakatlan szigetre vetődnek. Ott aztán felépítik maguknak a saját világukat, a vezetőjük pedig egy mérnök, Cyrus Smith lesz. Ő egyszerűen mindent meg tud oldani. Olyan akartam lenni, mint ő. Ezért a középiskola, illetve a katonai szolgálat után a Technionba, az Izraeli Műszaki Egyetemre iratkoztam be, gépészmérnöki szakra.

Aztán mégis az anyagtudományok területén vált ismertté, nem gépészmérnökként.

Amikor megszereztem a diplomámat, úgy jöttem ki az egyetemről, hogy gépészmérnök leszek egész életemben. Csakhogy nem találtam állást. Akkoriban recesszió volt Izraelben, nagy volt a munkanélküliség. Viszont már házas voltam, fizetésre volt szükségem, ezért beiratkoztam mesterképzésre, és tanársegédi állást vállaltam az egyetemen. Arra számítottam, hogy mire megszerzem a mesterdiplomát, elmúlik a gazdasági válság, és újra lesznek mérnöki állások. Majd csak találok valamit.

És talált?

Igen, találtam valami nagyon érdekeset, beleszerettem a tudományba. Ezért mentem tovább a doktori képzésre anyagtudományból. Hogy miért anyagtudományból? Ez csak a véletlenen múlott, éppen ott ismertem valakit, aki hívott, hogy csatlakozzak hozzájuk. Csak ekkor jöttem rá, hogy valójában már gyermekkoromban is érdekelt a legkisebb dolgok világa. Amikor hétéves voltam, nagyapámtól kaptam ajándékba egy nagyítót. Rácsodálkoztam a legapróbb dolgokra is, a virágok szerkezetére, a homokszemekre, a törött szegekre. Talán a mikroszkopikus világ szeretete vezetett el az elektronmikroszkópiáig.

Nem okozott nehézséget az alkalmazott és az alapkutatás közötti váltás?

Nem volt ez éles váltás az én szempontomból, inkább fokozatos átmenet. Miután öt évig tanítottam a haifai egyetemen, tanulmányútra – vagy ha tetszik, alkotói szabadságra – mentem az Egyesült Államokba, az ottani mérésügyi hivatalba (ma National Institute of Standards and Technology, NIST). Az ottani kutatásaimat a DARPA, a védelmi minisztérium kutatóintézete szponzorálta, bár nem volt közvetlenül köze a hadászathoz. A feladatom olyan fémötvözetek kifejlesztése volt, amelyeket repülőgépekben és űrhajókban lehet majd használni. Különböző mennyiségű vasat tartalmazó alumíniumötvözeteket adtak nekem, én pedig elkezdtem szisztematikusan vizsgálni őket az elektronmikroszkóp alatt, azt kerestem, amelyiknek a szerkezete a legjobban megfelelt a repülők igényeinek.

És megtalálta?

Először nem, mert az alumínium-vas ötvözetek nem bizonyultak elég stabilnak, ezért lecseréltem a vasat mangánra. Itt már sikeresebbek voltunk, és úgy találtuk, hogy az 1-5 százaléknyi mangánt tartalmazó ötvözetek elég erősek ahhoz, hogy repülőt lehessen belőlük építeni. Egy mérnök itt talán leállt volna, de a tudós énem érdeklődése csak itt ébredt fel. Bizonyos értelemben csalni kezdtem, hiszen egyre több mangánt kevertem az alumíniumba, holott tudtam, hogy ezek az ötvözetek haszontalanok lesznek a megbízó számára. Viszont nagyon érdekelt, hogy ezek az ötvözetek milyen kristályrácsba rendeződnek. Hamarosan arra lettem figyelmes, hogy a kristályrácsuk olyanná válik, amelyhez hasonló egyszerűen hiányzik a tankönyvekből.

Ekkor afféle heuréka-érzés kerítette hatalmába?

Dehogyis. Talán Arkhimédész mondott ilyesmit, kiugorva a fürdőkádból, de a modern tudományban, amikor az ember felfedez valamit, legfeljebb azt mondja, hogy nahát, de sokkal gyakoribb, hogy hibára kezd gyanakodni. Az elektronmikroszópiában gyakoriak a műtermékek, képhibák, amelyek legtöbbször azért állnak elő, mert az ember nem jól preparálta a mintát. Én tudtam magamról, hogy értek a szakmámhoz, és a mintát is jól készítettem elő. Az aznapi jegyzőkönyvbejegyzésem, amikor gyakorlatilag felfedeztem a kváziszimmetriát (bár akkor még nem tudtam, mit látok), híres lett, fenn van a neten. 1982. április 8. délután történt, ránéztem az elektronok difrakciós mintázatára, és azt mondtam magamban, hogy „Hm, ez érdekes”.

Dan Shechtman jegyzőkönyvbejegyzése a kvázikristályok felfedezéséről. A jobboldali lapon: (10 fold???), vagyis (10-szeres [forgásszimmetria]???)
Dan Shechtman jegyzőkönyvbejegyzése a kvázikristályok felfedezéséről. A jobboldali lapon: (10 fold???), vagyis (10-szeres [forgásszimmetria]???)
Fotó: Dan Shechtman

Miért volt érdekes?

Azért, mert úgynevezett tízszeres forgásszimmetriát láttam a rácsszerkezetben, amely az akkori tudásunk szerint egyszerűen lehetetlenség volt. Az alumínium-mangán ötvözetben az atomok ikozaéderszerű rácsba rendeződtek, amelynek húsz lapja van. Erre azt mondtam magamban: „Ilyen állat márpedig nincs”. Ez egy régi vicc poénja, amiben az ember életében először lát zsiráfot az állatkertben, és arra reagál így. Először arra gyanakodtam, hogy több kristály állt össze (úgynevezett ikerkristályokat képezve), mert ezekről tudott, hogy meg nem engedett difrakciós mintázatokat eredményezhetnek. Az egész délutánt azzal töltöttem, hogy megtaláljam ezeket az ikreket. De nem voltak sehol. Aznap estére meggyőződtem arról, hogy nem ikerkristályokról van szó. Azt tehát gyorsan beláttam, hogy amit látok, az mi nem lehet. Az már sokkal több munkát igényelt, míg kiderítettük, hogy akkor mit is látok valójában.

(Ekkor odalép hozzánk egy izraeli turista, és megkérdezi héberül a tudóst, hogy ő ugye Dan Shechtman. Ő mosolyogva vált néhány szót a rajongóval, majd visszafordul.)

Ön híres.

Előfordul. Egyszer voltam Ausztráliában, és elvittek Sydneybe is, ahol még soha azelőtt nem voltam. Én voltam a legjobban megdöbbenve, hogy többen is odajöttek hozzánk, mert felismertek. Visszatérve a kvázikristályokhoz, mindent megpróbáltam, hogy az ismert törvényszerűségek segítségével megmagyarázzam a jelenséget. Még mesterséges ikerkristályokat is létrehoztam, de azok sem okoztak tízszeres szimmetriát. Ezzel telt a kétéves amerikai kiküldetésem, és 1983-ban úgy mentem haza, hogy még mindig nem találtam megoldást a jelenségre. Visszatérve a Technionba, az eredményeket megmutattam egy matematikus kollégámnak, aki kifejlesztett egy matematikai modellt a magyarázatára. Írtunk erről egy cikket, amit azonnal visszadobott a folyóirat, ahová beküldtük, azzal a sablonszöveggel, hogy az nem érdekes az olvasóik számára. Még csak lektoráltatni sem küldték ki. A második folyóirat már leközölte, de csak nagy sokára, rengeteg tanakodás után.

Milyen volt a kollégái reakciója?

Hát az elfogadáshoz mindenképpen szükségem volt az amerikai mérésügyi hivatalban dolgozó kollégám, a tudományterületen nagy elismertséggel bíró John Cahn támogatására, aki bevett még pár szerzőt a második cikkbe, és így már egy jóval nagyobb presztízsű lapban tudtuk leközölni azt. Alig telt el pár nap a megjelenés után, levelek és telefonhívások tömege kezdett özönleni, és sokan lelkesedtek az új kristályszerkezetért. Azóta több mint tízezer tudományos cikk jelent meg a tudományterületen. Számos különböző kvázikristályos szerkezetű ötvözetet fedeztek fel azóta.

Az ikozaéderes kristályszerkezetet felfedő egyik első transzmissziós elektronmikroszkópos felvétel.
Az ikozaéderes kristályszerkezetet felfedő egyik első transzmissziós elektronmikroszkópos felvétel.
Fotó: NIST

Miben voltak a kvázikristályok újszerűek?

Megváltoztatták a kristályok definícióját. A felfedezés előtt a tankönyvekben az szerepelt, hogy a kristályszerkezet rendezett és periodikus. Ez alól, akkori tudásunk szerint, nem voltak kivételek. A rendezett azt jelentette, hogy az atomok benne valamilyen matematikai szabályszerűség szerint követik egymást, a periodikus pedig arra utalt, hogy a kristályrács mintázatai ismétlődnek újra és újra. Az általam felfedezett kristályok viszont hiába követtek matematikai szabályokat, nem voltak periodikusak, úgymond kváziperiódusosak voltak. Ma már elfogadják, hogy vannak periódusos és kváziperiódusos kristályok is. Vagyis paradigmaváltás ment végbe a tudományterületen.

Azt azért nem állíthatjuk, hogy mindenki ünnepelte a kvázikristályokat. A kétszeres Nobel-díjas Linus Pauling például teljes hátralévő életét annak szentelte, hogy minden oldalról támadja az elméletet. Híressé vált mondása szerint nincsenek kvázikristályok, csak kvázitudósok vannak.

Összesen kétszer találkoztam személyesen Paulinggal, de sokszor leveleztünk egymással. Ő azt állította, hogy a kváziperiódusos kristályok valójában periódusosak, csak hibák vannak bennük. Erre még egy modellt is alkotott, de a folyóiratok gyorsan elutasították ennek publikálását, mert nyilvánvaló volt, hogy téves.

Mára belátta mindenki, hogy léteznek kvázikristályok (természetesen és mesterségesen előállítva is). De mire lehet ezeket használni?

Számos lehetséges alkalmazási területük van. Korábban egy kutatócsoport teflonszerű, tapadásmentes bevonatot készített belőlük serpenyőkbe. Előnye a teflonnal szemben, hogy fémből van, így meg se kottyannak neki az evőeszközök, nem karcolódik. De mondok egy sokkal újszerűbb alkalmazást. Vannak kvázikristályok, amelyek nagyon gyorsan felveszik a hőt, viszont lassan adják le, vagyis hirtelen felmelegednek, és megolvadnak. Ezt a tulajdonságukat ki lehet használni a háromdimenziós nyomtatásban, mert pontszerűen lehet megolvasztani őket, és sokkal gyorsabban lehet belőlük tárgyakat nyomtatni, mint a most használatos módszerekkel.

Szívesen megnyilvánul a tudománytól távol eső kérdésekben is. Nyíltan vállalja például, hogy ateista. Ez igencsak szokatlan. A vallásos tudósok gyakran hangoztatják a hitüket, de az ateisták inkább csöndben maradnak. Nem voltak ebből még konfliktusai?

Én úgy vagyok ezzel, hogy mindenkinek megadom a jogot, hogy abban higgyen, amiben akar, viszont nekem is jogom van abban hinni, amiben akarok, és ezt ki is mondhatom. Ez sosem okozott nekem semmilyen problémát.

És az okozott önnek problémát, amikor jelöltette magát Izrael köztársasági elnökének?

Mindenki azt kérdezi tőlem, hogy miért tettem így. Egyetlen okom volt rá: a közoktatást akartam jobbá tenni. Izraelben az egyetemek magas színvonalúak, viszont a közoktatás, különösen az általános iskolák egyszerűen rosszak. Úgy gondoltam, hogy ha megválasztanak elnöknek, tudok majd valamit tenni ez ügyben.

Csalódás volt önnek, hogy mindössze egy képviselő szavazott önre a 120-ból? Voltak, akik Pauling kvázitudósos megjegyzését továbbgondolva kvázielnöknek nevezték önt.

Szerintem emelt fővel viseltem a vereséget. Mindenesetre ez azért volt furcsa, mert a szavazás előtt voltak olyan közvélemény-kutatások, amelyek engem hoztak ki a legnépszerűbb jelöltnek az emberek körében (de minden felmérésben közel azonos volt a népszerűségünk a megválasztott jelölttel, Reuven Rivlinnel). Egyesek mindezt úgy értékelték, hogy a parlament elveszítette a kapcsolatot az emberekkel. A parlamenti pártok bármikor képesek egymás torkának ugrani, de amikor egy kívülálló próbál pozíciót szerezni, akkor összezárnak, és nem engedik érvényesülni.

(Borítókép: Ajpek Orsi)