Vermes Miklós Jeges Károly, Csekő Árpád 50.. Vermes Miklós Jeges Károly, Csekő Árpád 50.

Az előadások a következő témára: "Vermes Miklós Jeges Károly, Csekő Árpád 50.. Vermes Miklós Jeges Károly, Csekő Árpád 50."— Előadás másolata:

1

2 Vermes Miklós Jeges Károly, Csekő Árpád 50.

3 AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VILÁGÁBAN
50 év eseményei AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VILÁGÁBAN

4 főszereplő: a lézer 1954: Charles Townes, Arthur Schawlow
MASER – microwave amplification by stimulated emission of radiation (NH3) 1959 március 24. szabadalom 1963: előerősítő fokozat a Telstar műholddal való földi kommunikációhoz 1965: kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás felfedezése a Telstar antenna eltávolíthatatlan zajában

5 A maser (mézer) Penzias és Wilson
mézer erősítős antennájukkal felfedezik a kozmikus háttérsugárzást, 1965 C. Townes az első rubin mézerrel, 1955 Berkeley egyetem rádióteleszkópja: csillagászati OH-mézer észlelése 1965

6 a lézer elv felfedezéstörténete
1958: Townes és Schawlow kidolgozza a lézer megvalósítás elvét 1959: G. Gould (Townes diákja) rubin lézert kezd építeni; szabadalmi folyamodványát elutasítják 1960: a Bell Laboratórium kapja a lézer szabadalmát : Gould bírósági határozatokkal érvényesíti jogait

7 lézer felfedezéstörténeti képek
A. Schawlow G. Gould C. Townes

8 a lézer megvalósítása 1960: Theodore Maiman rubin lézer (Hughes Laboratories, Malibu) 1961: Ali Javan He-Ne lézer 1962: Robert Hall félvezető lézer (Bászov, Javan) 1964: Kumar Patel CO2 lézer 1965: 8. ankét Budapest Fénytan-lézersugaras kísérletek 1966: gázdinamikus lézerek (Bászov) 1970-es évek: kémiai reakciókkal megvalósított lézer elv: excimer lézerek  orvosi alkalmazások 1984: Matthews és Rosen röntgenlézer (Lawrence Livermore Laboratory, „csillagháború”) 1986: 29. ankét Győr Hullámok minden hullámhosszon 1990-től rövidülő impulzus, növekvő teljesítménysűrűség 2004 (attoszekundumos impulzus, Krausz Ferenc)

9 lézer úttörők Ny. Bászov T. Maiman C.K. Patel A. Javan A. Prohorov

10 Attosecond streak camera trace
90 80 70 Photoelectron kinetic energy [eV] 60 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Delay t [fs] Krausz F. és mktsai:2004

11 holográfia 1962: Leith és Upatnieks javasolja 3D vizuális médiumnak Gábor Dénes találmányát 1962: Yu.N. Gyenyiszjuk természetes megvilágítású hologram elve 1964: az első hologram 1967: az első hologram múzeumok 1977: Gábor Dénes meglátogatja a new-york-i Museum of Holography-t 1993: az MIT múzeum átveszi a múzeum anyagát 2000-es évtized: holografikus CD-adattárolók

12 holográfia képek Gábor Dénes Az első hologram
Holografikus adattárolás elve

13 optikai üvegszálas kommunikáció
1958: G. Gould javasolja a lézer használatát információ átvitelre 1966: C. Kao és C. Hockham (Standard Telecommunications Lab.) kivitelezhetőségi követelmény: <20 dB/km veszteség 1970 R. Maurer, D. Keck, P. Schulz nagytisztaságú, homogén üveg 1977 Nippon Telegraph and Telephone Ltd. veszteség <0,5 dB/km; üvegszálas kommunikáció Chicago és Boston között 1990: Bell Laboratories 2,5Gbit/s adattovábbítás 7500 km- re regeneráció nélkül 1998: Terabit/s átviteli sebesség elérése

14 Optikai üvegszál Tyndall kísérlete, 1870

15 CD  DVD  ? 1965: J.T. Russel találmányi bejelentése lézeres beégetésű hang-kódolás elvére 1969: K. Campaan lézeres kódolású kompakt lemez 1970: Campaan és Kramer (Philips) demonstrációs üveglemez elkészítése 1978: Sony-Philips együttműködés A Tokió-protokoll digitális audio lemezekre: anyag, adatfelírás és olvasás iránya, lézertipus, lemezméret, kódolási eljárás, mintavételi frekvencia 1980: a kereskedelmi verseny kezdete

16 Őskori CD lejátszók Sony CDP-101 – az első kereskedelmi kompakt lemezjátszó "Goronta" az első CD lejátszó, 1981.

17 CD  DVD  ? 1984: Sony Disc-Man 1988: Írható CD, interaktív CD
Tendenciák kék lézer (405nm) 2003: HD DVD (rétegenként 15GB) 2002: Blu-ray (rétegenként 25 GB) 2006: kék-lézer dióda tömeggyártás

18 HD DVD Blu-ray HVD?

19 NMR  MRI NMR 1946-1950 F. Bloch, E.M. Purcell
Változó mágneses tér rezonáns spinátfordulást indukál homogén mágneses térrel rendezett beállásra késztetett mag mágneses momentumokra (I Rabi) Relaxáció során kisugárzott jel alakja érzékeny a mag környezetére  anyagkutatás

20 NMR  MRI 1970-es évek eleje: R. Damadian (orvos)
Rákos daganatokból származó jel relaxációs ideje jóval hosszabb az egészségeseknél 1972: szabadalom; „Apparatus and Method for detecting Cancer in Tissues” 1973: P. Lauterbur (vegyész) „Image foormation by induced local interaction: examples employing magnetic resonance” (Nature-cikk: két kémcső megkülönbeztethető képe, mágneses térgradiens alkalmazásával) 1974: az első egésztest MRI készülék (EMIPhilips) 1975: R. Ernst időben váltogatott térgradiens alkalmazása 1983: Első kereskedelmi pásztázó MR-készülék Európában 2003: kb MRI készülék működik a világban

21 NMR  MRI E. Purcell F. Bloch P. Mansfield P. Lauterbur R. Damadian
... és (elképzelt) szabadalma

22 Tanári ankét Székesfehérvár 2005

23 „lerádióz a riporter...” 1960: J. Drake SETI
(Search for Extraterrestrial Intelligence) kísérlet Tau-Ceti irányában figyelés és elemzés I.Sklovszkij, C. Sagan, Marx György 1963: Big Ear Ohio State Univ. SETI programjában, 1998-ig a világ legnagyobb rádióteleszkópja 1979: Serendip-program (Univ. of Berkeley) kihasználatlan rádiótávcső időben regisztrál 1999: program indulása, az egyik legnagyobb földi kutatási projekt, internetről letöltött regisztrátum saját PC-n történő elemzése, 2007: civil tudomány (>3 millió résztvevő)

24 Tanári ankét Debrecen 1994

25 kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás
: „Boys we are scooped” (Dicke, Peebles, Roll, Wilkinson) A. Penzias, R.W. Wilson (Nobel díj, 1978) 1983: Relikt-1 szovjet CMB anizotrópia műhold 1990: COBE FIRAS fekete test sugárzási görbe kimérése 1992: COBE DMR anizotrópia: 1/ COBE Nobel díj, 2006 Ezredforduló: BOOMERang, MAXIMA léggömb kísérletek, DASI polarizáció mérés 2001: Wilkinson MAP hőmérsékleti anizotrópia és polarizáció nagyfelbontású térképe 2007(?): PLANCK

26 röntgen-csillagászat
1963: Limited Test Ban Treaty ellenőrzése Vela-kettős műhold család, Földdel ellentétes irányú röntgen forrásokat jelez R. Giacconi Nap röntgentartománybeli vizsgálata rakétán elhelyezett detektorokkal (Nobel díj, 2002) 1965: Coma halmaz kiterjedt röntgenforrás (léggömb) 1969: Vela -- első kozmikus gamma kitörés felfedezése (1045J) 1970: Uhuru műhold (röntgentávcső) 339 forrás 1978: Einstein Obszervatórium forrás 1990: ROSAT német-amerikai műhold: forrás 1999: Chandra-műhold (fekete lyukak sokasága) 25x felbontás a ROSAT-hoz képest

27 Az ég röntgenképe Chandra Vela 5-b ROSAT ég-térkép Chandra Rák köd
R. Giacconi

28 elektromágnesesen polarizált vákuum
1965: Kvantumelektrodinamikai Nobel díj (Feynman, Schwinger, Tomonaga) a pozitív töltésű müon mágneses momentumának eltérését Bohr magneton egységben a Dirac egyenlet jóslatától a VÁKUUM POLARIZÁCIÓ okozza: 2004: (g-2)/2(kísérlet) = x 10-10 (elmélet) = x 10-10 10 jegy pontossággal azért még nem értjük a vákuum elektromágneses természetét

29 nukleon kvarkszerkezetének elektromágneses letapogatása
: SLAC-MIT kísérlet Stanfordban J.L.Friedman, H.W. Kendall, R.E. Taylor Nobel díj 1990 : Elektron-pozitron szétsugárzási kísérletek (SLAC, DESY) álló foton keltése, amely kvark-antikvark párrá esik szét – új kvarkfajták felfedezése B.Richter, S.S.C. Ting Nobel díj 1976 : Egységes elektromágneses és gyenge erőtér kvantumainak, „nehéz fotonoknak” felfedezése (W,Z) C. Rubbia, S. van der Meer Nobel díj 1984

30 kvarkszerkezet Elektronok fotonnal tapogatják le a kvarkszerkezetet
Álló foton (vagy Z0) bomlása kvarkpárba B. Richter

31 elektromágneses makroszkopikus kvantumvilág
Einstein, Rosen, Podolsky 1935, Schrödinger 1935 John Bell, 1964 A kvantumrészecskék tökéletesen elveszítik egyéniségüket önazonosságukat 1982: A. Aspect Ca gerjesztett állapotának kaszkádbomlásában keletkező két foton korrelációja sérti a klasszikus (rejtett paraméteres) valószínűségi várakozást 1995: P. Kwiat, M. Reck BBO nem-lineáris kristályban kettéhasadó foton „leányainak” lefényképezése és összefonódásuk bizonyítása 1998: A. Zeilinger és munkatársai: kvantum összefonódás fennmaradása 400 m (Innsbruck campus)

32 elektromágneses makroszkopikus kvantumvilág
2003: Genf- Bernex-Bellevue üvegszálas továbbítás összefonódás fenntartása 10 km távolságon 2005: Zeilinger intézet szabad levegőben Bécs belvárosa felett (éjjel) 7,5 km eleje: Zeilinger intézet „téli vakáció” Tenerifén: 144 km szabad levegőben (és eredményes kvantumkód-kiosztás) Technológiai alkalmazás kulcsa a kvantumkoherencia fenntarthatósága: kvantumszámítás, kvantumtitkosítás

33 Kísérletek ikerfotonokkal
J. Bell Kísérletek ikerfotonokkal A. Aspect A. Zeilinger

34 Tartsuk az elektromágneses sugárzást a fizikaoktatás középpontjában!
1962: J.D. Jackson tankönyve Klasszikus elektrodinamika 1. kiadás 2004: magyar kiadás a évi angol kiadás alapján

35 Tanári ankét Debrecen 1994