deň, ktorý je dňom výročia smrti Alfreda Nobela (zomrel v roku 1896), sa totiž udeľujú Nobelove ceny za fyziku, chémiu, medicínu alebo fyziológiu, ekonómiu a za mier. Možno pripomenúť, že cena za ekonómiu sa udeľuje až od roku 1968, pričom ide vlastne o "nepravú" Nobelovu cenu, pretože jej úplný správny názov je Cena Švédskej banky v ekonomických vedách na pamiatku Alfreda Nobela. Všetci laureáti Nobelovej ceny dostanú okrem finančnej odmeny unikátny rukou písaný diplom originálneho dizajnu (žiadne dva diplomy nie sú rovnaké) a medailu s priemerom 66 mm a hmotnosťou asi 200 g. Táto medaila sa do roku 1980 zhotovovala z 23-karátového zlata, odvtedy sa vyrába z 18-karátového zlata, na ktorom je povlak z čistého zlata. Nobelovu cenu môžu v každej kategórii dostať maximálne traja kandidáti.Cenu založil švédsky chemik, vynálezca a filantrop Alfred Bernhard Novbel, ktorý získal značné bohatstvo z licenčných poplatkov za výrobu dynamitu a z výhodných investícií do ropných polí v Kaspickom mori. Nobel vo svojom závete odkázal 9,2 milióna dolárov na založenie ceny pre tých výnimočných jedincov, ktorí vo vyššie uvedených oblastiach najvic prospeli ľudstvu. Na tejto strane sa postupne budeme venovať tým prácam a objavom vo fyzike, chémii, medicíne či fyziológii a ekonómii, za ktoré boli udelené tohtoročné Nobelove ceny. A začneme fyzikou.
Kráľovská švédska akadémia vied udelila Nobelovu cenu za fyziku za rok 2002 za pionierske práce, súvisiace s objavmi a detekciou kozmických častíc a kozmickej radiácie, pričom tieto práce viedli k vzniku dvoch nových oblastí výskumu - neutrínovej astronómie a röntgenovej astronómie. Jednu polovicu tohtoročnej Nobelovej ceny dostali spolu Raymond Davis Jr. a Masatoshi Koshiba, a to "za pionierske príspevky k astrofyzike, najmä za detekciu kozmických neutrín", druhú polovicu dostal Riccardo Giacconi, a to "za pionierske príspevky k astrofyzike, ktoré viedli k objavu kozmických zdrojov röntgenového žiarenia".
Vysvetlime teraz, "o čom" je prvá časť tohtoročnej ceny za fyziku.Na úvod možno spomenúť, že objav neutrína patrí bezpochyby k jednej najsvetlejších stránok fyziky minulého soročia. Objekty jestvujúce v prírode, a to aj tie na subatómovej úrovni, sa spravidla najprv pozorujú experimentálne a až potom sa stávajú predmetom teoretického štúdia. Pravda, stáva sa, že teoretické predpovede predbehnú experiment - ten však napokon musí potvrdiť správnosť predpovede. Takouto teoreticky predpovedanou časticou je aj neutríno. Túto časticu si totiž v roku 1930 "vymyslel" svetoznámy fyzik Wolfgang Pauli, pretože len pomocou takejto zatiaľ myslenej častice dokázal objasniť zvláštny charakter tzv. beta-rozpadu. Podľa pôvodnej interpretácie sa pri tomto rozpade neutrón zmení na protón a elektrón - takáto interpetácia spektier beta-rozpadu sa však ukázala byť v rozpore so zákonom zachovania energie. Práve Pauli vyslovil hypotézu, že beta-rozpad nie je dvojčasticovým, ale trojčasticovým procesom, pri ktorom sa z rádioaktívneho jadra emituje okrem elektrónu ďalšia častica, odnášajúca prebytočnú energiu. Túto hypotézu sformuloval Pauli v súkromnom liste, ktorý zaslal skupine špecialistov, prítomných na konferencii o rádioaktivite v Tübingene. Prvá informácia o novej častici - neutríne - bola prednesená v roku 1933 na Solvayovskom kongrese. Možno spomenúť, že pomenovanie neutríno navrhol slávny taliansky fyzik Enrico Fermi, ktorý pracoval aj na vývoji prvej americkej atómovej bomby. Neutrón je elektricky neutrálna častica s hmotnosťou podstatne menšou ako hmotnosť elektrónu, pričom jeho najzaujímavejšou vlastnoťou je to, že len veľmi slabo interaguje s hmotou. To ale znamená, že táto častica je veľmi ťažko "polapiteľná". Skutočne to trvalo celé štvrť storočie, kým sa po Pauliho teoretickej predpovedi podarilo experimentálne preukázať existenciu neutrín. Mysteriózne neutríno dlho odolávalo objaveniu aj napriek tomu, že naša planéta je neustále bombardovaná obrovským tokom týchto častíc. Neutrína totiž vznikajú pri jadrovej fúzii, ktorá je základným zdrojom energie Slnka a pri ktorej sa vodík pretvára na hélium. Skutočnosť je taká, že každú sekundu prelietavajú cez naše telo tisícky miliárd solárnych (zo Slnka pochádzajúcich) neutrín bez toho, aby sme si to akokoľvek "všimli". Neutrína natoľko nerady interagujú s hmotou, že naša planéta "zastaví" len jedno z 1 000 miliárd cez ňu prúdiacich neutrín. Prvý priamy experimentálny dôkaz existencie neutrína poskytli v rokoch 1953 - 1956 F.Reines a C.L.Cowan z Los Alamos, ktorí na svoj experiment použili jadrový reaktor atómovej elektrárne Savannah River, produkujúci intenzívny tok neutrín. Reakcie na Slnku však produkujú najmä neutrína s veľmi nízkou energiou, ktoré je preto mimoriadne ťažké detegovať. A predsa sa koncom 50. rokov našiel jeden vedec, ktorý si zaumienil, že preukáže existenciu solárnych neutrín - tým vedcom je práve tohtoročný nositeľ Nobelovej ceny Raymond Davis Jr. Davis využil myšlienku talianskeho fyzika Bruna Pontecorva, podľa ktorého by molo možné detegovať vysokoenergetické neutrína (produkované zriedkavou reakciou na Slnku) po ich reakcii s jadrom chlóru, pričom vznikne jadro argónu a elektrón. V 60. rokoch Davis umiestnil nádrž, naplnenú 615 tonami tetrachlóretylénu (bežná čistiaca kvapalina), do jednej zlatej bane v americkom štáte South Dakota. Davis vyrátal, že každý mesiac by malo s chlórom reagovať približne 20 neutrín, čiže by malo vzniknúť 20 argónových atómov. Pionierskym činom Davisa bol najmä vývoj metódy na extrakciu týchto atómov a ich spočítanie. Davis nechal cez chlórovú kvapalinu prebublávať plynné hélium, pričom atómy argónu sa samy na toto hélium zachytávali. Experiment pokračoval do roku 1994, pričom sa extrahovalo 2 000 argónových atómov (čiže v nádrži sa zachytilo toľko neutrín). Tento počet bol však nižší než sa predpokladalo, čo sa pripísalo tomu, že ešte nerozumieme dobre procesom, prebiehajúcim na Slnku. V dobe konania Davisovho experimentu skonštruoval japonský fyzik Masatoshi Koshiba ďalší detektor, ktorý dostal názov Kamiokande. Tento detektor p
Ako sme už uviedli, druhá časť tohtoročnej ceny za fyziku bola udelená za objav kozmických zdrojov röntgenového žiarenia. Wilhelm Röntgen síce objavil po ňom pomenované žiarenie už v roku 1895, ale trvalo vyše pol storočia, kým tento typ žiarenia začali študovať aj astronómovia. Príčina spočíva v tom, že toto žiarenie, ktoré tak ľahko prechádza ľudskými tkanivami a inými tuhými látkami, je temer úplne absorbované hrubou vrstvou zemskej atmosféry. Röntgenové žiarenie mimozemského pôvodu bolo poprvý raz zaregistrované v roku 1949, a to prístrojmi, ktoré na raketu umiestnil Američan H.Friedman so svojimi kolegami. V roku 1959 vtedy 28-ročný Riccardo Giacconi vypracoval princípy konštrukcie röntgenového teleskopu. Giacconi a jeho skupina umiestnili detektor röntgenového žiarenia na raketu Aerobee, ktorá bola vypustená 18. júna 1962. Cieľom experimentu bolo najmä zistiť, či mesačný povrch emituje röntgenové žiarenie pod vplyvom žiarenia zo Slnka. Žiadna takáto emisia nebola zistená, ale bol objavený prekvapujúco silný zdroj röntgenového žiarenia, ktorého poloha nekoincidovala so žiadnym objektom v slnečnej sústave - išlo teda o veľmi vzdialený zdroj. Pretože sa tento zdroj nachádzal v súhvezdí Škorpióna, bol pomenovaný Sco X-1. Prístroje tiež odhalili slabé röntgenové žiarenie vesmírneho "pozadia", šíriace sa rovnomerne zo všetkých smerov. Tieto nečakané objavy boli podnetom na rozvoj röntgenovej astronómie. Pretože na raketách umiestnené detektory umožňovali len krátkodobé pozorovania, inicioval Giacconi konštrukciu družice s detektorom röntgenového žiarenia. Táto družica bola vypustená v roku 1970 zo základne v Keni a dostala názov UHURU ( to v svahilštine znamená "sloboda"). Detektory na tejto družici boli desaťnásobne citlivejšie ako tie na raketách a družica za týždeň poskytla toľko údajov ako všetky dovtedajšie experimenty. Stále však nebol k dispozícii röntgenový teleskop s vysokou rozlišovacou schopnosťou, ktorý by poskytoval ostré obrazy. Giacconi do rku 1978 skonštruoval takýto teleskop, ktorý bol pomenovaný Einsteinov röntgenové observatórium a ktorý bol schopný zachytiť milión ráz slabšie zdroje než bol zdroj Sco X-1. Pomocou tohto teleskopu sa vykonalo mnoho objavov. Podrobne boli preštudované mnohé röntgenové dvojhviezdy, po prvý raz sa študovali normálne hviezdy v röntgenovej oblasti a boli objavené röntgenové hviezdy vo vzdialených galaxiách. Röntgenové žiarenie z plynu medzi galaxiami umožnilo vedcom urobiť isté závery o tzv. tmavej hmote vo vesmíre. V roku 1976 inicioval Giacconi konštrukciu ešte dokonalejšieho a väčšieho vesmírneho röntgenového observatória. Toto observatórium bolo vypustené v roku 1999 a dostalo názov Chandra (po indickom astrofyzikovi a nositeľovi Nobelovej ceny Subrahmanyanovi Chandrasekharovi). Observatórium Chandra poskytuje mimoriadne brilantné snímky vesmírnych telies v röntgenovej oblasti. Vďaka pionierom röntgenovej astronómie, najmä vďaka tohtoročnému nositeľovi Nobelovej ceny Riccardovi Giacconimu, sa náš obraz o vesmíre rapídne zmenil. Zatiaľ čo pred 50 rokmi sa zdalo, že vesmír je viac či menej v rovnováhe a zmeny v ňom prebiehajú pomaly, dnes vďaka röntgenovej astronómii vieme, že na scéne vesmíru sa odohrávajú extrémne rýchle procesy, pri ktorých sa uvoľňujú obrovské množstvá energie.
A nakoniec ešte niekoľko slov o tohtoročných laureátoch Nobelovej ceny za fyziku. 87-ročný Američan Raymond Davis Jr. je emeritným profesorom na katedre fyziky a astronómie Pennsylvánskej univerzity vo Filadelfii, 76-ročný Japonec Masatoshi Koshiba je emeritným profesorom v medzinárodnom centre fyziky elementárnych častíc na Tókijskej univerzite, 71-ročný Američan Riccardo Giacconi je prezidentom Associated Universities vo Washingtone. Tohtoročná cena za fyziku je dotovaná sumou 10 miliónov švédskych korún - Davis a Koshiba si rozdelia polovicu tejto sumy, Giacconi dostane druhú polovicu.
Najdôležitejšie správy z východu Slovenska čítajte na Korzar.sme.sk.
