Ilya Frank
Főnév
Ilya Frank (tsz. Ilya Franks)
- (informatika) Ilja Frank (oroszul: Илья Михайлович Франк) 1908. október 23-án született a cári Oroszországban, Szentpéterváron (akkor: Petrográd), és 1990. június 22-én hunyt el Moszkvában. Szovjet elméleti fizikus volt, aki elsősorban a Cserenkov-sugárzás elméleti magyarázatáért ismert. E munkájáért Pavel Cserenkov és Igor Tamm társaságában Nobel-díjat kapott 1958-ban a fizika területén. Az ő neve máig összeforrt a relativisztikus részecskefizikával, a magfizikával és a sugárzások detektálásával.
Család és gyerekkor
Ilja Frank értelmiségi zsidó–orosz családban született. Apja, Mihail Frank, matematikus volt, míg anyja klasszikafilológus. Testvére, Gleb Frank neves biofizikus lett. A család kulturális és tudományos szempontból rendkívül ösztönző környezetet biztosított számára. Tanulmányait Moszkvában kezdte, majd a híres Moszkvai Állami Egyetemen (MGU) szerzett diplomát fizikából 1930-ban.
Tudományos pályája: kezdetek
A diploma megszerzése után Ilja Frank a Szovjet Tudományos Akadémia Létező Sugárzási Laboratóriumában (később: Lebegyev Fizikai Intézet) dolgozott, ahol olyan kiváló tudósok munkatársa lett, mint Sergej Vavilov és Igor Tamm. A labor főként az optika, atomfizika és elektromágneses sugárzások területén kutatott, különösen nagy hangsúlyt fektetve a foton- és részecskeinterakciókra.
A Cserenkov-sugárzás és Nobel-díjhoz vezető munka
A felfedezés előzménye:
Pavel Cserenkov 1934-ben végzett kísérletei során észrevette, hogy bizonyos anyagokban gyorsan mozgó töltött részecskék (pl. elektronok) kékes fényt bocsátanak ki – ezt az effektust később róla nevezték el Cserenkov-sugárzásnak.
Ez a fény olyan részecskék esetén jelent meg, amelyek a fénysebességnél gyorsabban mozogtak az adott közegben (pl. vízben, üvegben). Fontos megjegyezni, hogy nem a vákuumbeli fénysebességet lépik túl, hanem a közegben érvényes lassabb fényterjedési sebességet.
A probléma:
Bár Cserenkov megfigyelte a jelenséget, annak elméleti értelmezése hiányzott. Miért és hogyan keletkezik ez a fény?
Az elméleti áttörés:
1937-ben Ilja Frank és Igor Tamm közösen megalkották a Cserenkov-sugárzás klasszikus elektrodinamikai leírását.
A fő pontok:
- A gyorsan haladó részecske zavarja a közeg elektromos mezőjét, és koherens fényhullámokat hoz létre
- A sugárzás akkor jön létre, ha a részecske sebessége meghaladja a közegben érvényes fénysebességet
- A sugárzás egy kúp alakú frontként terjed – hasonlóan a hangrobbanáshoz a levegőben (Mach-kúp)
- A szög, amelyben a sugárzás megjelenik, függ a részecske sebességétől és a közeg törésmutatójától
Ez az elméleti leírás később alappillére lett a részecskefizikai detektálásnak, hiszen a Cserenkov-effektusra épülnek a Cserenkov-detektorok is.
Nobel-díj:
A hármas – Cserenkov (megfigyelés), Frank és Tamm (elmélet) – 1958-ban közösen kapta meg a fizikai Nobel-díjat:
„a Cserenkov-sugárzás felfedezéséért és értelmezéséért.”
Ez volt a második szovjet Nobel-díj fizikában (az elsőt 1956-ban kapta Csebisev–Baszov–Prohorov a maser/lézer elvért).
További kutatási területek
Ilja Frank a Nobel-díj után is aktív kutató maradt, és több területen is jelentős eredményeket ért el:
Neutronfizika:
- A lassú neutronok fizikája és az azokkal való kölcsönhatás lett egyik fő kutatási iránya
- Alapítója lett a neutronoptika szovjet iskolájának
- Vizsgálta a neutronok szóródását, interferenciáját, koherenciáját
Részecske-detektorok:
- Közreműködött új típusú Cserenkov- és szcintillációs detektorok fejlesztésében
- Munkája segített a későbbi nagy energiájú gyorsítós kísérletekben is
Asztrofizika:
- A Cserenkov-sugárzás elve alapján részt vett olyan műszerek fejlesztésében, melyek kozmikus sugarakat és γ-sugárzást detektáltak
Tudományszervezés és oktatás
Frank nagy szerepet vállalt a szovjet tudománypolitika és oktatás alakításában:
- 1944-től a Szovjet Tudományos Akadémia tagja
- Alapító igazgatója lett a Neutronfizikai Laboratóriumnak Dubnában, a JINR (Joint Institute for Nuclear Research) részeként
- Részt vett a Moszkvai Állami Egyetem fizika karának oktatási reformjában
- Több évtizeden át mentorált fiatal kutatókat, köztük számos későbbi akadémikust
Elismerések
A Nobel-díjon kívül Ilja Frank számos magas szintű kitüntetést kapott:
- Sztálin-díj (1946, 1953)
- Lenin-rend
- Munka Vörös Zászló Érdemrend
- Hősies Munka Érdemrendje
- A Szovjetunió Állami Díja
- Külföldi akadémiák tiszteletbeli tagja (pl. Francia Akadémia, NDK Akadémia)
Személyisége és világnézete
Franket kollégái szerény, csendes, elmélyült tudósként ismerték, aki kerülte a politikát, de elkötelezett híve volt a tudományos objektivitásnak és az oktatás minőségének. Bár nem volt nyílt politikai aktivista, gyakran kiállt a tudomány függetlensége mellett a szovjet bürokráciával szemben.
Halála és öröksége
Ilja Frank 1990-ben hunyt el Moszkvában, 81 évesen. Halálakor a szovjet tudományos közösség méltatta életművét, mint a szovjet fizika egyik oszlopa, aki kísérleti és elméleti munkával egyaránt hozzájárult a 20. századi fizika fejlődéséhez.
Nevét ma őrzi:
- Frank–Tamm-formula: a Cserenkov-sugárzás kvantitatív leírása
- Frank Neutron Laboratory (JINR, Dubna)
- Tudományos díjak, emlékkonferenciák Oroszországban
- A Cserenkov-detektorok működési elve – amely nélkülözhetetlen a részecskefizikában
Összegzés
Ilja Frank neve örökre összeforrt a Cserenkov-sugárzás értelmezésével, amely alapvetően változtatta meg az elektromágneses kölcsönhatásokról alkotott elképzeléseinket. Munkássága egyszerre volt mélyen elméleti és mérnöki szempontból alkalmazható. A kvantumelektrodinamika kísérleti megalapozásához, a magfizika fejlődéséhez és a kozmikus sugárzások detektálásához is hozzájárult.
Frank példája azt mutatja, hogy tudományos precizitással, elméleti mélységgel és mérnöki látásmóddal a természet rejtett törvényei feltárhatók – akár egy kékesen világító sugárzásban is.
- Ilya Frank - Szótár.net (en-hu)
- Ilya Frank - Sztaki (en-hu)
- Ilya Frank - Merriam–Webster
- Ilya Frank - Cambridge
- Ilya Frank - WordNet
- Ilya Frank - Яндекс (en-ru)
- Ilya Frank - Google (en-hu)
- Ilya Frank - Wikidata
- Ilya Frank - Wikipédia (angol)
