Elhunyt a napfizika atyja, Teller Ede legfőbb ellenfele

Bethe részt vett az atombomba kifejlesztésében, s Nobel-díjat kapott napfizikai elméletéért, amellyel azonos értékű teóriát dolgozott ki Carl Friedrich von Weizsäcker, ám az utóbbi nem részesült hasonló elismerésben. Bethe számos ellenfelet gyűjtött nyolc évtizedes tudományos és politikai pályafutása alatt, ő elsősorban mérsékelt hangvételével váltotta ki a héják, a fegyverkezéspártiak haragját.

Büszke volt arra, hogy Teller az ellenfele

A New York Times azzal búcsúztatja Bethét, hogy ő volt a liberális ellenpontja az amerikai tudományos életben a konzervatív héjának, Teller Edének. (A hidrogénbomba atyja, Teller is nemrégiben, 2003-ban hunyt el. Életükben Bethe igen büszke volt arra, hogy Teller ellenfelének mondhatta magát.) Teller ugyanis a hidegháborús fegyverkezés egyik legfőbb szószólója volt, s bár Bethe is részt vett az atombomba kifejlesztésében, ő a második világháború után a fegyverkezés eszkalációja ellen lépett fel. Bethe ezzel hasonló álláspontot képviselt, mint az a Carl Friedrich von Weizsäcker, aki vele egyidőben, de Németországban jutott a napfizika alapvető téziseinek kidolgozásáig. Egymástól függetlenül kidolgozott elméletüket egyébként Weizsäcker-Bethe-ciklusnak nevezik. A Weizsäcker családról és Carl Friedrichről bővebben ebben a cikkünkben olvashatnak.

Ám 1967-ben csak Bethe kapott Nobel-díjat. Ennek okát nem lehet tudni, de az bizonyos, hogy míg a fasizmus elől Bethe Amerikába menekült Németországból, s a szövetségesek tengerentúli atomkutatásaiban vett részt, addig Weizsäcker Németországban maradt, és ott professzori állást kapott a második világháború alatt. Sőt, Weizsäcker részt vett az egyébként sikertelen német atombomba-fejlesztésben is. Bár a német tudósok egyesek szerint szabotálták a bombagyártást, s ezért nem tudták megépíteni a nácik a „csodafegyvert”, az utóbbi időben egyesek megkérdőjelezik ezt. Teller Ede – aki hosszú időt töltött a két világháború között Németországban – visszaemlékezéseiben Weizsäckerről azt állította, hogy a nácik felé hajlott a harmincas években. A német atombomba-programról nemrégiben számoltunk be a National Geographic Online-on.

70 év a Cornell Egyetemen

Visszatérve Bethére, halálát a Cornell University jelentette be, ahol a tudós 70 évig dolgozott és tanított. A második világháború éveit leszámítva, amikor Los Alamosban dolgozott az atombombán, Bethe életének döntő részét a New York állambeli Ithacában töltötte. (Ez a keleti parti városka adott otthont az írók közül Kurt Vonnegutnak és egy ideig Vladimir Nabokovnak is.)

Bethe a fizika és asztrofizika egyik legnagyobb szakértője volt az USA-ban, és ismereteit nemcsak a tudományban hasznosította. Amikor liberálisabb irányzatok uralták az amerikai politikát, őt is szakértőként alkalmazta a szövetségi kormányzat. Bethe a második világháború alatt Los Alamosban azt az elméleti kutatócsoportot vezette, amelyik az atombombát tervezte. Oppenheimer, az egész bombafejlesztés legfőbb tudományos felelőse éppen Bethét választotta ki az elsők között a munkára. Később viszont az újabb nukleáris fegyverek kifejlesztése ellen lépett fel. Ebben a törekvésében sokat támogatta felesége, Rose is.

A harmincas évek sztárfizikusa

Dr. Bethe a harmincas években hagyta el Európát, és Amerikába érkezve hamarosan a tudományos világ egyik sztárja lett. A kvantummechanika és a relativitáselmélet több területén is alapvető jelentőségű felfedezéseket tett, s munkáját még az 1990-es években is folytatta, még ekkor is új ötletekkel állt elő, ami minden kollégáját lenyűgözte. Legnagyobb sikerét azonban egy 1938-as tanulmánnyal aratta: ekkor adta elő téziseit a csillagok energiatermeléséről, arról, hogy miként működik a mi Napunk. Szerinte a hidrogénatomok egyesülnek a csillagokban héliummá, ez termeli a hallatlan mennyiségű energiát.

Hidrogén atomok deutériummá és majd héliummá alakulnak

A fúzió révén energia, illetve fény is keletkezik. A fúzió azért termel energiát, mert az egyesülő négy hidrogén atom tömege nagyobb, mint a keletkező hélium-4-é, a tömegveszteség pedig – Einstein híres E=mc2 képlete alapján, ahol „E” az energiát, „m” pedig a tömeget jelenti – energiává alakul át. Egyébként a fúzió nem egyszerűen négy hidrogén atom egyszerű ütközéséből jön létre, hanem előbb deutériummá – egy protonból és neutronból álló atommaggal rendelkező hidrogén-izotóppá -, majd Hélium-3 izotóppá alakulnak a hidrogének. Ezután két Hélium-3 ütközéséből jön létre az „igazi” hélium, vagyis a Hélium-4, valamint felszabul két hidrogén atom. Mindezen lépések közben sorozatosan energia is felszabadul, ami többek között fénykibocsátással is jár.

Két Hélium-3 Hélium-4-et és két hidrogént hoz létre

A nukleáris asztrofizika atyja

Ezzel a tanulmányával Bethe a nukleáris asztrofizika atyjává avanzsált (legalábbis Amerikában), s harminc évvel később, 1967-ben ezért az elméletéért kapta meg a fizikai Nobel-díjat is. Sajátos, hogy Bethe, aki a fúziós energia napbéli termelődését felfedezte, hosszú éveken, évtizedeken át Teller Ede legfőbb politikai és tudományos ellenfele volt. Teller ugyanis a fúziós energiát, négy hidrogénatom héliummá egyesítését bombagyártásra akarta felhasználni, míg Bethe inkább tudományos eredménynek tartotta felfedezését. Bethe pályafutása során több 300 tudományos és műszaki tanulmányt közölt, s nagyon sok ezek közül még ma is titkosnak minősül.

A Nobel-díjas Bethe egy 1997-es interjúban azt állította, hogy nem bánta meg a részvételét az atombomba kifejlesztésében. Akkoriban ugyanis a nácikkal való versenyfutás miatt létfontosságú volt a fegyverkezés. Később viszont amellett kardoskodott, hogy az USA hagyjon fel az atomfegyverek kifejlesztésével. Ugyanakkor Bethe az atomenergia békés felhasználását élete végéig támogatta.

A The New York Times megemlíti, hogy a nukleáris éra megteremtői közül Bethe élt a legtovább: túlélte Tellert, Oppenheimert és Enrico Fermit is. Ehhez hozzátehetjük, hogy a többi Amerikába menekült magyar tudósnál is tovább élt Bethe, akik szintén részt vettek az atomkutatásokban. Így Neumann János, Szilárd Leó és Wigner Jenő sincs már közöttünk.

Bethe pályafutása – kezdetben tiltották a matematikától

Hans Albrecht Bethe 1906. július 2-án született Strassburgban, amely akkor Elzász-Lotaringia részeként Németországhoz tartozott. Apja protestáns egyetemi tanár volt, édesanyja zsidó származású. Bár kiváló matematikai képességei korán megmutatkoztak, apja eltiltotta a matematikától, így titokban kellett a trigonometriai és számelméleti tankönyveket böngésznie a kis Hansnak. Később a család Frankfurtba költözött, ahol édesapja alapította meg az ottani egyetem fiziológiai fakultását. Hans eközben gimnáziumba járt, ahol görögöt és latint tanult, illetve angolt és franciát. Kimagasló eredményeket viszont matematikából és fizikából ért el. Édesapja közben liberális demokrataként aktivizálta magát a politikai életben. Hans később a müncheni egyetemre került, ahol a híres professzor, Arnold Sommerfeld irányítása alatt tanult.

1928-ban doktorált Bethe, aki az egyetemet summa cum laude minősítéssel fejezte be, s már ekkor több értékes tanulmányt írt a kvantummechanikáról. Később a stuttgarti egyetemre kerül, majd változatos előadói pályafutás után 1933-ban elmenekült a náci rezsim elől. Két évet Angliában tanított, majd az amerikai Cornell Egyetemre jutott el, ahol további pályafutása döntő részét töltötte. A Duke Egyetemen találkozott (újra) Bethe Rose Ewalddal, aki szintén Németországból menekült el. Ez az 1937-es találkozásuk döntő jelentőségű volt: házasságukat 1939 szeptemberében tartották meg. Az esküvőn kevesen vettek részt, de köztük volt Teller Ede is, akivel Bethe ekkor még szoros barátságban volt. Teller és Bethe már 1938-ban tanácskozni kezdtek az atombomba lehetőségéről, miután a németek felfedezték a maghasadást.

Oppenheimer

Los Alamos, Feynman és a magyarok

Mielőtt azonban az atombomba kifejlesztésébe kezdtek volna, Bethe részt vett a radar tökéletesítésében a híres műszaki egyetemen, a Massachusetts Institute of Technology-n (M.I.T.) 1943-ban az elméleti részleg első igazgatójává nevezték ki Bethét Los Alamosban, az atombomba-programban. Bethét Oppenheimer kérte fel a posztra. Itt aztán sok későbbi híres tudóssal került összeütközésbe Bethe. Heves vitákat folytatott például egy akkor még ismeretlen fiatalemberrel, Richard Feynmannal, aki később szintén Nobel-díjat kapott.

Feynman a számítási csoportot vezette Bethe irányítása alatt. E csoport munkáját segítette időnként Neumann János, aki Los Alamos és a többi kutatóközpont között ingázott ezekben az években. Mindazonáltal Feynman már ekkor megutálta Teller Edét, de nem tudományos és politikai okokból, mint később Bethe, hanem azért, mert a vékony falak és a nagy áthallás ellenére Teller éjjel háromkor is Mozartot zongorázott, Feynman pedig a szomszédos szobában lakott.

Mint azt Marx György fantasztikus könyvében, A marslakók érkezésében írta, a Feynman – és így közvetve Bethe – által irányított számítási csoportban dolgozott például a második világháború alatt Kemény János, aki a Basic programozási nyelvet alkotta meg utóbb, illetve létrehozta az első internetes hálózatot 1964-ben. Ugyancsak magyar emigránsként vett részt a kutatásban Lax Péter, aki később Wolf-díjat kapott, ami az egyik legnagyobb matematikai elismerés.

Feynman és a Cornell

Feynmant egyébként a háború után Bethe hívta a Cornellre, mert felismerte benne a géniuszt. Vagyis a viták ellenére is segíteni próbálta munkatársait. Feynman itt, a Cornellen fejlesztette ki a kvantumelektrodinamika főbb téziseit.

Ehhez hozzátehetjük, hogy Feynman visszaemlékezései szerint nem töltött sok hasznos időt az egyetemen, de amikor a menzán unatkozva látott egy vékony pálcán pörgő és imbolygó tányért, akkor észrevette, hogy a tányéron lévő folt más sebességgel forog, mint maga az imbolygás, vagyis a tányér hullámzó mozgása. Ez volt a kvantumelektrodinamika egyik alapötletének a forrása… (Ez a fizikai részterület az elemi részecskék mozgásával, hullámmozgásával foglalkozik, nagy segítséget jelentett tehát a modellezésben a pálcán imbolygó, hullámzó tányér.)

Teller Ede

Bethe félévszázados harca Tellerrel

A háború után Bethe szembekerült régi barátjával, Teller Edével. Míg Bethe Oppenheimer mellett tanúskodott a kommunistaüldözés amerikai „boszorkánypereiben”, pontosabban azokon a kongresszusi meghallgatásokon, amelyeket McCarthy szenátor vezetett, s amelyek az úgynevezett Amerika-ellenes tevékenységet vizsgálták. Teller ezzel szemben gyakorlatilag beárulta Oppenheimert, és azt a benyomást keltette, mintha a Los Alamos-i program titkait Oppenheimer, a legfőbb tudományos vezető adta volna ki a szovjeteknek.

Tellert előzőleg Bethe és felesége, Rose győzködte arról, hogy ne valljon Oppenheimerre – tették ezt sikertelenül. Miután Teller elárulta Oppenheimert, Bethe hosszú cikket közölt, amelyben éppen Tellert vádolta azzal, hogy rossz számításokkal akadályozta a szuperbomba kifejlesztését. Teller különböző matematikai és számítási hibákat vétett Bethe szerint. Az 1954-es cikket azonnal titkosították, mert az az amerikai politika kedvencére, Tellerre nézve dehonesztáló volt. Csak harminc év múlva oldották fel az írás zárolását.

Ballisztikus rakéták – ebben Bethe is segített

Bethe ennek ellenére nem hagyott fel a tudományos kutatással, sőt a fegyverkezésben is segédkezett. Az olvadásról, a hő hatására bekövetkező folyamatokról szóló 1955-ös tanulmánya segítette az interkontinentális ballisztikus rakéták kifejlesztését. E rakéták ugyanis a légkörbe visszatérve iszonyú hőhatásnak vannak kitéve. Bethe kutatásai alapján tökéletesítették végül ezeket a fegyvereket.

Később az úgynevezett Atomcsend Egyezmény aláírásának előkészítésében vett részt Bethe, így a valaha volt leghatékonyabb leszerelési egyezmény, az 1963-as légköri nukleáris tesztek betiltását eredményező nemzetközi szerződés is részben az ő tevékenységét dicséri.

Átmeneti béke Tellerrel, majd jön a „csillagháborúskodás”

A hetvenes évek olajválsága idején Bethe és Teller rövid ideig vállvetve harcoltak a nukleáris energia civil hasznosításáért, ám később megint ellenségeskedésbe kezdtek. Teller volt Reagan elnök egyik fő tanácsadója az úgynevezett csillagháborús programban. Ez az új fegyverkezési versenyt megnyitó kezdeményezés kényszerítette végül térdre – részben – a Szovjetuniót, amely nem volt képes már a katonai-ipari komplexumának mozgósításával sem utolérni az amerikai hadiipart.

Teller a csillagháborús terv mellett ágált, a lézerfegyver kifejlesztését szorgalmazta, míg Bethe a projekt ellen foglalt állást. Érdekesség, hogy tulajdonképpen a nyolcvanas évek vitáját Bethe nyerte, mert Reagan végül felhagyott a rakétavédelmi lézerpajzs kifejlesztésével. Igaz, ekkor már a Szovjetunióban megbuktak a keményvonalasok, és Mihail Gorbacsov reformjai megkezdődtek. Ugyanakkor az amerikai kormányzat nemrégiben újrakezdte a Reagan idején megindult, de félbehagyott csillagháborús programot, amelyet Teller kezdeményezett többek között. Jelenleg tehát Bethe „állna vesztésre” kettejük félévszázados párharcában, amely Teller 2003-as haláláig tartott.