BAY ZOLTÁN LAJOS

BAY ZOLTÁN LAJOS

(1900 - 1992)

Bay Zoltán a XX. század világviszonylatban is meghatározó természettudósai és feltalálói közé tartozik. Középiskolai tanulmányait a híres debreceni református kollégiumban végezte. Tanárai - Jakucs István és Nyári Béla - ajánlásával került be a Pázmány Péter Tudományegyetemre (a mai Eötvös Loránd Tudományegyetem) és az Eötvös Kollégiumba. Érdeklődése már az egyetemi évei alatt az akkor "új fizikának" számító atomfizika felé fordult. Doktori disszertációját is ebben a témában készítette, a mágneses terek optikai jelenségeket befolyásoló hatását vizsgálta. Tudományos eredményei hamar kinőtték az atomfizikában akkor szűkös hazai kereteket, így munkáját Berlinben (először a Physikalisch-Technische Reichsanstaltban, majd az egyetem Fizikai-Kémiai Intézetében) folytatta. Az ifjú Bay Zoltán szempontjából nem volt közömbös, hogy Berlinben dolgozott sok, az akkori tudományos életben meghatározó természettudós (többek között Max Planck, Albert Einstein, Erwin Schrödinger, Max Laue).

Berlinből hazatérve Bay Szegeden tanított elméleti fizikát, és itt találkozott Szent-Györgyi Alberttel is, akivel később figyelemre méltó tudományos együttműködésben több cikket írt. 1936-ban Aschner Lipót, az Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt. vezérigazgatója hívta meg a társaság kutatólaboratóriumának vezetésére. Bay Zoltán elfogadta a meghívást, és itt dolgozott egészen 1948-ig. 1938-tól az Egyesült Izzó támogatásával a József Nádor Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen (ma Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem) alapított Atomfizika Tanszéken is dolgozott, ahol kollégája volt Simonyi Károly és Papp György.

Bay Zoltán a II. világháború után a kedvezőtlenül alakuló társadalmi viszonyok hatására kivándorolt az Amerikai Egyesült Államokba. Amerikában először a George Washington Egyetem kutatóprofesszoraként, majd a National Bureau of Standards atomfizikai osztályának vezetőjeként dolgozott. Nyugdíjba vonulása után az American University kutatóprofesszora volt.

Kiemelkedően gazdag tudományos és feltalálói munkájából itt most csak néhány érdekesebb példa bemutatására szorítkozunk. Az egyik legismertebb, Bay Zoltán nevéhez fűződő eredmény a híres Hold-radar kísérlet, melyet 1946 januárjában hajtottak végre, lényegében egy időben az amerikai J. H. De Witt kutatócsoportjával. A kísérlet lényege az volt, hogy a Földről a Holdra küldött radarjelek visszaverődését érzékeljék; jelentősége: ez volt az első alkalom, hogy az ember "elért" egy Földön kívüli objektumot, maga a kísérleti technika pedig hamar a radarcsillagászat - a csillagászat új ága - alapjává nőtte ki magát. A kísérlet tudományos jelentősége szempontjából meg kell még említenünk, hogy a radarcsillagászat igen fontos szerepet játszott Albert Einstein általános relativitáselméletének - a modern fizika egyik sarokkövének - igazolásában.

A mikrohullámú kísérletek akkoriban katonai kísérletek voltak, és akkor kezdődtek, amikor Magyarország belépett a II világháborúba. A kísérletekkel és a fejlesztéssel az Egyesült Izzót bízták meg. A kísérletek két területen folytak: egyrészt a mikrohullámú kommunikáció (ezen a területen 100 km-es hatótávolságig jutottak), másrészt pedig a katonai radarok területén. A radarkísérletekben 1943-ra odáig jutottak, hogy a Dunán közlekedő uszályokat 16 km-es távolságból tudták észlelni, a háború végére pedig olyan radart telepítettek a János-hegyre, mely Székesfehérvár térségéből kimutatta az ellenséges repülőket.

A katonai kutatások 1944-re lényegében minden érdemi kérdésre választ adtak, így a kutatócsoport vezetője, Bay Zoltán újabb kihívásokat keresett. A Hold "meglokátorozása" jó - bár elsőre reménytelen - ötletnek tűnt. A Holdról visszaverődő radarjel intenzitása az előzetes becslések alapján túl kicsi volt ahhoz, hogy közvetlenül mérhető legyen. A radar fejlesztése mellett szükség volt egy olyan jelfeldolgozási technikára is, amely sok megismételt kísérlet jeleinek az összegzését lehetővé téve kiemelte a radarvisszhangból származó hasznos jelet a háttérzajból. Ezt Bay csoportja igen szellemesen, hidrogén-coulombméterekkel oldotta meg. Ez az eszköz lényegében egyszerű vízbontó készülékekhez hasonlatos, amely a mérni kívánt átfolyó töltésmennyiséggel arányos mennyiségű hidrogént fejlesztett. Ezzel a technikával a mérés kb. egyórás időtartama alatt megbízhatóan lehetett a jeleket tárolni, összegezni. A kísérlet néhány paraméterét az alábbi táblázat tartalmazza.

  
A kísérletet sajnos, jelentősen hátráltatta, hogy a háború vége felé többször meg kellett szakítani a munkát, a felszerelés egy része is tönkrement, vagy pedig elszállították. Így végül a sikeres kísérlet nem lett világelső, az amerikai De Witt-féle kutatócsoport néhány héttel előbb végzett el egy hasonló kísérletet.

A műszakilag és tudományosan is rendkívül érdekes Hold-radar kísérlet mellett Bay egyéb munkái, találmányai is a műszaki fejlődés mérföldköveinek számítanak. Az általa kifejlesztett elektronsokszorozó-csöveket még ma is igen sokoldalúan használják, például részecskeszámlálásra, de a múlt század első felében, amikor még félvezető eszközök nem léteztek, erősítő kapcsolásokban is alkalmazták, sőt ilyen tárgyú szabadalom is született (HU122669 lajstromszámú szabadalmi leírás, 1940). Érdekességként megemlítjük, hogy már Amerikában, a Neumann Jánossal való konzultációk alkalmával felmerült, hogy ezekkel az eszközökkel jelentősen lehetne növelni a Neumann-féle számítógép műveleti sebességét. Az ötlet jelentőségét jól illusztrálja az alábbi, Bay Zoltánnal készült interjúból idézett részlet:
"Éppen a gépek tökéletesítésén dolgozott [Neumann János], amikor New Yorkban találkoztunk, s megkérdezte tőlem: hallottam az elektronsokszorozó számlálódról, vajon lehetne-e segítségével a számítógépek műveleti sebességét gyorsítani? Megkértem, mondja el, pontosan mire gondol. Azt válaszolta: a számítógépem jelenleg egymillió műveletet végez másodpercenként, én azonban ezt a számot százmillióra szeretném emelni. Lehetséges ez?
Elvileg elképzelhető a másodpercenkénti egymilliárdos műveleti sebesség is, a gyakorlati megvalósításon azonban töprengenem kell - válaszoltam.
Később írtam neki és előadtam az ötletemet. Az akkori számítógépekben a számítási műveleteket az ún. billenő körök végezték, melyeket kis áramokkal billentettek át. Ehhez bizonyos időre volt szükség. Azt javasoltam Neumann-nak, billentsük át a kört elektronmultiplikátorokkal, ami sokkal gyorsabb folyamat, s ezután a körnek ne legyen más feladata, mint megtartani a pozícióját. János nagyon örült, s azt mondta: megértettem!" (Forrás: Staar Gyula: Megszállottak, Typotex, 1991. 84. oldal)

Nagyon érdekes még a HU107123 lajstromszámú, 1933-ban megjelent szabadalma, amely az "Eljárás és berendezés gázkisülési világítócsövek üzemben tartására" címet viseli. Ebben a leírásban egy tudományos cikk igényességével írja le, milyen módon lehet egy adott töltetű gázkisülési csövet többféle színű fény előállítására használni. Bay Zoltán előtt ismert volt, hogy a csöveket lényegesen megnövelt áramsűrűséggel gerjesztve elérhető, hogy a cső az alapszínétől eltérő színű fényt bocsásson ki. Természetesen nem kivitelezhető, hogy a normál üzemi paraméterekhez képest 1000-szeres vagy még nagyobb árammal tartósan gerjesszenek egy csövet, impulzusüzemben viszont könnyen megvalósítható, hogy a nagyobb áramsűrűségnek megfelelő színű fény keletkezzen elfogadható üzemi paraméterek (effektív áramerősség) mellett. Egy későbbi szabadalmában (HU108864, 1934) az ehhez szükséges áramimpulzusok előállításának lehetőségeit adja meg.

További kutatómunkájából mai szemmel talán a nagynyomású gázkisülési csövek terén elért fejlesztései tűnnek érdekesnek, hiszen ilyen lámpákat jelenleg is fejlesztenek különböző célokra (pl.: autólámpák).

Az eddigiekben leírt fejlesztői és feltalálói tevékenysége mellett Bay Zoltán tisztán természettudományos eredményei is jelentősek. Ide tartozik a már fentebb említett hozzájárulása az általános relativitáselmélet igazolásához és a radarcsillagászat megszületéséhez. Az általa megalkotott fotoelektron-sokszorozó gyorsaságának köszönhetően a foton-elektron ütközési kísérletekben és koincidenciamérésekben biztosított olyan pontosságot, amely nagyságrendekkel volt jobb a korábbi eredményeknél. Így például a fizikusok számára alapvető energia- és impulzus-megmaradási tételek nagy pontosságú igazolása is lehetővé vált. Szintén Bay nevéhez fűződik a méter ma használatos definíciója, amely a métert a másodperchez és a fény vákuumban mért sebességéhez köti. Ez a korábbiaknál pontosabb, ugyanakkor fizikai állandók segítségével adja meg a hosszúság alapegységét. Meg kell jegyezni, hogy a méternek ez az 1983-ban elfogadott definíciója igen jól összecseng a relativisztikus fizika téridő-koncepciójával, ahogyan a következő, Bay-tól származó megállapítás is: "Bevezethetjük tehát az egyesített tér-idő mértékrendszert, amelyben a métert és a másodpercet a fénysebességgel tesszük édestestvérekké." (Ma egy méternek mondjuk azt a távolságot, amennyit a fény 1/299792458 másodperc alatt tesz meg.)

Életművéért számos kitüntetésben részesült, az Edinburgh-i Egyetem 1978-ban a tudományok tiszteletbeli doktora címmel tüntette ki. 1981-ben a Magyar Tudományos Akadémia és az Eötvös Lorand Fizikai Társulat tiszteletbeli tagjává választotta, 1990-ben a Magyar Köztársaság Rubinokkal Ékesített Zászlórendje kitüntetést kapta meg. A magyar kormány által a 90-es évek elején alapított, alkalmazott kutatásokkal foglalkozó intézethálózat és alapítvány Bay Zoltán nevét viseli.

HU   108864 B12092 Berendezés gázkisülési világítócsövek színváltoztatására.
Bejelentés napja: 1932. 07. 14.
HU   107123 B10914 Bay Zoltán Eljárás és berendezés gázkisülési világítócsövek üzembentartására.
Bejelentés napja: 1928. 10. 26.

Bay Zoltán arcképe

Fotoelektron-sokszorozó cső (forrás: www.feltalaloink.hu)

"Optimizmusom máig megmaradt"

Az 1946-os Hold-radar kísérlet antennája (Forrás: www.omikk.bme.hu)