Van-e hőmérséklet?

A cím tudatosan provokatív, de a válasz megnyugtató: van hőmérséklet, de nem mindegy, hogyan számítjuk ki, vagy miként következtetünk rá a mért adatokból - mondta Biró Tamás Sándor, rámutatva: a hőmérséklet körüli elméleti viták alapja, hogy sokan sokféleképpen értelmezik a fogalmat. A könyv, amely áttekinti a hőmérséklet fogalmának fejlődését a kezdetektől, a klasszikus termodinamika és a statisztikus atomfizika evolúcióján át, egészen a nagyenergiás fizika kortárs modelljeiig, azt vizsgálja, hogy a 17-19. századokban kialakult hagyományos elméletek és eszközök milyen mértékben alkalmazhatók extrém jelenségek megértésére. - A hőmérséklet különösen alkalmas ennek a problémakörnek az alapos bemutatására - indokolta témaválasztását az MTA doktora.

- A hagyományos hőmérsékletméréshez, amely bizonyos fémek hő hatására történő térfogatváltozásán alapul, arra van szükség, hogy a hőmérő benne legyen abban az anyagban, amelynek a hőmérsékletét mérni kívánjuk - mondta Biró Tamás Sándor. A hétköznapi jelenségek és tárgyak világában ez nem okoz problémát, de a modern fizika által tanulmányozott jelenségek többségéhez nincsen a fizikusoknak hőmérője. A csillagok olyan távol vannak, hogy a kutatók csupán az általuk kibocsájtott fény tulajdonságainak tanulmányozásából következtethetnek hőmérsékletükre. A részecskefizikusok problémája pedig az, hogy nem létezik olyan kicsi hőmérő, amit beledughatnának az ütközések során létrejövő kvarkanyagba. Így ebben az esetben is az ütközéskor keletkező sugárzás színképéből, az új részecskék energia-eloszlásából következtetnek a hőmérsékletre. A modern hőmérsékletmérés jóval közvetettebb, mint a klasszikus - hangsúlyozta a fizikus, hozzátéve: minél nagyobb egy megfigyelés közvetett jellege, annál lényegesebb, hogy jól átgondolt és matematikailag alaposan ellenőrzött legyen a megfigyelés magyarázatára alkotott elmélet.

- A modern statisztikus fizika igyekszik kideríteni, hogy a nem hétköznapi tárgyak és jelenségek esetében hogyan és milyen mértékben érvényesülnek a termodinamika és a hőmérséklet klasszikus elvei és fogalmai - hangsúlyozta Biró Tamás Sándor. Az RMKI Nehézionfizikai Kutatócsoport vezetője elmondta: a válaszadás során a könyv olyan témákat is érint, amelyek számos kortárs kutatónak okoznak fejtörést. - Ilyen az úgynevezett ideális hőmérőzés problémája, amely szerint a hőmérő nem befolyásolja a mért test hőmérsékletét, pusztán visszatükrözi annak energiaállapotát - magyarázta az elméleti fizikus, rámutatva, hogy a gyakorlatban rendkívül nehéz ilyen helyzetet előidézni, hiszen a mérőeszköz mindig visszahat a mérés tárgyára. A hétköznapi hőmérők vagy lázmérők esetében ez a visszahatás annyira csekély, hogy elhanyagolható, a részecskék és a kvantummechanika világában viszont a fizikusok soha nem hagyhatják figyelmen kívül a mérőműszer és a mért test közötti kölcsönhatást. Egyebek mellett az ideális hőmérőzés problémakörét feszegeti a „Komplikációk a hőmérséklettel" című, a szerző saját kutatásain alapuló fejezet, amelyben a fizikus a témával kapcsolatos, eddig máshol nem publikált számításokat is bemutat.

- Egy statisztikus fizikai konferencián a Springer Kiadó munkatársának kérdésére elmondtam: gondolkodom egy olyan könyv megírásán, amely a klasszikus, a modern és a kortárs fizika elméleteit vetné össze egyetlen fogalom fejlődésén keresztül - idézte fel az elsősorban szakmabelieknek szóló kötet kezdeteit a kutató, aki reményét fejezte ki azzal kapcsolatosan, hogy könyve új nézőpontokkal és intellektuális élményekkel is gazdagítja az olvasót. A március elején megjelent kiadvány „A fizika alapvető elméletei" sorozat 1014. kötete. Biró Tamás Sándor hangsúlyozta: az egyszerre egzotikus és megbecsült sorozatban olyan különleges könyveket találunk, amelyek ha nem is mindig követik a tudomány azonnali divatjait, azonban alapvető kérdéseknek járnak a nyomába.