Minden év októberében, amikor közeledik a fizikai Nobel-díj nyerteseinek megnevezése, a számtalan találgatás közepette egy dolog látszik biztosnak: hogy decemberben a Stockholmban díjat átvevő, és köszönőbeszédet mondó személy(ek) fehér férfi(ak) lesz(nek). Egyetlen kategória esetén sem kiegyenlített a nemek vagy nemzetiségek aránya: az összesen 923 díjból például 49-et nyertek nők, azaz kb. minden huszadikat, holott az emberiség fele nő. Azonban a fizika kategória még az átlagnál is rosszabb számokat mutat: az elmúlt 54 évben például egyetlen nő sem nyert.

A díj történetében összesen két nő nyert, a 206 személyből (színesbőrű személy pedig egy sem). Mivel egyszerre hárman nyerhetnek, egy évben is több férfi díjazottat tudnak felmutatni, mint nőket összesen. Az egyikük Marie Curie volt, ahogy ismert, 1903-ban megosztva kapta professzorával, Henri Bequerellel és férjével, Pierre Curie-vel a radioaktív sugárzás felfedezése kapcsán végzett munkájukért. Curie viszont még Lengyelországban nevelőnőként volt kénytelen dolgozni, mert a lengyel egyetemek megtagadták tőle a felvételt, arra Franciaországba költözéséig várnia kellett.

A másik díjazott Maria-Goeppert Mayer dolga talán még nehezebb volt. Göttingenben tanult és dolgozott Max Born mellett, majd kémikus férjével, Joe Mayer-rel együtt az USA-ba költöztek. A férjének a Johns Hopkins Egyetemen ajánlottak állást, de őt nem vették fel. Senkit sem érdekelt, hogy jobban értett a kvantummechanikához, mint ott az összes fizikaprofesszor. Végül mentora Teller Ede lett, így dolgozhatott a Chicagoi Egyetemen. Amikor viszont Joe-t a Johns Hopkins nem véglegesítette, tovább költöztek, és míg férjét felvette a Columbia Egyetem, őt ismét nem akarták. Végül Harold Urey kémikus vette fel – ő is fizetés nélkül. Goeppert-Mayer hallgatott Enrico Fermi-re, és magfizikával kezdett foglalkozni. Ez három dolgot hozott az életébe: egy projektet az uránhasadás terén, egy másikat Tellertől, a Manhattan-terv részeként, és a további, háború utáni közös munkát Tellerrel és újra Fermivel, amikor felfedezte az atommag héjszerkezetét és elkészítette annak modelljét, amelyért 1963-ban Nobel-díjat kapott. Gabriel Popkin tudományos szerző nagyapja abban az évben került az egyetemre, és véletlenül meghallotta a férfi fizikusokat, ahogy találgatják, melyikük kaphatja most a Nobelt. Nem ők kapták, hanem Goeppert-Mayer, megosztva Hans Jensennel, és Wigner Jenő. Ugyanakkor a férj, Joe Mayer, akit mindig készséggel alkalmaztak, és a család fő kenyérkeresője volt hosszú időn át, soha nem kapta meg a díjat.

1963 óta 54 alkalommal nyert(ek) férfi(ak). Nem érdemtelenül, ahogy a díj történetében sok kiemelkedő teljesítmény volt már, így például Albert Einsteiné. Mégis, a nők és kisebbségek kihagyása meglepő, hiszen más, fizikával kapcsolatos mutatókban például az USA-ban emelkedett a számuk: 2012-ben a fizikából doktoráltak 20%-a volt nő, szemben az 1966-os 2%-kal. Az amerikai egyetemek fizika karainak 14%-át vezeti nő. Öt nő tagja az Amerikai Fizikusok Társasága elnökségének, de a legfontosabb, hogy az elmúlt évtizedekben számtalan Nobel-díj kaliberű teljesítményt nyújtottak nők a fizikában.

Gyakran magyarázzák azzal, hogy el kell telnie bizonyos időnek, hogy megfelelő helyre menjen a díj – amely elv nem volt érvényben a kezdetektől. Ez a fajta konzervativizmus magára Alfred Nobelre sem volt jellemző: végrendeletében azt kötötte ki, hogy elsősorban a megelőző év teljesítményeit kell díjazni. Ugyanígy közrejátszanak politikai okok, amelyek például még Einsteint is utolérték: 1905-ben megalapozott munkájáért csak 1921-ben díjazták, akkor sem a relativitáselméletért. Az utóbbi években a díjazottak átlagéletkora is emelkedett: ez 1931-40. között 41 év volt, míg mára 68 évre tolódott ki. Így sok fiatalabb, aktív kutató még kevésbé esélyes, sőt, végül sokan nem is érik meg, mire díjaznák őket. Ez történt idén is: Ronald Drever meghalt 2017 márciusában, helyette Barry Barish lett a harmadik.

Ott van már a jelölés folyamatában is a szubjektivitás: a folyamat titkos, nem láthatók az akaratlan előítéletek, ahogy a lobbizás sem. A végeredmény pedig sokszor olyan üzenet megfogalmazása, amely egy elképzelést emel mások fölé, például, hogy a tudomány a magányos hős emberfeletti teljesítménye, holott szinte kivétel nélkül komoly csapatmunkát jelent. És a magányos hős szerepében még mindig a fehér férfit képzelik el. „A LIGO sikere több száz kutatónak köszönhető” – nyilatkozta Martin Rees asztrofizikus a BBC-nek, aki szerint az, hogy kizárják a csoportos díjazást, eltereli a figyelmet a sokak által végzett hatalmas mértékű tudományos munkáról.

A kritikusok szerint a döntések módja abszurd és megkésett, ahelyett, hogy valóban elismernék a tudományt, torzítják annak természetét, újraírják történelmét és figyelmen kívül hagynak számos fontos hozzájáruló személyt. A Higgs-bozonnal kapcsolatos tanulmányok egyenesen 5154 szerzőt érintettek. 2003-ban Ray Damadian egész oldalas hirdetéseket adott fel a The New York Timesban, a Washington Postban és a Los Angeles Timesban, tiltakozásul, amiért az MRI-ért adott díjból kihagyták, helyette két másik személyt méltatva. „Hétfő reggel felébredni és látni, hogy kiírtak a történelemből olyan fájdalom, amellyel nem tudok együttélni” – mondta. Miért ne lehetne szervezeteket és csapatokat díjazni a tudományos Nobel esetében is, ahogy a béke Nobelnél? Mert így előfordul, hogy nem azt díjazzák, aki a legfontosabb hozzájárulást adta, hanem aki kiigazodott az akadémiai labirintusban, megfelelő kapcsolatai vannak – azaz aki akár megkérdőjelezhető módon élt túl mindenkit.

Nem szabad elfelejteni azt sem, mekkora szakmai, publikációs, kapcsolati, illetve anyagi, üzleti előrelépést is jelent a Nobel egészen odáig mérhető hatásokkal, hogy a díjazottak élete akár 1-2 évvel hosszabbodik meg azokkal szemben, akiket jelöltek, de nem nyertek. És van egy további szempont: ha ilyen mértékben az egyéni teljesítmény kerül fókuszba, az illető élete végéig formálhatja a tágabb közvéleményt. De mi legyen, ha valaki később áltudományos „tényeket” kezd hirdetni vagy hadilábon kezd állni a józan ésszel? Erre több példa is van. William Shockley, a tranzisztor dokumentálható fejlesztéséért lett 1956-ban díjazott, majd az eugenika felé fordult, azzal, hogy az alacsony IQ-val rendelkező embereket sterilizálni kell. James Watsont hasonló kijelentéseiért az őt foglalkoztató kutatóintézet el kellett bocsássa. Kary Mullis 1993-ban kapott díjat az ún. PCR (polimeráz láncreakció) technológiáért, amely lehetővé teszi a DNS kis darabjának megsokszorozását elemzés céljából az egészségügyi laborokban. Később viszont tagadni kezdte, hogy a klímaváltozást emberi tevékenység okozza, hogy kapcsolat lenne a HIV-vírus és az AIDS között, önéletrajzában pedig ecsetelte, hogy látott egy ragyogó mosómedvét, amely talán űrlény volt.

Az idei eredmények hihetetlen teljesítményt tükröznek, amelyek példaként szolgálhatnak minden kutatónak, nemre vagy rasszra való tekintet nélkül. De amikor a bizottság minden évben újra a fenti képet erősíti meg, felmerül a kérdés, hogy valóban ezt szeretnék közvetíteni a világ felé? A nemzetközi tudományos sajtóban is kibontakozó vitában a Nobel Alapítvány is megszólalt. Göran K. Hansson, az alapítvány igazgatótanácsának alelnöke érthetően büszke az idei nyertesekre, azonban elismeri, hogy az idők során a női jelöltek mellőzöttek voltak. Utal arra, hogy mindig várnak, amíg egy kutatás megfelelően igazolt lesz, ugyanakkor a nőkkel szemben jellemző volt korábban a széleskörű előítélet, így sokkal kevesebb volt eleve a női tudós, ha visszatekintünk az időben 20-30 évre. Más tekintetben igyekeztek intézkedéseket tenni: a hat, díjat odaítélő bizottságból hármat nők vezetnek, és minden bizottságban vannak női tagok is. Tudják, hogy már a jelölés folyamatában kevesebb a nő, amin szeretnének változtatni, ezért idén télen összeülnek az egyes bizottságok megvitatni, hogy lehetne elérni, hogy 5-10 év múlva más képet mutasson a díjazottak köre.

A már említett Gabriel Popkin megkérdezett fizikusokat, tudományos újságírókat, illetve a tudományos közösség egyéb képviselőit, kit tartanak/tartottak volna díjazásra érdemesnek. Öt nő neve ismétlődött folyamatosan - amerikai terület -, amely listát inkább vitaindítónak szán, hisz nem teljes a felsorolás, valamint nem kívánja a férfi díjazottakat vádolni a női díjazottak hiányával:

1. A pulzár felfedezése - Jocelyn Bell Burnell

Az észak-ír asztrofizikus talán a legnyilvánvalóbb választás, hiszen teljesítménye – egy új típusú csillag, a pulzár felfedezése – már valóban el is nyerte a fizikai Nobelt még 1974-ben. Csak nem ő kapta, hanem témavezetője, Antony Hewish és kollégája, Martin Ryle.

A Cavendish rádióobszervatórumban 1967-ben telepítettek egy új rádiótávcsövet. A csapat tagja volt Jocelyn Bell Burnell doktorandusz hallgató, aki a működtetést és a beérkező adatok elemzését végezte. Napi 120 méter hosszú papírnyi jelet kellett elemeznie, amelyeken két hónap után vett észre egy szokatlan mintát. Újranézve korábbi anyagait, talált előzményt, majd hetek múlva harmadjára is észrevette a jelet, amely 1,3 másodpercenként ismétlődött, és az égbolt egy adott irányából érkezett. Bell szólt a később díjazott Hewishnak, de ő azt gondolta, hogy az 1,3 mp túl hosszú ahhoz, hogy csillag sugárzása legyen, ezért biztos földi eredetű. Bell viszont állította, hogy nem az. Sikerült igazolni, hogy a Naprendszeren kívülről, de a galaxisunkból érkeznek a jelek. Miután kizárták, hogy a Hold, egy műhold vagy egy kisebb bolygó lenne, Bell ismét talált egy mintát, de az máshonnan érkezett, és 1,2 mp-ként ismétlődött. 1968 januárjára Hewishel 4 „pulzáló” forrást is találtak, ahonnan a jelek érkeztek. A jelenséget pulzárnak nevezték el, cikkük pedig hamarosan megjelent a Nature-ben. Kiderült, hogy sűrű, gyorsan forgó neutroncsillagról van szó, amely szupernóva, azaz a Napnál nagyobb tömegű csillag robbanásának eredménye, mely erős mágneses térrel rendelkezik. Pulzálás akkor keletkezik, ha a mágneses tengely nem esik egybe a forgási tengellyel. A pulzárok nem hasznos elemei a világűrnek, de mára több mint 2000 ilyen kozmikus világítótornyot találtak, és jóval több lesz majd észlelhető.

1974-ben ért a felfedezés Nobelt. Ryle „a megfigyelésekért és a találmányaiért”, Hewish „a pulzárok felfedezésében játszott meghatározó szerepéért” kapta a díjat, megérdemelten, hiszen a berendezést is Hewish tervezte, viszont Bellt igazságtalanul mellőzték. Ez volt az első alkalom arra, hogy a Nobel-díjat a csillagászat területén végzett munkáért ítélték oda, ezért Bell inkább ennek örült, mert kezdetben úgy tartotta, neki nem volt meghatározó szerepe. Végül 2004-ben írta le egy tanulmányában, hogy az akkori hallgatói státusza és neme is hozzájárulhatott teljesítménye figyelmen kívül hagyásához. Az elismerésre semmi esélye, kétszer ugyanazt a felfedezést nem díjazzák. Hasonlóan járt például az orvosi Nobelnél Albert Schatz, aki egy antibiotikum, a sztreptomicin felfedezője volt hallgatóként, a díjat mégis témavezetője, Selman Waksmann egyedül kapta 1952-ben. Korábban Schatz sikerrel perelte Waksmannt szabadalmi jövedelemért, de a díjazásra ez sem volt hatással. 

2. Szén- és nanotudományhoz való hozzájárulás - Mildred Dresselhausnak, aki fizikusként az MIT katonai laboratóriumában magnetooptikával foglalkozott, azért kellett munkahelyet váltania, mert mire összekészítette a 4 gyereküket, 8.30-ra ért csak be 8.00 helyett, és a sokadik szidás után inkább váltott. Az MIT-n maradt, de saját kutatást kezdett az Anyagtudományi Központ igazgatójaként, és végül férje, Gene is nála kezdett dolgozni. Esetükben a feleség lett ismertebb.

A szénnel kapcsolatos vizsgálatai az interkalációs vegyületeket érintették, amelyekben különböző elemek vagy molekulák épülnek be a grafitrétegek közé. Csoportja kutatásaival a nanotudományhoz is hozzájárult, már az 1970-es években rájöttek, hogy amikor szénfelületet lézerrel bombáznak, nagy csomagokban válnak le szénatomok. Próbálta mondani az MIT-n, hogy ez nem csak 1-2 atom, de nem hittek neki. Megjelentettek egy cikket, de a kétkedés miatt a döntő kísérletet, tömegspektrometriás mérést nem csináltak a levált anyaggal. Majd 1985-ben más kutatók publikáltak hasonló kísérletet a szénatomok elrendeződéséről, amelyek focilabdához hasonló, hatvan szénatomból álló szimmetrikus szerkezeteket mutattak be (buckminsterfullerén). Ennek felfedezéséért Nobel járt később 3 kutatónak. 2010-ben pedig a grafén és tulajdonságai vizsgálatáért, amely kétdimenziós szénrétegként tekinthető egyetlen grafitrétegnek vagy felnyitott nanocsőnek. Ezt akkor már szintén évek óta vizsgálta sikerrel Dresselhaus, aki idén februárban halt meg.

3. Aki megállította a fényt – Lene Hau

Az ultraalacsony hőmérdékletnek kiemelt szerepe van az anyagszerkezeti kutatásokban. 1995-ben Carl Wieman és Eric Cornell az elérhető legalacsonyabb hőmérsékleten végzett kísérlete során soha nem látott anyagcsepp keletkezett egy olyan anyagból, amely létezését Einstein jósolta meg Satyendra Nath Bose indiai fizikussal együtt: az Einstein-Bose kondenzátumból (BEC). 1938-ban Fritz London megjósolta, hogy ez használható szuperfolyékonyság, illetve Heike Kamerlingh Onnes felfedezése, a szupravezetés létrehozására. Ezt vitte tovább Wieman és Cornell, amikor gázállapotú rubídiumatomokat hűtöttek le 170 nanokelvinre. Ugyan ez nem volt látható, mert egy lézernyaláb szétroncsolta, de számítógépük monitorján megmaradt a kép. A hőmérsékletet tovább csökkentették, a csillagközi térnél egymilliószor hidegebbre, míg előállt az anyag, amelyről nem gondolták, hogy a Földön létezhet. „Ha szabadjára engedi fantáziáját, akkor elképzelhet egy atomokból álló sugárnyalábot, a lézersugárhoz hasonlót, amellyel egyedi atomokat lehet elmozdítani vagy valahová lerakni, s ily módon molekuláris méretű szerkezeteket felépíteni”- jósolta ekkor Cornell, amelyet Wolfgang Ketterle valósított meg 1998-ra.

A dán Lene Vestergard Hau és csoportja a Harvardon 1997-től ért el sikereket ezen a téren: mivel számos technológia fejlődését a fénysebesség korlátozza, ezért lelassították a fényt: egy autó (61 km/h), majd egy kerékpáros sebességére, 1,6 km/h-ra. 2001-ben pedig Hau az első volt a világon, aki megállította azt, az Einstein-Bose kondenzáció és lézeres hűtési technikák segítségével. A fény sebessége csökken, ha átlátszó közegen halad át, például üvegen. Egy anyag törésmutatója a vákuumban mért fénysebesség és az adott anyagban mérhető fénysebesség hányadosa, így az üveg 2-3 körüli törésmutatója azt jelenti, hogy a fény bennük kétszer-háromszor lassabban terjed, mint a vákuumban. Hau koordinált lézersugarakat bocsátott át a Bose-Einstein kondenzátumon, nagy fénytörési együtthatót elérve - az üveg fénytörésének 100 trilliószorosát -, ez adta az 1,6 km/óra sebességet.

Később más típusú lézertechnikával megváltoztatták a létrehozott Einstein-Bose kondenzátum viselkedését. Ha a kondenzátumba fényimpulzust küldtek, lassulni kezdett, majd kihunyt. Lézersugár bejuttatásával azonban felélesztették a fényimpulzust, és visszaállították eredeti sebességét. 2001-re Hau csapata képes volt egy ezred másodpercig ilyen helyzetben tartani a fényt, később pedig információt kinyerni ebből az állapotból, illetve az információt visszaküldeni. Ez kritikus fontosságú a kvantumszámítógépek és kriptográfiai alkalmazások fejlesztéséhez, amelyek fényt használnak majd az információ közvetítéséhez. "A fény hihetetlen mennyiségű információt képes hordozni frekvencia, fázis, intenzitás vagy más tulajdonságai változásán keresztül" - mondja Hau. Amikor a fényimpulzus megáll, információja is eltárolódik, mint a számítógép memóriájában az adatok. A fényt szállító kvantum bitek azonban lényegesen nagyobb adatmennyiséget képesek szállítani, mint a számítógépes bitek, és biztonságosabbak is a bonyolult kódolásnak köszönhetően, amit csak lézer és összetett visszakódoló formulák tudnak feltörni.

2001-ben Cornell, Wieman és Ketterle megkapták a Nobelt. Amikor Hau először pályázott még az amerikai tudományos alaphoz, kérését elutasították, mondván, hogy az ő elméleti hátterével nem lehet elég felkészült olyan mértékben bonyolult kutatásokhoz, amilyeneket pályázatában leírt. Ezért végül magánforrásokból finanszírozta úttörő kísérleteit. Ma már könnyebben jut támogatáshoz, például a NASA-tól, és sokan úgy gondolják, útban van a Nobel-díj felé.

4. A fermionok azonos kvantumállapotba juttatása - Deborah Jin

Akárcsak Lene Hau, nagyon hideg, kondenzált atomokkal dolgozott. De olyanokkal, amelyek nem vegyíthetők egymással. Hau olyan atomokkal kísérletezik, amelyek a bozonokként ismert részecskék osztályába tartoznak. A kvantummechanika előrevetítette, és számos kísérlet megmutatta, hogy ezen részecskék azonos kvantumállapotba kerülnek az alacsony hőmérsékletre hűtés közben. Ezzel szemben a fermionok nem rendeződnek azonos helyen és időben azonos kvantumállapotba. De vannak olyan tulajdonságaik, amelyek alapján bizonyos feltételekkel alacsony hőmérsékleten párosíthatóvá válnak, ekkor már úgy viselkednek, mint a bozonok. 2003-ban Jin csoportja és két másik is erős mágneses mezőt és szintén lézeres hűtési technikát alkalmazott, hogy a fermion párok úgy viselkedjenek, mint az Einstein-Bose kondenzátum. De Jin csoportja ennél is tovább ment, elektromágneses mezőt használva elérte, hogy a különálló, nem párosított fermionok azonos kvantumállapotba kerüljenek. Ez első alkalommal sikerült a világon, hozzájárulva szintén a szupravezetés és az elektromosság más aspektusainak fejlesztéséhez. Jint szintén a Nobel várományosai között tartották számon, 2015-ben sokan meg voltak győződve róla, hogy nyerhet. Nem így lett. Később megbetegedett, és fiatalon, 47 évesen halt meg tavaly decemberben.

5. A sötét anyag felfedezése - Vera Rubin

A sötét anyag megfoghatatlan alkotóeleme az univerzumnak, bár egy részét ismert elemek alkotják - fekete lyukak, kihunyt csillagok, bolygók, de semmilyen elektromágneses kibocsátása nincs, nem érzékelhető, csillagászati eszközökkel közvetlenül nem figyelhető meg, jelenlétére csak az általa kifejtett gravitációs hatásból lehet következtetni. Arányát kb. 23%-ra teszik. Vera Rubin 1970-ben az Androméda-galaxist vizsgálva arra jutott, hogy a galaxis szélén lévő csillagok ugyanolyan gyorsan mozognak, mint a közepén lévők, amely az akkori ismeretek szerint lehetetlen volt. A gravitáció kevés lett volna, hogy bent tartsa őket, ki kellett volna repülniük a világűrbe, de ez mégsem történt meg. Azaz vagy Newton tévedett ezt illetően, vagy létezik egy extra anyag, amely a visszahúzásért felelős, de nem mérhető a csillagászok számára. Még 60 másik galaxist vizsgált meg kollégájával, ugyanolyan eredménnyel. Így kapta a jelenség a sötét anyag nevet. Nála is az volt a fő érv, hogy még nem teljesen igazolható az elmélete, ugyanakkor azt megerősítették más csillagászok, a kozmikus háttérsugárzás felfedezése vagy a gravitációs lencsézés képei. Szintén tavaly decemberben halt meg.

Egy hasonló, hazai példáról itt olvashatsz.

Borítókép: Vera Rubin

Forrás: 

http://www.bbc.com/news/science-environment-41513261, https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/10/the-absurdity-of-the-nobel-prizes-in-science/541863/, http://www.slate.com/articles/health_and_science/science/2014/10/women_and_the_nobel_prize_these_female_physicists_deserve_a_physics_nobel.html, https://qz.com/1097888/the-nobel-prize-committee-explains-why-women-win-so-few-prizes/, http://titan.physx.u-szeged.hu/modszertan/oktatas/szakdolgozatok/06Szkd_Fiz_DavidDiana.pdf, https://www.nytimes.com/2016/09/22/science/deborah-jin-obituary.html, https://en.wikipedia.org/wiki/Deborah_S._Jin, http://epa.oszk.hu/00300/00342/00302/pdf/EPA00342_fizikai_szemle_2016_01_17-24.pdf, Hargittai Magdolna: Nők a tudományban határok nélkül, Akadémiai Kiadó, 2015.