Egy elmaradt Nobel-díj nyomában
Tudjuk, a kitüntetéseket sok esetben olyanok sem kapják meg, akik pedig jobban rászolgáltak volna, mint azok, akik végül megkapták. Ha csak a legrangosabb tudományos elismerést, a Nobel-díjat említjük, akár tucatnyi magyar tudóst is megnevezhetnénk, akiknek kijárt volna ez az elismerés. Eötvös Loránd, Kármán Tódor, Neumann János, Szilárd Leó, Sántha Kálmán, Selye János vagy éppen Bay Zoltán neve jut most hirtelen eszembe.
Ez utóbbiról épp ma azért is írni kell, mert 120 esztendeje, 1900. július 24-én született a Békés megyei Gyulaváriban. Édesapja református lelkipásztor volt, de korán elhunyt, így a neveltetése az özvegy édesanyára hárult, aki a családi földbirtok egy részét is eladta, hogy fiát iskolába küldhesse. Bay Zoltán a debreceni református főgimnáziumban érettségizett, majd 1918-ban beiratkozott a budapesti tudományegyetem matematika-fizika szakára. Az Eötvös-kollégiumnak is a tagja volt. 1923-ban vette át tanári oklevelét, három évvel később pedig summa cum laude minősítéssel doktorrá avatták.
Az idő tájt megszokott dolognak számított, hogy a tehetséges tudósjelöltek néhány évig külföldön képezzék tovább magukat. Bay Zoltán esetében sem volt ez másképp. 1926 őszén Németországba ment, ahol négy évet töltött és elsősorban a hidrogén- és nitrogéngázban megfigyelhető kisüléseket tanulmányozta, és megállapította, hogy a kémiai reakciók során keletkező elemi nitrogén azért reagál olyan hevesen, mert a légköri nitrogénnel ellentétben, amely kétatomos molekula, atomos állapotú.
1930-ban, elméletileg felvértezve, több fontos eredménnyel a tarsolyában tért vissza Magyarországra, ahol Klebersberg Kunó vallás- és közoktatási miniszter kinevezte a szegedi Tudományegyetem elméleti fizikai tanszékének vezető professzorává. Itt kötött barátságot az ugyancsak szegedi professzornak kinevezett későbbi Nobel-díjas Szent-Györgyi Alberttel (1893–1986), akinek közreműködésével megszerezte a Rockefeller Alapítvány támogatását és ezen a pénzen egy korszerű fizikai laboratóriumot tudott felszerelni. Emellett az orvosi karnak is „besegített” egy új rendszerű elektrokardiográf megalkotásával, sőt a szívritmus-szabályozó berendezés elvi alapjait is lefektette.
Persze a sikeres embereknek mindig vannak irigyei, és ők addig ármánykodtak, amíg Bay úgy döntött, hogy távozik Szegedről és elfogadta a Tungsram gyár felkérését, hogy legyen a kutatólaboratórium vezetője. Már Szegeden foglalkoztatta az a kérdés, hogy mi történik a röntgenfotonok és az elektronok ütközésekor. A mérések pontosságát növelni lehet egy ún. fotoelektron-sokszorozó segítségével, amelyet Bay Zoltán munkatársaival fejlesztett ki. Eleinte folyékony levegőt kellett használni a mérések során, de egy módosítással sikerült úgy átalakítani a berendezést, hogy már szobahőmérsékleten is használható adatokat adott. Az atomfizikában fontos szerepe van a részecskék megszámlálásának, ennek tökéletesítését és hatékonyságának fokozását Bay Zoltánnak köszönhetjük.
Bay Zoltán Tungsram-beli működése arra is példa, hogy viszonylag kis költséggel, szerény műszaki háttérrel is lehet nagy dolgokat csinálni, ha a tehetséges emberek lehetőséget kapnak képességük kibontakoztatására. A cég vezetője, a felvidéki gyökerű Aschner Lipót (1872–1952) kiváló érzékkel felismerte nemcsak azt, hogy kiben milyen képességek rejtőznek, hanem azt is, hogy olyan kutatásokat is támogatni kell, amelyek első pillantásra távol állnak attól, amivel a gyára foglalkozik. Így folyósított pénzt az első magyarországi atomfizikai tanszék létrehozására (amelynek Bay Zoltán volt a vezetője) vagy azokra a kísérletekre, amelyek végeredményben a radarcsillagászat megszületéséhez vezettek.
Jóllehet, a Tungsram elsősorban a világítótestek fejlesztésével és gyártásával foglalkozott, mérnökei a II. világháború alatt katonai célú kutatásokat is végeztek. Bay Zoltánt és csoportját megbízták egy radarészlelő megszerkesztésével, és meg kellett oldaniuk azt a feladatot is, hogy összeköttetést teremtsenek mikrohullámú adó- és vevőberendezések között. Ezek a munkák igen eredményesen folytak és 1944-ben az a merész ötlet is megfogant Bay Zoltánban, hogy radarberendezéssel tapogassák le a Holdat. Természetesen sok nehézséget kellett leküzdeni, hiszen a Hold több mint 380 ezer kilométerre található a Földtől, a Föld légköre önmagában is akadály lehet, arról nem is szólva, a visszaverődő jel jóval gyengébb lesz, ezért egymás után nagyon sok radarjelet kell a Holdra küldeni és a visszaverődött jeleket összegyűjtve fel kell erősíteni, miközben minimálisra kell csökkenteni a háttérzajokat.
A Bay vezette csapat 1946 januárjában végezte el a döntő Hold-radar kísérleteket. A teljesség kedvéért el kell mondani, hogy az amerikaiak egy hónappal megelőzték őket, de nem szabad elfelejteni, hogy Európában alig fél éve ért véget a világháború, amely komoly károkat okozott az országban. Mindezt Amerikában nem kellett számításba venni, mint ahogy azt sem, hogy a kísérlet végrehajtását nagyban késleltette a szovjet megszálló csapatok rablótevékenysége: a már előkészített berendezéseket lefoglalták és elszállították, emiatt újat kellett építeni.
Bay Zoltán arra is gondolt, amire az amerikai kollégák nem: elvégezte az ún. vakkísérletet, tehát tudatosan megcélozták a Hold melletti területet is, ahonnan természetesen nem érkezett vissza semmiféle jel. Ezek a Hold-radar megfigyelések alapozták meg a radarcsillagászatot, amely sok olyan adattal tudta gyarapítani ismereteinket, amelyek más módszerekkel nem gyűjthetők be.
Bay Zoltánt a Magyar Tudományos Akadémia még 1937-ben levelező tagjai sorába választotta, 1945 májusában lett rendes tag, és akkor úgy tűnt, hogy a háború borzalmaiból felocsúdó országban elkezdődhet a normális élet. Mindez azonban illúziónak bizonyult és az ország legkiválóbb elméi inkább az emigrációt választották. Ekkor hagyta el Magyarországot Szent-Györgyi Albert, Békésy György és Bay Zoltán is, aki kihasználva azt az alkalmat, hogy Bécsben egy előadás megtartására kérték fel, már nem tért vissza hazájába. Várandós felesége és gyermekük kalandos körülmények között, a zöld határon át menekülve követte őt, majd együtt mentek az USA-ba. Bay Zoltán a George Washington Egyetemen kapott professzori állást és folytathatta a Tungsramban elkezdett ún. gyors-koincidencia kutatásait. Ezek lényege, hogy a szórt gammakvantum és az elektron ütközése nyomán a két részecske bekövetkező szétrepülésének egyidejűségét kell a lehető legnagyobb pontossággal igazolni. A kívánt eredmény eléréséhez nem a műszerek teljesítőképességét kellett növelni, hanem egy ötletet kellett megvalósítani: a mérést két berendezéssel egyidejűleg végezték, miközben az egyik műszerben 20–30 centiméterrel rövidebb kábeleket alkalmaztak. Érdekes egyébként, hogy Neumann János a Bay Zoltán által kifejlesztett elektronsokszorozókkal szerette volna meggyorsítani az általa kifejlesztett számítógépek működését. Ez irányú kutatásait azonban 1957-ben következett halála félbeszakította.
Bay Zoltán 1955-ben az amerikai Nemzeti Mérésügyi Hivatal atomfizikai osztályának vezetője lett és érdeklődése fokozatosan a fénysebesség mérése felé fordult. Jóllehet a fény sebessége állandó, értékének a lehető legpontosabb meghatározása mind elméleti, mind gyakorlati szempontból fontos. A lézerek segítségével további tizedeshelyekkel növelhető az érték pontossága.
Baynak egy újabb szellemes ötleten alapuló berendezéssel sikerült minden addiginál pontosabban megmérnie, majd az így meghatározott érték alapján 1983-ban megalkotta az egységnyi hosszúság (a „méter”) új definícióját: 1 méter az a távolság, amelyet fény a légüres térben a másodperc 1/299 792 458 törtrésze alatt befut.
Bay Zoltánnak hosszú életet engedélyezett a teremtő. Néhány hónappal 92. születésnapja után 1992. október 4-én szólította magához Washingtonban. Földi maradványait hazaszállították és 1993 áprilisában helyezték örök nyugalomra szülőfalujának temetőjében. Washingtonban egy kődarab őrzi emlékét. Legfelül a Sic itur ad astra (a csillagokig) felirat olvasható, legalul pedig magyarul ez: Az élet erősebb.
Nevét a 2003 QQ29 jelű kisbolygó viseli (Bayzoltán), amelyet Sárneczky Krisztián és Sipőcz Brigitta fedezett fel 2003. augusztus 23-án. A Bay Zoltán-díjjal az űrkutatásban jeleskedő magyar tudósokat tüntetik ki.
