Szeged

Szegedi tudósok: a fizikai tudomány doktora

Szegedi tudósok: a fizikai tudomány doktora

Többek között a nevéhez fűződik a klasszikus és modern termodinamika axiomatikus egyesítése.

Márton Andrea
2024. június 1., szombat
Szegedi tudósok: a fizikai tudomány doktora

Szegedi tudós cikksorozatunkban bemutatjuk szegedi kötődésű, a tudomány valamely ágával foglalkozó személyeket. E heti részben Gyarmati István állami díjas fizikus, kémikus, a fizikai tudomány doktora, a Magyar Tudományos Akadémia rendes tagjának életét mutatjuk be.

 

Életpályája

Az orosházi gimnázium elvégzését követően 1948-ban a Szegedi Tudományegyetemen folytatott kémiai tanulmányokat. Hamarosan a Debreceni Tudományegyetem matematika–fizika szakának hallgatója lett, s itt szerezte meg diplomáját 1952-ben, matematika–fizika szakos tanári oklevelét pedig 1953-ban. Már 1950-től a debreceni egyetem elméleti fizikai tanszékén oktatott demonstrátorként, diplomaszerzését követően tanársegédként. 1954-ben a relativitáselmélet kapcsán szakmai vitába szállt a korszak kiemelkedő elméleti fizikusával, egyben nagy hatalmú tudománypolitikusával, Jánossy Lajossal, aminek következményeként 1954-ben eltávolították a debreceni tanszékről.

Egy éven keresztül általános iskolai tanárként biztosította megélhetését, majd 1955-ben Schay Géza meghívására a Budapesti Műszaki Egyetem fizikai kémiai tanszékének aspiránsa lett. 1958-ban védte meg kandidátusi értekezését, ekkor a műegyetem tudományos munkatársává, később főmunkatársává nevezték ki. 1964-ben egyetemi docenssé lépett elő, 1968-ban a fizikai tudomány doktora lett, egyúttal kinevezték a műegyetemi fizikai intézet osztályvezetőjévé, tudományos tanácsadójává. Ezzel párhuzamosan 1968-tól 1975-ig a Gödöllői Agrártudományi Egyetem akkor alapított fizikai tanszékének első vezetője, egyetemi tanára volt. 1975-től az MTA Központi Kémiai Kutatóintézetében dolgozott tudományos tanácsadóként, 1985 után kutatóprofesszorként. 1987 és 1994 között ismét a Budapesti Műszaki Egyetemen oktatott, a szervezőmunkájának köszönhetően felállított kémiai fizikai tanszék tanszékvezető egyetemi tanára volt. 1994-es nyugdíjazását követően kutatóprofesszorként segítette a tanszéki oktató- és kutatómunkát.

Közéleti szerepet is vállalt, 1985-től 1989-ig a Hazafias Népfront országos tanácsának tagja volt.

Munkássága:

Tudományos munkásságát az elméleti fizika matematikával és kémiával érintkező határterületein fejtette ki. A külföldi tudományos fórumokon való szereplésektől (konferenciák, előadások) elzárkózott ugyan, ám a klasszikus kontinuumok, anyagi rendszerek térelméletére, az irreverzibilis (visszafordíthatatlan) termodinamikai folyamatokra és a reakciókinetikára vonatkozó angol nyelvű publikációi nemzetközi elismertséget hoztak a számára.

Az anyagi rendszerekben külső hatásra fellépő, azzal ellentétes irányú vagy természetű, azaz nemlineáris válaszjelek vizsgálata során, 1961-ben dolgozta ki az irreverzibilis nemlineáris jelenségek első termodinamikai elméletét, illetve az ellentétes hatású folyamatok reciprocitási relációit. Ezzel a kémiai reakciók kinetikájának jobb megértéséhez járult hozzá, amennyiben kimutatta, hogy nem csupán a lineáris folyamatokra, de a kvázilineáris és a nemlineáris jelenségekre is alkalmazható a termodinamika második főtételéből szorosan levezethető disszipáció, a visszafordíthatatlan energiaszétszóródás elve. 

1965-ben Lars Onsager és Ilya Prigogine korábbi, a disszipatív rendszerekre vonatkozó eredményeiből kiindulva, valamint Carl Friedrich Gaussnak a klasszikus dinamikára alkalmazott ún. legkisebb kényszer elvét felhasználva állította fel a termodinamika lokális differenciálelvét (Gyarmati-elv). Ennek integrált alakját alapul véve 1968-ban és 1969-ben publikálta az energiaszétszóródással járó disszipatív folyamatok általános variációs elveit, azaz e jelenségeket meghatározó mozgásegyenleteket, amelyekkel megoldást talált a minimális entrópiaprodukció, illetve a minimális energiaszétszóródás leírására. Az elmélet voltaképpen a termodinamikai egyensúlyban lévő anyagi rendszerek disszipációs transzportfolyamatait, más szóval az egyes mennyiségek áramlásának törvényszerűségeit leíró kormányzóelv (angolul governing principle of dissipative processes, GPDP). A Gyarmati-elv alkalmas a transzportjelenségek tér- és időbeli evolúciójának leírására, így e folyamatok lineáris egyenleteinek – a Fourier-féle hővezetési, a Fick-féle diffúziós, a Navier–Stokes-féle áramlási tételek stb. – igazolására és levezetésére is, ezáltal széles körben alkalmazható a makroszkopikus kontinuumfizikában (termo- és elektrodinamika, áramlástan, turbulencia, plasztikus deformáció, viszkozitás stb.).

Verhás Józseffel közösen alkották meg 1977-ben a termodinamikai hullámelméletet, amely termikus, diffúziós és termodiffúziós hullámok leírására egyaránt alkalmas. Az elmélet alapja az a feltételezés, hogy egyes, nem egyensúlyi állapotban lévő termodinamikai rendszerek esetében az entrópiasűrűség nem csupán az egyensúlyi állapothatározók sűrűségfüggvényeitől, hanem a transzportfolyamatok mennyiségeinek áramsűrűségeitől is függ. 1980-ban Lengyel Sándorral közösen fektették le a kémiai reakciókinetika átfogó termodinamikai elméletét. Akadémiai székfoglalói Irreverzibilitás – nem-linearitás (1983), illetve Kémiai reakciók entrópiagyorsulása (1991) címen hangoztak el.

Könyvek és szaktanulmányok publikálása mellett szerkesztőbizottsági tagja volt az Acta Chimica Hungarica (későbbi címén ACH – Models in Chemistry) szakfolyóiratnak, valamint a Természet Világának.

Társasági tagságai, elismerései:

1982-ben a Magyar Tudományos Akadémia levelező, 1990-ben rendes tagjává választották, tagja volt az Akadémia fizikai kémiai és szervetlen kémiai bizottságának. Tudományos eredményeiért 1970-ben elnyerte az Akadémiai Díj első fokozatát, 1975-ben pedig a termodinamikai térelmélet és az irreverzibilis folyamatok elméletének kidolgozásáért és számos fizikai és kémiai problémára való alkalmazásáért az Állami Díj második fokozatát vehette át. 

 

Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.