Két ezüst- és két bronzérem az 55. Nemzetközi Fizikai Diákolimpián (Párizs, 2025. július 18–24.)

Sarkadi Tamás, Széchenyi Gábor, Tasnádi Tamás

A magyar csapat 2 ezüst- és 2 bronzéremmel végzett a Párizsban július 18. és 24. között megrendezett 55. Nemzetközi Fizikai Diákolimpián (IPhO-n)

A csapat és eredményeik:

Téti Miklós (Budapesti Fazekas Mihály Gyakorló Általános Iskola és Gimnázium, 11. o. t.) ezüstérem, felkészítő tanára: Schramek Anikó;

Tóth Kolos Barnabás (Eötvös József Gimnázium, 11. o. t.) ezüstérem, felkészítő tanára: Varga Balázs;

Bencz Benedek (Baár-Madas Református Gimnázium, Általános Iskola és Diákotthon, 12. o. t.) bronzérem, felkészítő tanára: Horváth Norbert;

Elekes Dorottya (Budapest-Fasori Evangélikus Gimnázium, 12. o. t.) bronzérem, felkészítő tanára: Izsa Éva;

Erdélyi Dominik (Budapesti Fazekas Mihály Gyakorló Általános Iskola és Gimnázium, 11. o. t.), felkészítő tanárai: Nagy Piroska Mária és Schramek Anikó.

A magyar csapat a Szajna hídján (Sarkadi Tamás csapatvezető; Erdélyi Dominik, Bencz Benedek, Téti Miklós, Széchenyi Gábor csapatvezető, Tóth Kolos Barnabás, Elekes Dorottya)

Az olimpiára való készülés szokás szerint a budapesti (Berke Martin, Csépányi István, Sarkadi Tamás, Szász Krisztián, Széchenyi Gábor, Tasnádi Tamás, Vankó Péter, Vigh Máté), debreceni (Bartáné Cserny Katalin, Csepregi Ákos, Egri Sándor, Hajdu Péter Béla, Nizsalóczki Enikő, Tófalusi Péter), miskolci (Zámborszky Ferenc), pécsi (Pálfalvi László), szegedi (Csányi Sándor, Sarlós Ferenc) és székesfehérvári (Orosz Tamás) olimpiai szakkörökön kezdődött. A Kunfalvi-verseny – az elmúlt évekhez hasonlóan – február végén egy online formában megrendezett fordulóval kezdődött, amelyen bárki részt vehetett. Összesen harmincketten küldtek be dolgozatot, közülük tizenegy diák kapott meghívást a további fordulókra. A válogatás online felkészítéssel és négy villámversennyel folytatódott, majd a BME Fizikai Intézetében megrendezésre kerülő kétnapos döntővel zárult, ahol az elméleti feladatok mellett egy olimpiai stílusú mérési feladatot is meg kellett oldania a versenyzőknek. A felkészítések és a versenyek szervezésében a budapesti szakkörvezetőkön kívül Barankai Norbert is közreműködött.

A csapat tagjai részt vettek a Bulgáriában, Szófiában megrendezett Európai Fizikai Diákolimpián (EuPhO, beszámoló lapunk 2025. szeptemberi számában), ezt követte a BME-n megtartott kétnapos csapatfelkészítés.

A csapat Sarkadi Tamás (BME Fizikai Intézet) és Széchenyi Gábor (ELTE Fizikai és Csillagászati Intézet) csapatvezetőkkel, valamint Tasnádi Tamás (BME Matematikai Intézet) megfigyelővel július 17-én, csütörtökön hajnalban repülővel indult a versenyre. A péntek délelőtti megnyitó után a diákok a Cité des Sciences et de l'Industrie interaktív tudományos technológiai élményparkban tehettek látogatást. Ezalatt a csapatvezetők megvitatták és lefordították a mérési feladatokat, amelyeket a diákok másnap, szombat délelőtt ismerhettek meg.

A párizsi Szabadság-szobor

A verseny mérési fordulójában a diákok két feladatot kaptak, amelyek megoldására öt óra állt a rendelkezésükre. Az első feladatban mágnesek torziós rezgésének segítségével kellett meghatározniuk a Föld mágneses terének vízszintes komponensét. A feladat első részében a mágnesek erősségét kellett karakterizálni. A torziós szál rugalmas tulajdonságainak és a rajta függő rész tehetetlenségi nyomatékának meghatározása is külön feladat volt. A csapat számára a mérési feladat ismerős lehetett, hiszen hasonló mágneses kísérletet kellett elvégezniük a hazai válogatóversenyen is.

A második mérési feladatot a Mars bolygó sivatagja ihlette, ahol a kráterképződést, valamint egy marsjáró szonda kerekeinek gördülését kellett kísérletileg modellezni. A feladat első részében a diákok különböző tömegű golyókat ejtettek laza homokba, és vizsgálták, hogy az így keletkező kráter átmérője hogyan függ a becsapódás energiájától. A második részben homokágyban gördülő golyók energiadisszipációját mérték a versenyzők. A feladat nehézségét a mérések reprodukálhatósága jelentette, amit csak a kísérletek gondos előkészítésével lehetett elérni.

Másnap a kísérőtanárok megvitatták, majd lefordították az elméleti forduló feladatait. Ezalatt a diákok Versailles-ban tettek kirándulást. Az elméleti megmérettetés három feladatból tevődött össze, amelyre szintén öt óra állt rendelkezésre.

Az első feladat arra hívta fel a figyelmet, hogy a parányi hidrogén atomok hogyan lehetnek segítségünkre a galaxisunk szerkezetének vizsgálatakor. A feladat első részében a hidrogén atomok Bohr-féle modelljét kellett tanulmányozni, azon belül is a mag és az elektron spinjének kölcsönhatásából származó hiperfinom felhasadást. Ha a galaxisunk különböző pontjaiból érkező, a hidrogénatom hiperfinom átmenetéből származó 21 cm hullámhosszú sugárzást tanulmányozzuk, feltérképezhetjük a Tejútrendszer szerkezetét. A diákok a fenti elméleten alapuló asztrofizikai mérések adatait értékelték ki. A feladat érdekessége, valamint átgondolt felépítése miatt diákjaink ezt oldották meg a legsikeresebben.

A második elméleti feladatban egy különleges ,,örökmozgó'' óra energiaforrását ismerhettük meg. Egy 18. századi órásmester olyan mechanikus órát készített, amely a légnyomás apró változásaiból nyeri az energiát a szerkezet működtetéséhez. A készülék fő alkotóeleme lényegében az ismert Torricelli-féle barométer. A feladat megoldásakor a fő kihívást a barométerhez kapcsolódó összetett mechanikai rendszer megértése, parametrizálása jelentette, amely a nemzetközi mezőnyt alaposan megosztotta.

A harmadik feladat a híres francia italkülönlegességet, a pezsgőt helyezte fókuszba. Megismerkedhettünk a buborékképződés fizikájával. A versenyzők modellt dolgoztak ki a szén-dioxid gáz kioldódásának leírására és tanulmányozták a növekvő buborékok mozgását a folyadékban. Vizsgálták az apró buborékok kipukkanásának dinamikáját a folyadék felületi feszültségének ismeretében. A feladatból megtudhattuk továbbá, hogy a különböző hőmérsékletű pezsgők felbontásakor eltérő színű köd hagyja el az üveg száját a dugó kiröpülése után. Csupán érdekességképp: a bontatlan szobahőmérsékletű pezsgős üvegben nagyobb a nyomás, mint a behűtött palackban, hiszen a szén-dioxid oldhatósága magasabb hőmérsékleten kisebb. A felbontáskor bekövetkező adiabatikus tágulás során nagymértékben hűl a gázkeverék. Számolással kimutatható, hogy a nagyobb kezdeti nyomású, hűtetlen pezsgő (\(\displaystyle 20~{}^\circ\mathrm{C}\)) bontásakor a kiáramló gázkeverék képes lehűlni annyira, hogy abban igen apró szilárd szén-dioxid szemcsék jelennek meg. A Rayleigh-szórás miatt ezek kék ködöt képeznek a felbontás utáni pillanatban. Míg az alacsonyabb kezdeti nyomású behűtött pezsgő (\(\displaystyle 6~{}^\circ\mathrm{C}\)) felbontásakor a gázkeverék nem hűl ki annyira, hogy szilárd szárazjégszemcsék jelenjenek meg. Ugyanakkor a vízpárakicsapódás jelentős, amelynek cseppjei szürkésfehér ködöt képeznek.

A feladatokról általánosan elmondható, hogy a fizika sok területét lefedték, érdekes és változatos problémafelvetéseket tartalmaztak. Ugyanakkor jellemző tendencia, hogy a feladatsorok évről évre hosszabbakká válnak. A nemzetközi mezőny legjobbjai is a kitűzött feladatoknak csak mintegy 80%-át tudták megoldani. A fizikatudáson, problémamegoldó készségen túl nagy szükség van a hatékony időbeosztásra, valamint annak gyors felismerésére, hogy mely részproblémák megoldásával érhető el nagyobb siker.

A Pantheonban a Foucault-ingánál

A verseny utáni napokon a diákok meglátogatták a Musée d’Orsay kiállításait, ahol az igen pezsgő, 19. század végi francia képzőművészet nagy alkotásait csodálhatták meg. A csapatok részt vettek továbbá egy szajnai sétahajó-kiránduláson is. A kísérőtanárok a kulturális programokon túl részt vettek a diákok által elért pontszámok egyeztetésén, megvitatásán (moderáción). Elmondható, hogy a verseny rendezői körültekintő, igazságos pontozási sémát dolgoztak ki, biztosítva ezzel az objektív versenyeredményeket.

A versenyen 85 ország vett részt csapattal (ezen kívül vendégek és egyéni indulók is voltak). A ponthatárok alapján 37 aranyérmet (az elérhető 50 pontból 31,2 ponttól), 81 ezüstérmet (22,9 ponttól), 96 bronzérmet (15,3 ponttól) és 71 dicséretet (11,3 ponttól) osztottak ki. Az éremtáblázat élén az Egyesült Államok végzett 5 aranyéremmel, ezután Dél-Korea, Hong Kong és Kína következik 4-4 arany- és 1-1 ezüstéremmel. Az európai országok közül Románia 1 arany- és 4 ezüstéremmel, Szlovénia 1 arany-, 2 ezüst- és 1 bronzéremmel, Ukrajna 4 ezüst- és 1 bronzéremmel, valamint Észtország 3 ezüst- és 1 bronzéremmel volt a legeredményesebb. Az olimpia abszolút győztese Hyeokjoon Lee (Dél-Korea) lett, a legjobb mérésért járó különdíjat Stan Ionut-Gabriel (Románia), az elméleti feladatokban elért legjobb eredményért járót pedig Tong Pengyu (Kína) kapta.

A jó hangulatú díjkiosztó gálaesemény egyaránt helyet adott Alain Aspect Nobel-díjas professzor kvantumösszefonódásról szóló előadásának, valamint kamarazenei koncertnek, táncbemutatónak is. Másnap, július 25-én a magyar csapat sok élménnyel gazdagodva indult haza.

Versailles, az Apolló-kút

A jövő évi, 2026-os Nemzetközi Fizikai Diákolimpiát Dél-Amerikában, Kolumbiában rendezik meg július 4. és 12. között. A felkészüléssel és a csapatok kiválasztásával kapcsolatban minden információ megtalálható a fizika diákolimpiai szakkörök hivatalos honlapján: https://ipho.physics.bme.hu/.

Minden fizika iránt érdeklődő középiskolást bátorítunk a kitartó, eredményes felkészülésre, hiszen az IPhO nemcsak a világ legrangosabb fizikaversenye, hanem egy nagyszerű lehetőség arra is, hogy hasonló érdeklődésű fiatalok ismerkedjenek meg egymással egy különleges helyszínen.