O dwóch takich, co jako pierwsi skroplili tlen i azot

Patronami dwóch równoległych względem siebie ulic, położonych w Górnym Wrzeszczu są dwaj słynni polscy uczeni: Karol Olszewski i Zygmunt Wróblewski. Obaj byli profesorami Uniwersytetu Jagiellońskiego. Zygmunt  Wróblewski był fizykiem, Karol Olszewski – fizykiem i chemikiem. Współpracowali ze sobą w zakresie pracy badawczej. Byli pionierami kriogeniki. Wynaleźli kaskadową metodę skraplania gazów.

Poniższy artykuł napisałam na podstawie następujących źródeł: Wikipedia, „Encyklopedia Gdańska”, www.laboratoria.net, www.mec.edu.pl oraz podręcznik pt. „Chemia nieorganiczna” opracowany przez mgr inż. Zdzisława Sołtysa.

Najpierw wyjaśnię, powołując się na Wikipedię, iż kriogenika (nazwa pochodzi od dwóch greckich wyrazów: „krios” zimno i „genos” ród) jest dziedziną nauki „zajmująca się badaniem i wykorzystaniem właściwości ciał w ekstremalnie niskich temperaturach, uzyskiwaniem i mierzeniem niskich temperatur. Temperatury te nie są ściśle zdefiniowane, zwykle przyjmuje się jako graniczne temperatury niższe od −150 °C (123 K)”.

Pierwszy ze wspomnianych uczonych, Karol Olszewski urodził się w ziemiańskiej rodzinie w Broniszowie Tarnowskim na Podkarpaciu 29 I 1846 r. Tuż po jego narodzinach jego ojciec, Jan poniósł śmierć z rąk chłopów w czasie słynnej rzezi galicyjskiej.

Przyszły uczony kształcił się najpierw na Uniwersytecie Jagiellońskim (studiował tam fizykę i chemię), następnie w Heidelbergu. Po powrocie do Krakowa podjął pracę na swej Alma Mater. Najpierw został docentem, a już w 1876 r. – profesorem. Początkowo powierzono mu kierownictwo Katedry Chemii Ogólnej, a następnie Katedry Chemii Nieorganicznej.

Należał do różnych towarzystw naukowych, nie tylko polskich np. Akademii Umiejętności w Krakowie, Akademii Umiejętności w Pradze.

Był pierwszym uczonym, który na ziemiach polskich wykonał zdjęcie rentgenowskie.

Informacja o przełomowym odkryciu promieni X, dokonanym w 1895 r. przez Wilhelma Röntgena bardzo szybko rozeszła się w świecie. 5 I 1896 r. informował o tym zdarzeniu wiedeński dziennik „Die Presse”. Wkrótce wiadomość  dotarła do Krakowa.

Na Uniwersytecie Jagiellońskim Karol Olszewski wraz z kierowanym przez siebie zespołem już w styczniu tegoż roku skonstruował dość prymitywny generator promieni X. Przeprowadził wiele eksperymentów z zastosowaniem uzyskanego w ten sposób promieniowania. Pierwszym ostrym obrazem, jaki uzyskał było zdjęcie mosiężnej jaszczurki, a następnie ręki jednego ze swych asystentów, Tadeusza Estreichera. Wkrótce na prośbę krakowskiego chirurga, prof. Alfreda Obalińskiego, prześwietlił staw łokciowy jego pacjenta. Ułatwiło to temu lekarzowi postawienie właściwej diagnozy.

Prof. Olszewski zajmował się również badaniem wód mineralnych, studziennych i rzecznych w Krakowie i okolicach.

Pracował również jako chemik sądowy.

Karol Olszewski przyjaźnił się oraz współpracował z drugim, wspomnianym przeze mnie uczonym, kierownikiem Katedry Fizyki na Uniwersytecie Jagiellońskim,  Zygmuntem Wróblewskim. Urodził się on 28 X 1845 r. w Grodnie. Jako młody człowiek uczestniczył w Powstaniu Styczniowym, za co został zesłany na Syberię. Szczęśliwie zesłanie nie trwało długo. Z Syberii udał się do Berlina, gdzie podjął studia. W Monachium obronił pracę doktorską z zakresu elektryczności. Następnie odbył kilka podróży po Europie, w czasie których nawiązał kontakty z europejskimi uczonymi oraz organizował aparaturę do badań, niedostępną na ziemiach polskich.

Powrócił na ziemie polskie. Zamieszkał na stałe w Krakowie, gdzie na Uniwersytecie Jagiellońskim otrzymał kierownictwo Katedry Fizyki.

Na tej uczelni zeszły się drogi obu uczonych.

Przedmiotem badań naukowych Wróblewskiego było zachowanie gazów i metali w niskich temperaturach oraz zjawisko dyfuzji gazów. Uczonemu udało się wyznaczyć temperatury krytyczne wielu gazów, w tym wodoru. Wyjaśnię, iż temperatura krytyczna to „temperatura, powyżej której zanika różnica gęstości między stanem gazowym a ciekłym danej substancji, a w związku z tym niemożliwe jest skroplenie gazu pomimo wzrostu ciśnienia. Mówi się, że taka substancja jest w stanie nadkrytycznym” (Wikipedia).

Zygmunt Wróblewski jako pierwszy uczony wytworzył klatrat dwutlenku węgla w wodzie, czyli „strukturę nadcząsteczkową mającą krystaliczną budowę”, w której „cząsteczki dwutlenku węgla są uwięzione w sieci krystalicznej lodu” (Wikipedia).

Jak wspomniałam obaj uczeni współpracowali ze sobą w swej pracy badawczej. 5 IV 1883 r. jako pierwsi na świecie dokonali skroplenia tlenu, a w kilka dni później – azotu.

Jak wyjaśnia mgr inż. Zdzisław Sołtys skraplaniem gazów zajmowali się uczeni od dawna. Przykładowo należał do nich Michael Faraday, któremu udało się skroplić prawie wszystkie znane gazy z wyjątkiem tlenu, azotu, wodoru, metanu, tlenku azotu i tlenku węgla. „Otrzymały one nazwę gazów trwałych. Nie ulegały skropleniu przy zastosowaniu ciśnienia wynoszącego nawet kilka tysięcy atmosfer”. Olszewski i Wróblewski doszli do wniosku, że należy dążyć do „możliwie dalej idącego oziębienia skraplanego gazu”. Do schłodzenia gazu zastosowali etylen wrzący pod zmniejszonym ciśnieniem. Dzięki temu osiągnęli temperaturę minus 136 st. Celsjusza. W ten sposób oziębiony tlen dał się skroplić przy pomocy ciśnienia niewiele przewyższającego 20 atmosfer. To był niewątpliwy sukces. W ciągu kolejnych tygodni uczeni ci skroplili azot, tlenek węgla i powietrze.

Zestalili też dwutlenek węgla i alkohol, do czego użyli wynalezionej przez siebie kaskadowej metody skraplania gazów pod zmniejszonym ciśnieniem.

Jak podaje Wikipedia metoda ta „wykorzystuje coraz niższe temperatury skraplania kolejnych gazów. Metodę tę stosuje się pod zmniejszonym ciśnieniem, kolejne skroplone i wrzące gazy obniżają temperaturę dla kolejnych skropleń w niższych temperaturach”.

Sam Karol Olszewski dokonał również zestalenia chloru, chlorowodoru, eteru, azotu, metanu i tlenku azotu. Uczony ten prowadził także badania nad właściwościami różnych substancji w niskich temperaturach.

Pierwszy z owego duetu uczonych zmarł Zygmunt Wróblewski. Doszło do tego w wyniku tragicznego wypadku, jaki miał miejsce późnym wieczorem 25 III 1888 r. w laboratorium w gmachu „Collegium Physicum” UJ. Profesor pracując nad nową publikacją wylał na swoje ubranie zawartość lampy naftowej. W płonącym ubraniu wybiegł na dziedziniec, gdzie dwaj studenci stłumili ogień swymi płaszczami. Wróblewski został stamtąd przewieziony do szpitala, gdzie zmarł 16 – ego kwietnia w wyniku rozległych oparzeń. Został pochowany na Cmentarzu Rakowickim w Krakowie.

W 1976 r. decyzją Międzynarodowej Unii Astronomicznej jego nazwiskiem nazwano jeden z kraterów na Księżycu. Jest także patronem IX Liceum Ogólnokształcącego w Krakowie.

Prof. Karol Olszewski zyskał bardzo duże uznanie w międzynarodowym środowisku naukowym. W dziedzinie skraplania gazów stał się jednym z największych światowych autorytetów. Dlatego kilkakrotnie zgłaszano jego nazwisko do Nagrody Nobla.

Zdaniem prof. Andrzeja Kajetana Wróblewskiego (z Instytutu Fizyki Doświadczalnej UW) – obok takich sławnych polskich uczonych Marii Skłodowskiej – Curie, Mariana Smoluchowskiego, Mariana Danysza i Jerzego Pniewskiego, którzy wnieśli znaczący wkład do światowej fizyki XX w. – Karol Olszewski dokonał odkryć na miarę Nagrody Nobla.

Karol Olszewski zmarł 24 III 1915 r. Został pochowany na Cmentarzu Rakowickim w Krakowie. Ceremonię pogrzebową poprzedziły uroczystości żałobne w gmachu „Collegium Chemicum” – z udziałem zarówno władz miasta, jak i uczelni.

W 2018 r. szczątki obu uczonych zostały przeniesione do Panteonu Narodowego w kościele św. Piotra i Pawła w Krakowie.

W zbiorach Muzeum Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie znajduje się sala im. Karola Olszewskiego. Można w niej zobaczyć wyposażenie pracowni tegoż uczonego, w tym aparat do skraplania gazów z 1884 r. wykonany według jego własnego projektu oraz rekonstrukcję jego aparatu rentgenowskiego, a także pierwsze radiogramy.

W tymże Muzeum jest również przechowywany nadpalony blatu biurka wraz z resztkami lampy naftowej, przy którym w feralny wieczór w marcu 1888 r. pracował Zygmunt Wróblewski.

W naszym mieście po zakończeniu II wojny światowej dwie równoległe względem siebie, a położone w pobliżu Politechniki Gdańskiej ulice zwane dotychczas: Friedensstraße i Heimatstraße przemianowano odpowiednio na: Karola Olszewskiego i Zygmunta Wróblewskiego.

Maria Sadurska