Barczi Bay Zoltán Lajos (nevének ejtése: Bai) (Gyulavári, 1900. július 24. – Washington, 1992. október 4.) magyar fizikus, a Magyar Tudományos Akadémia tagja, a Világ Igaza kitüntetés birtokosa. A 20. század világviszonylatban is meghatározó természettudósai és feltalálói közé tartozik. Úttörő munkásságának nagy eredménye, hogy megalapozta azt, hogy a radarcsillagászat mint új tudományág létrejöhetett. Nevéhez fűződik a magyar Hold-radar-kísérlet, a fotoelektron-sokszorozó és a fénysebességre alapozott méterdefiníció.
Református lelkészcsaládba született. Gimnáziumi tanulmányait a Debreceni Református Kollégiumban végezte. A Pázmány Péter Tudományegyetemen matematika–fizika szakon tanult tovább. Tanulmányai befejezése után oktatói kinevezést kapott az Elméleti Fizika Intézetbe, és 1926-ban a legmagasabb kitüntetéssel szerezte meg doktori fokozatát. Négy évig Berlinben volt ösztöndíjas, majd hazatérte után az Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt. laboratóriumában és a Budapesti Műszaki Egyetemen folytatta kutatásait.
Ő vezette azt a csoportot, melynek Európában először sikerült radarvisszhangot észlelnie a Holdról. 1945-ben a Magyar Tudományos Akadémia rendes tagja lett. 1946-ban tudományos munkásságának elismeréséül megválasztották az MTA Matematikai és Természettudományi Osztálya elnökévé. A hatóságok zaklatásai elől 1948-ban emigrációba kényszerült, és az Amerikai Egyesült Államokban a George Washington Egyetemen lett a kísérleti fizika professzora. Emigrálása miatt 1949-ben magyar állampolgárságától megfosztották, és akadémiai tagságát megszűntnek tekintették. A rendszerváltást követően 1989-ben a Magyar Tudományos Akadémia tiszteleti tagjává választotta, és akadémiai tagságának folytonosságát ismerte el.
Az emigrációja miatt – melyet a korabeli szóhasználattal disszidálásnak neveztek – 1949-ben megvont magyar állampolgársága visszaadása érdekében 2016 októberében petíciós kezdeményezés indult. Erre való tekintettel a Miniszterelnökség megvizsgálta a kérdést, és 2019 áprilisában megállapították, hogy valójában a magyar állampolgárságtól megfosztó határozatok hatályának megszűnéséről szóló 1990. évi XXVII. törvény alapján Bay Zoltán állampolgárságának megvonása is hatályát vesztette, az özvegyét korábban rosszul tájékoztatták. Így valójában a rendszerváltás óta ismét magyar állampolgár volt.
Nevét őrzi többek között az informatikai és hírközlési miniszter által 2004-ben alapított, majd a nemzeti fejlesztési miniszter által 2014-ben újra alapított Bay Zoltán-díj, amelyet az űrkutatás jeles magyar kutatói vehetnek át, valamint az ő nevét viseli a (95954) Bayzoltán = 2003 QQ29 jelű kisbolygó, melyet Sárneczky Krisztián és Sipőcz Brigitta fedezett fel 2003. augusztus 23-án Piszkéstetőn. Nevét viseli a Magyar Napfizikai Alapítvány, égisze alatt működő Gyulai Bay Zoltán Napfizikai Obszervatórium (GSO) ill. a Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Kft.
Családja Apja, barczi Bay József református lelkész (Alsókálosa, 1858. november 28. – Gyulavári, 1910. november 11.). Anyja Böszörményi Julianna (Árpád, 1864. – Zsadány, 1931.) Egyik bátyja Bay József református lelkész (Gyulavári, 1891. augusztus 18. – Budapest, 1984. augusztus 1.), másik bátyja Bay Géza jogász (Gyulavári, 1898. – Szatmárnémeti, 1942.)
Három lánytestvére: Jolán; Róza Julianna és Julianna Jolán korán elhunyt tífuszban. Húga Bay Erzsébet zongoratanár (1904–1990).
A dédapja még telkes jobbágy volt, de fia, vagyis a fizikus nagyapja Bay Pál Gömörújfalun született 1824-ben, és uradalmi kasznárként dolgozott. Gyermekei folytatták a családi felemelkedést és idősebb Bay József református lelkész lett. Ő vette fel a barczi előnevet. Segédlelkészként került Árpádra Böszörményi Károly mellé, akinek egyik lányát, Juliannát 1890-ben vette feleségül.A családba benősülő történész, Szabó István kutatta Bay Zoltán családfáját az Országos Levéltárban.
A Böszörményi-Szabó úgynevezett „ároni” család, hiszen férfitagjai legalább háromszáz éven át lelkészek voltak, és a nők közül is többen mentek feleségül lelkészekhez. Isten parancsa szerint: „Áron fiai legyenek a papjaim” (Áron Mózes testvére volt), és ezért a reformátusok így nevezik azokat a családokat, akik több generáción át adnak lelkészeket egyházuknak. Ebben a családban Böszörményi Sz. Petrus az első ismert ős, aki már 1607-ben lelkészként szerepelt a wittenbergi magyar bursa névsorában.
Iskolás évei Burokban született, így már születése nagy veszélyt hozott, de sikeresen vette élete első megpróbáltatását. Későbbi életére is hatással volt, hogy burokban született. Rendre reménytelen feladatokkal küzdött meg. Kiskorában hajszálon múlott élete, abban az időben legveszélyesebb gyermekkori fertőző betegségek közül megkapta a torokgyíkot. Olyan súlyos állapotban volt, hogy az orvosok már lemondtak róla, ő azonban – köszönhetően talán édesanyja ápolásának – felépült a súlyos betegségből.
Elemi iskoláit szülőfalujában, a Gyulavári Református Felekezeti Fiúiskolában végezte, majd édesapja halála után édesanyjával Debrecenbe került, ahol a Református Kollégium Gimnáziumában folytatta tanulmányait. Osztálytársa volt többek között Csanak Béla operettszerző, Gulyás Pál költő, Törő Imre orvosbiológus, hisztológus, az MTA tagja. Szabó Lőrinc költő, műfordítóval pedig a nyolc gimnáziumi év alatt egymás mellett ültek.Szabó Lőrinc: Az első tízperc (Tücsökzene 94.) Itt ismerkedett meg a 20. század nagy irodalmi egyéniségeivel, Illyés Gyulával, Németh Lászlóval és Zilahy Lajossal. Nagy hatással volt rá a művészet, és sokáig nem tudott dönteni, hogy a természet- vagy a társadalomtudományokat válassza-e élethivatásul. Példaképe, Eötvös Loránd volt a „döntőbíró”, amikor megismerkedett a fizikus munkásságával. A tudomány mellett a zene bűvöletében is élt. Negyedik gimnazista korától járt a Városi zeneiskolába, és megtanult jó szinten zongorázni.Nem lett zongorista, de élete vége felé a Washington D. C. melletti Chevy Chase-i házában szívesen játszott baráti társasága számára. Kimagasló zenei ismeretei és képességei nagyban segítették későbbi sikeres kísérleti fizikusi pályafutását. Felvetődött benne, hogy zenei pályán fog tovább tanulni. A természettudományok felé Jakucs István gimnáziumi fizikatanára mellett nagy példaképe, az előző évben elhunyt kiváló fizikus, feltaláló, Eötvös Loránd egyénisége is vonzotta.
A gimnázium után Budapestre került, a Pázmány Péter Tudományegyetemen szerzett diplomát. Egyetemi évei alatt végig tagja volt az Eötvös-kollégiumnak, amely a tehetséges fiatalok képzésének adott otthont. Egyetemi tanulmányainak befejezése után az egyetem Elméleti Fizikai Tanszékén lett tanársegéd. 1926-ban a legmagasabb kitüntetéssel (sub auspiciis gubernatoris, azaz: kormányzógyűrűs doktorátussal) szerezte meg a doktori fokozatát fizikából. Disszertációja az átlátszó közegek magnetooptikájának molekuláris elméletéről szólt, mellyel csatlakozott a fizika új fejlődési irányához, az atomfizikához. Címe: Az átlátszó közegek magneooptikájának molekuláris elméletéhez.
A Berlini Egyetemen Tanulmányai befejezése után négy évet töltött Berlinben, az első két évet a Collegium Hungaricum, a második kettőt a Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaften ösztöndíjával. A német főváros ebben az időben élte fénykorát, ugyanis nem kisebb fizikusok dolgoztak itt, mint Max Planck, Albert Einstein, Erwin Schrödinger és Max von Laue. Az első évben a Physikalisch Technische Reichsanstaltban (Birodalmi Fizikai-Műszaki Intézet) folytatott kutatómunkája során Werner Steinerrel együttműködve a hidrogénmolekula folytonos színképén alapuló, új, nagyenergiájú ultraibolya fényforrást fejlesztett ki. Ezt az ún. Bay-Steiner-féle lámpát a spektroszkópiai kísérletekben ultraibolya fényforrásként használják.
1927 és 1930 között a berlini egyetem Fizikai-Kémiai Intézetében dolgozott Max Bodenstein mellett. Itt érte el első nemzetközi jelentőségű sikerét, miután az aktív gázokon az általa kifejlesztett teljesen új módszerrel a Werner Steinerrel közösen elvégzett kísérlettel először bizonyították be spektroszkópiai úton, hogy az aktív nitrogéngáz szabad (naszcensz) nitrogénatomokat tartalmaz.
Az eredmények elismeréseként 1930-ban – Bodenstein javaslatára – a Szegedi Egyetem Elméleti Fizikai Tanszékének elméleti fizika professzora lett.
Nemcsak oktatott, kísérletezett, hanem Laue berlini vitaüléseinek mintájára rendszeres fórumokat szervezett az elméleti és kísérleti fizika aktuális problémáiról. A gázkisülések vizsgálata után az elemi részecskék számlálása felé fordult figyelme.
Míg Szegeden tevékenykedett, barátságot kötött Riesz Frigyessel, Haar Alfréddal, s nem utolsósorban Szent-Györgyi Alberttel.
Magyarországon 1930-tól 1936-ig egyetemi tanár a szegedi egyetem elméleti fizikai tanszékén. Szegeden folytatta a kondenzált gázkisülések fizikai problémáinak még Berlinben megkezdett vizsgálatát, és találmányaira szabadalmat kapott. 1936-ban habilitált a Pázmány Péter Tudományegyetemen.
A szegedi orvostudományi karon Purjesz Béla és Rusznyák István orvosprofesszorok kérésére új rendszerű elektrokardiográfot tervezett, amely széles frekvenciatartományban, torzításmentesen regisztrálta a szív működését. Később kidolgozta a szívritmus-szabályozó elvi alapjait. Ennek megvalósítására az Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt. vezérigazgatójává és a gyár budapesti laboratóriumának vezetésével való megbízása miatt nem került sor. Aschner Lipót, az Egyesült Izzó első embere támogatta abban is, hogy olyan kísérleteket is végezhessen, melyek nem köthetőek a gyár érdekéhez. Így végezhetett kísérleteket az elektronsokszorozóhoz kapcsolódó részecskeszámlálás területén, valamint a magyar Hold-radar-kísérlet érdekében is.
1936-ban a kutatómunkát Budapesten, az Egyesült Izzó laboratóriumban és a Budapesti Műszaki Egyetemen folytatta. E laborban – a többi magyar laborral ellentétben – megfelelő anyagi lehetőségek és kiváló szakembergárda állt rendelkezésére. Itteni munkája során több találmányára kapott szabadalmat, úgymint:
nagyfeszültségű gázcsövek, fénycsövek és elektroncsövek kifejlesztése, elektrolumineszcenciára vonatkozó szabadalom, rádió-vevőkészülékek áramköreinek kifejlesztése, deciméteres rádióhullámú technika.
1937-ben a Magyar Tudományos Akadémia levelező tagja lett. 1938-ban, az Egyesült Izzó támogatásával megszervezte a BME-n az Atomfizikai tanszéket. Tervezte, hogy létrehoz egy másfél millió voltos részecskegyorsítót, de ez a II. világháború miatt nem készülhetett el (Simonyi KárolyA név több helyen, többek között a forrásként megadott linken hibásan Simon Károlyként szerepel. fejezte be 1951-ben).
Emellett folytatta kísérletsorozatát, amelynek eredménye az elektronsokszorozás, más néven fotoelektron-sokszorozó elvén alapuló részecskeszámláló. Berlinben ismerte meg az 1954-es fizikai Nobel-díjas Walther Bothét, aki Hans Geigerrel végzett a kialakuló új tudományág, a kvantummechanika fejlődésének alappilléreivé váló kísérleteket. E kísérletek hatására kezdett a koincidenciamérésekA magfizikában a különböző detektorok által rögzített jelek időbeli egybeesését koincidencia mérések során vizsgálják, aminek célja annak megállapítása, hogy a regisztrált beütések ugyanazon fizikai eseményből származnak-e. kivitelezésének tökéletesítésére az elemi részecskék számlálásával foglalkozni. Útmutatásai alapján készített Geiger-csöveket két tanítványa, Papp György és Szepesi Zoltán, akiknek a disszertációja a másodlagos gamma-sugárkibocsátás intenzitáseloszlásának mérésével foglalkozott. A mérés sebességében a döntő javulás azonban csak akkor következett be, amikor Bay az elektronsokszorozó bevezetésével teljesen új számlálási elvet valósított meg. Az 1938. évi felfedezés után többen kértek tőle fotoelektron-sokszorozót, köztük Werner Heisenberg és Neumann János is.
260px|bélyegkép|jobbra|Igazolás, hogy Bay Zoltán a nemzeti ellenállási mozgalomban és a fasizmus elleni harcban önfeláldozó magatartást tanúsított