A világegyetem keletkezésével, az ősrobbanással foglalkoznak – áttételesen – azok a tudósok, akik a nehézionok ütközésével próbálnak következtetni a „Big Bang” utáni történésekre. Ilyen kísérleteket az európai Nagy Hadron Ütköztető (LHC) mellett az amerikai Brookhavenben működő RHIC gyorsítóban is végeznek. A napokban a témával kapcsolatos tudományos eredményeket Budapesten vitatták meg magyar, japán és amerikai fizikusok.

Itt volt többek között Bill Zajc, a Columbia Egyetem professzora, a „tökéletes folyadék” megtalálását néhány éve bejelentő kutatócsoport vezetője. Ez a felfedezés azért volt nagy jelentőségű, mert kiderült, hogy a 10 mikroszekundummal a világegyetem keletkezése után keletkezett kvark-gluon-plazma (vagy más néven: kvarkleves) háromszázszor folyékonyabb a víznél. Ez azért meglepő, mert az ilyen iszonyatosan forró anyagról sokan korábban azt gondolták, hogy valamiféle gázszerű halmazállapotban van. (A plazmát, illetve „kvarklevest” elemi részecskék, kvarkok és gluonok alkotják.)

Zajcék felfedezése óta egy Ungváron született magyar tudós, az ELTE-n tanult Petreczky Péter kidolgozott egy olyan számítógépes modellt, amellyel a kvarkleves állapotát leíró egyenletet lehet kiszámolni. (Állapotegyenlete a hétköznapi gázoknak is van, ezt az iskolákban ismert pV=NkT egyenlet írja le, a nyomás (p), a térfogat (V) és a hőmérséklet (T) arányait tükrözve, N számú atom esetén. A „k” a Boltzmann-állandó, amelyet mérésekkel is igazolni lehet.)

Petreczky kvarklevesre kidolgozott állapotegyenletében az energia a hőmérsékletnek nem az első, hanem a negyedik hatványával arányos. Tehát a Nap belső hőmérsékleténél is sokszorosan forróbb kvark-gluon-plazmában természetesen egészen más állapotban van az anyag, mint a normál gázok esetében.

Petreczky a hvg.hu-nak elmondta azt is, hogy a számítógépes modellje segítségével az asztrofizikusok és más tudósok következtetéseket vonhatnak le a világegyetem szerkezetére vonatkozóan is. A kvark-gluon-plazma tulajdonságai ugyanis jelentősen befolyásolhatták az ősrobbanás után az univerzum kialakulását. Persze a 10 mikroszekundummal a Big Bang után lévő állapotot nem lehet rekonstruálni, bizonyos részecskék azonban akár ki is szabadulhattak akkor a „kvarklevesből”, amik a ma sokat vitatott sötét anyag – ha megtalálják egyszer – alkotóelemei is lehetnek.

bnl.gov

A sötét anyag keresése természetesen nem a részecskegyorsítókban dolgozó fizikusok dolga, Petreczky modellje Bill Zajc számára fontos, aki a tökéletes folyadék tulajdonságait kutatja. A sokadik generációs szlovén származású amerikai professzor viszont azt mondta lapunknak, hogy a Higgs-bozon felfedezése után most az olyan közismert elemi részecskékkel kapcsolatban vár újabb eredményeket, mint például az elektron. Ha például megtalálnák ennek a negatív töltésű részecskének a szuperszimmetrikus párját a „szelektront” (selectron), és más részecskéknél is bebizonyosodna ezeknek a „szuperszimmetrikus pároknak” a léte, az nagy előrelépést jelentene a fizikában. (Az elektronnak többféle párja is lehet, pozitív töltésű megfelelője a pozitron, amelyet már régebben ismernek. A szelektron az elektron „forgását” jellemző „spin” szempontjából lehetne párja ennek a részecskének.)

Az újságírókkal találkozott Nagamija Sodzsi professzor is, aki Japán egyik legelismertebb nehézion-fizikusa, és aki a „forró és sűrű, erősen kölcsönható kvarkanyag fizikájának” nevezett tudományterület egyik megalkotója volt az egész világon. (Az erős kölcsönhatás tartja össze az atommagokat – a protonokat és a neutronokat -, de a forró és sűrű „kvarklevesben” is ez a kölcsönhatás érvényesül.)

Nagamija professzor egyébként rendszeres látogató Budapesten, és nagyapai örökségének, a magyar dzsúdó oktatásának rendszeres támogatója. Nagyapja, Szaszaki Kicsiszaburo volt az első szakképzett dzsúdóoktató Magyarországon, aki Európában először nálunk kezdte meg a Kano-féle modern cselgáncs meghonosítását, tanítványai számára írt könyve pedig az első, nem japán nyelven íródott dzsúdó-szakkönyv.

Az önálló tudományterület létrehozó Nagamija professzort arról kérdeztük, hogy mi lehet a jövője a magfizika és a nehézion-fizika e bonyolult határterületének, az erős kölcsönhatáson alapuló kvarkanyagfizikának. A japán professzor minderről csak annyit mondott, hogy a biofizikában és az orvostudományban remélhetőleg hamarosan megjelennek az első olyan berendezések, amelyek minden korábbinál hatékonyabbak és alaposabbak lehetnek a rákos daganatok gyógyításában, valamint a megelőzésükben és diagnosztizálásukban.