Mérföldkő a fizikában: magyar tudósok sikere is

Noha nem ez volt az elsődleges cél, újabb megerősítést nyert Albert Einstein relativitáselmélete: egy magyar-francia-német tudóscsoport számítógépes modellezéssel bebizonyította, hogy az atomnál kisebb részecskék szintjén is érvényes az E=mc2 képlet.

Az elemi részecskék nagy részét ismerjük, de ezeket nagyon nehéz pontosan leírni. Egy tizenkét fős magyar-német-francia tudóscsoport számítógépes szimulációval egy egzakt matematikai formula alapján a protont felépítő kvarkok energiájának értékét próbálta meghatározni. A kapott elméleti eredmény nagy pontossággal megegyezett a mérésekkel. Ennek az eredménynek Einstein is örülne, mivel ily módon bebizonyosodott, hogy helyes az Albert Einstein által 1905-ben felállított egyenlet, amelynek lényege, hogy az anyag tömege egyenértékű az energiával, és fordítva, az energia egyenértékű az anyag tömegével.

Fodor Zoltán
Fodor Zoltán

Az előbb említett nemzetközi tudóscsapat vezetője Fodor Zoltán professzor. A Science magazin tegnapi számában megjelent cikk további két magyar szerzője Katz Sándor, az ELTE Elméleti Fizika Tanszékének adjunktusa és Szabó Kálmán, a wuppertali egyetem fizikusa. A jelenleg a németországi Wuppertalban élő Fodor és munkatársai a világ egyik legerősebb szuperszámítógépének segítségével becsléseket végeztek, így próbálták meghatározni az atommag részecskéinek, a protonoknak és a neutronoknak a tömegét. A Wuppertalhoz közeli Jülichben található szuperszámítógép kapacitásának felét csaknem egy éven át erre a feladatra fordították. Ez idő alatt a gép nem kevesebb, mint tíz a huszadik hatványon műveletet végzett.

Katz Sándor
Katz Sándor

A Science cikke szerint a csoportnak sikerült megállapítania, hogy a protonok tömegének zöme (több, mint 95 százaléka) a részecskék mozgási energiájából és a közöttük lévő kölcsönhatásból tevődik össze. A részecskefizikát leíró elmélet szerint az atommag protonjai kvarkokból épülnek föl, s a kvarkok közötti kölcsönhatást elemi részecskék, gluonok biztosítják. Mostanáig azonban nem sikerült tisztázni, hogyan is tevődik össze ezekből a proton tömege: a gluonok ugyanis tömeg nélküli részecskék, a kvarkok pedig a proton össztömegének mindössze pár százalékát adják. A kutatási eredmény, amely szerint a protonok tömegének hiányzó része a kvarkok és gluonok mozgási energiájából és kölcsönhatásából tevődik össze, bizonyíték arra, hogy az einsteini képlet a tömeg és az energia egyenértékűségéről az atomnál kisebb részecskék szintjén is igaz.

Szabó Kálmán
Szabó Kálmán

Katz Sándor szerint ez az eredmény is kijött, de ők valójában azt elemezték, hogy az úgynevezett kvantum-színdinamika helyesen írja-e le a protonon belüli kvarkok és gluonok kölcsönhatását. Kiderült, hogy helyesen írja le, és ennek jelentőségét a konkurencia is elismeri. Ahogy Andreas Kronfeld, a Chicago melletti Fermilab intézet vezető kutatója a Science magazin ugyanazon számában írja: ez a kutatási eredmény "az elméleti fizika elmúlt 30 évének egy mérföldköve".

Top cikkek
Érdemes elolvasni
Vélemény
NOL Piactér

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.