REJTVÉNY: Asztro-részecskefizika
(Rovat: Távoli világok kutatói, A hét képe - 2008.11.13 09:03.)

A részecskefizika számára a kezdeti univerzum nem volt egyéb, mint egy költségvetési megszorítások nélkül üzemelő gyorsító.

A bevezetőben idézett mondatot Leon Lederman Az isteni a-tom című könyvében olvashatjuk. „Ha közvetlen környezetünkben körülnézünk, azt találjuk, hogy a világ főleg földből, vízből, levegőből [...] meg az emberi civilizáció termékeiből áll. Tágabb környezetünkben azonban – ahogyan a távcsövekre szerelt spektroszkópok is bizonyítják – leginkább csak hidrogént és héliumot találunk. Ez a két elem alkotja az univerzum 98 százalékát, a többi kilencvenegynéhány a maradék két százalékon osztozik. Nos, ugyanez a 98 százalék jött ki a kozmológusoknak is a Nagy Bumm modelljéből, sőt a modellekből ki tudták számolni sok más elem relatív mennyiségét is.

Annak idején az a bizonyos hihetetlenül sűrű tűzgömb magában foglalta a ma megfigyelhető összes [...] galaxist [...], és mindezt sokkal kisebb térfogatban, mint egy tű hegye, bármit is értsünk konkrétan egy tűhegynyi térfogaton. Ebben a mikroszkopikus univerzumban a gravitáció roppant hatású (de jelenleg csak kevéssé megértett) erőként dühöngött. A hőmérséklet 10²³ kelvin körüli volt – nem csoda, hogy a túlzsúfolt és túlhevült anyag a legelemibb alkotórészek formájában volt jelen. A kvarkok és leptonok (vagy esetleg még elemibb részeik) 10¹⁹ GeV átlagos energiával lökdösték és morzsolták egymást. [...]

Ahogy aztán tágultunk és hűltünk, az ütközések hevessége alábbhagyott. A kvarkok egy idő után képesek lettek stabilan egymáshoz kapcsolódni, létrehozva a protonokat, a neutronokat és a sok egyéb hadront. [...] A Kezdet után kb. három perccel csitult el annyira a kavargás, hogy már a protonok és a neutronok is többé-kevésbé állandó párt találtak maguknak: megszülettek az első atommagok. A kozmológusok ezt a korszakot a nukleoszintézis korának nevezik. A magok fizikájáról már elég sokat tudunk [...], ki tudjuk tehát számítani, miféle kémiai elemek jöttek létre akkor, és milyen arányokban. [...]

A nukleoszintézis számításai a standard kozmológiai modell sikerét hozták: az elemek mért és számított arányai megegyeztek. [...] Az ilyen és ehhez hasonló vizsgálatokban jól látszik a belső és a külső tér kapcsolata. A részecskefizika számára a kezdeti univerzum nem volt egyéb, mint egy költségvetési megszorítások nélkül üzemelő gyorsító. Mikor a benne lezajlott folyamatok eredményeit ma észleljük, és azokból visszafelé következtetünk, hasonlóan járunk el, mint saját szerényebb laboratóriumainkban. Csak a folyamat és a megfigyelt eredmény közt eltelt idő tér el némiképp. Ami nemcsak hátrány, de előny is: kinek volna türelme Genfben vagy Bataviában évmilliárdokat kivárni, ha történetesen egy reakció ilyen távoli hatása felől tudakozódik?”

Egy asztro-részecskefizikai konferencia poszterének részlete. (Kép: Ohio State Univ.)

Egy viszonylag új tudományág, az asztro-részecskefizika épp ilyen problémákkal, a kozmikus eredetű elemi részecskékkel foglalkozik. Kutatási területei a részecskefizikát, az asztrofizikát és a kozmológiát érintik. Szakértői két rangos nemzetközi folyóiratban publikálhatják eredményeiket: az Astroparticle Physics 1992 óta jelenik meg, a Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2003-ban látott napvilágot. Érdekes, hogy mindkét folyóirat első kötetének első cikke ugyanazzal a fajta az elemi részecskével foglalkozik.

Mostani feladványunkban arra kérdezünk rá, hogy melyik elemi részecskéről lehet szó? Kiegészítésül – és talán segítségül – arra is kíváncsiak vagyunk, hogy ki volt az a néhány éve elhunyt neves magyar fizikus, aki nemzetközi szinten is kiemelkedő eredményeket ért el ennek a részecskének a kutatása területén? Ő egyébként 1980 és 1986 között az űrkutatásban tevékenykedő szervezeteket összefogó Nemzetközi Asztronautikai Szövetség (IAF) alelnökeként is dolgozott. A megfejtéseket a cikk alján látható űrlap kitöltésével kérjük beküldeni. A válaszok beérkezésének határideje 2008. november 21. (péntek) éjfél. A helyes megfejtők között a Typotex Kiadó jóvoltából Leon Lederman Az isteni a-tom című könyvének egy példányát sorsoljuk ki.