Lukács Béla: Utazás a Nobel-díj körül

Lukács professzor akkor mindehhez hozzátette: ennek leginkább Peter Higgs, az angol elméleti fizikus örülhet, hiszen lassan ötven éve várja, hogy kitisztíttassa a frakkját és átvegye a svéd királytól a Nobel-díjat a róla elnevezett bozonért…

Ami azt illeti, az a frakk hamarosan útnak indulhat a pucerájba, ugyanis december 10-én a svéd király Peter Higgsnek (és François Englertnek) nyújtja át a 2013-as fizikai Nobel-díjat, nem mellesleg a fejenként 140-140 millió forintnak megfelelő svéd korona kíséretében, ezért a bizonyos Higgs-bozonért.

Jó egy éve ugyan már tettünk egy kísérletet megérteni, hogy mi fán terem ez a bizonyos Higgs-bozon, de most vegyük át még egyszer a tanultakat… Nos, a dolog úgy áll, majdnem biztos, hogy az univerzumban nem több és nem kevesebb, mint 12 anyagi részecske létezik.

– Alig hinném – szól közbe Lukács professzor, hogy ezzel máris tönkretegye szépen indult elméleti fejtegetéseinket.

– De hát a karlsruhei meg a Humbolt egyetem kutatói szerint… – próbálom menteni a menthetőt.
– Azt hiszem, mégiscsak át kell vegyük előbb a kvarkokat – int feddőleg a prof. És hiába próbálok kitérni ötlete elől (van nekem épp elég bajom a bozonokkal is), nekiállunk a kvarkoknak. – Mert ezek alkotják az anyagot, amelyből a világegyetem felépül. Ha nem tudná (naná, hogy nem tudom!), ezekből lesznek a protonok és a neutronok. Hat kvark van, ebből a magfizikusok többet ismernek is, de például a hatodikat még ők sem látták, csak elméleti számítások utalnak rá. Na most, mindegyik kvark létezik háromféle színben, akkor ugyebár 18-féle részecskénél tartunk, és mindegyikhez tartozik egy antikvark is, tehát máris 36 elemi részecske van. És akkor ehhez jönnek a kölcsönhatást közvetítő részecskék, amelyek vagy 12-en, esetleg 24-en is lehetnek, így hát akár 60 elemi részecskéről beszélhetünk.

– A kölcsönhatást közvetítő részecske nemdebár az a bizonyos Higgs-bozon? Amit tavaly júliusban láttak először a világ legnagyobb részecskegyorsítójában, a svájci CERN-ben ügyködő tudósok, s ez volt a Marsra szállás mellett 2012 legnagyobb tudományos felfedezése. És akkor ön szerint nem is ez az egy, ötven év után végre-valahára előkerült bozon létezik, hanem 12 vagy akár 24 is? Hány frakkot visznek még a bozonosok a tisztítóba?
– Elég legyen annyi, hogy Peter Higgs nem a bozonok számát határozta meg, hanem azt mondta, kell lennie olyan részecskének is, amely tömeget ad a többi, tömeggel nem rendelkező részecskének. Mert az mégiscsak furcsa lenne, ha tömeggel nem rendelkező anyagokból épült volna fel az univerzum, nem? A CERN-ben is legalább kettőt láttak belőlük, bár vita van, hogy esetleg mérési pontatlanságról volna szó, de most a CERN éppen leáll, meglehet, 2015-ig tart a karbantartása, s addig az elméleti fizikusoké a terep, akik állítják, hogy legalább tucatnyi a Higgs-féle bozonok száma.

– Ha jól tudom, Higgs úgy próbálta megmagyarázni a bozon működését a magamfajta laikusnak, hogy az olyan, mint amikor Margaret Thatcher, a példázatbeli idő angol miniszterelnöke végigmegy a képviselőkkel teli parlamenti folyosón, és ahol beszédbe elegyedik, akkor ott azonnal kisebb csődület támad, ilyenkor ott nagyobb lesz a tömeg, de amikor továbbmegy, megszűnik a csoportosulás. Ez nagyon is szemléletes példája annak, hogyan is adott Margaret Thatcher tömeget a tömeggel amúgy nem rendelkező képviselőknek, de manapság ugyebár az angol miniszterelnököt David Cameronnak hívják; mi van az ő tömegével?
– Vagyis, ha jól értem, azt kérdi: mi végre ez a tudományos felbuzdulás? De kérdezhetné azt is: mi végre vagyunk a Földön? Vagy még inkább azt: hogyan lettünk? Az emberiséget időtlen idők óta foglalkoztató kérdések ezek, s a válaszokhoz csak lassan kerülünk közelebb. Ha fölnéz az esti égboltra, s mindenütt csillagokat, fénylő égitesteket lát, jó, ha tudja, a világegyetem alig 5 százalékát látja. S nemcsak ön, hanem a tudomány is: meglehetősen kevés ismeretünk van a többi 95 százalékról. A többi a sötét anyag vagy a sötét energia; az anyag egyelőre ismeretlen formája. Mit tudunk erről? Mi van ott? A kérdés értelmezhetetlen. A világ tágul, állandóan térfogatot teremt magának, vagyis nincs határa. Jelenleg 11 milliárd fényévre látunk el, vagyis olyan messzire, ameddig a másodpercenként 300 ezer kilométeres sebességgel haladó fény 11 milliárd év alatt jut el – hadd ne mondjam el ezt a számot kilométerben –, addig tehát biztosan nincs vége az univerzumnak, ráadásul a tér görbül is… És azt is látjuk, hogy félmilliárd fényévnél nagyobb alakzatokat, galaxisokat sem találni út közben. Mindezt, vagyis az elemi részecskék és a köztük ható erőket leíró elmélet, az úgynevezett Standard Modell rögzíti, de ehhez eddig hiányzott a Higgs-bozon. Ám a Standard Modell csak az általunk tapasztalt, ötszázaléknyi világban működik, de valószínűleg nem lesz érvényes a sötét világ, a sötét energia 95 százalékos univerzumában.

– Miért, arrafelé már nem hatnak a Higgs-bozonok?
– A csuda tudja. Lehet, hogy hatnak, s ott is van valamilyen anyag, de az egy meglehetősen furcsa anyag lesz. Például a nyomása negatív.

– Ezt hogy értsem?
– Hogy nem nyom, hanem szív… De az is lehet, hogy ott nincs semmi, hanem az egész csak egy szám, az úgynevezett kozmológiai állandó, amit egyébként az ugyanezért fizikai Nobel-díjat kapó amerikai-ausztrál tudósok előtt hét évvel már a mi kis csoportunk is meghatározott.

– És akkor az ön frakkja?
– Nem ment a tisztítóba, a világ akkoriban valahogy nem figyelt fel a mi szakcikkeinkre…

– Az a baj, miközben csak gyanítom, hogy legalább az összekötő szavait értem, mindezt nem a Fapados nevű műintézetben mesélik a cimborák, hanem a Wigner Jenőről elnevezett Magfizikai Kutatóintézetben hallgatom… Az előbb azt mondta, kérdezhetném azt is: hogyan lettünk a Földön? Vagy még inkább: hogyan lett a Föld? Ott, Svájcban, ahol megtalálták a Higgs-bozont, ezekre a kérdésekre is keresik a választ?
– Igen, s bár egyre közelebb járnak a keletkezés valódi idejéhez, de a nulla pontot még nem érték el. Ugyebár azt tudjuk, hogy az a bizonyos pillanat, amit a tudomány ősrobbanásnak nevez, 13,7 milliárd éve történt. Meglehetősen sok bizonyíték van arra, hogy visszafelé sokáig úgy mentek a dolgok, ahogy ez az elmélet leírja. A kísérleti fizikusok nagyjából 13,6997 milliárd évig látnak a múltba, vagyis az ősrobbanás utáni 300 ezer évig. Mi, elméleti fizikusok azt hisszük, hogy az ősrobbanás első napja utántól ismerjük a történéseket, a svájci részecskegyorsítóban már mikromásodpercekre közelítették meg az univerzum születését. Ez alatt már a nanomásodpercek világa következik, de még a CERN tudósai sem ismerik az akkor zajló eseményeket. Pedig ott minden nanomásodpercben hihetetlen dolgok történhettek, például galaxisok születtek, létrejött a világegyetem, ilyesmi…

– Ha már a világegyetemnél tartunk, az amerikai repülésügyi és űrhajózási hivatal, vagyis a NASA a napokban tette közzé, hogy jó éve, 2012 augusztusában az első ember építette szerkezet, a Voyager–1 űrszonda kilépett a Naprendszerből, s megkezdte vándorlását a csillagközi tér felé. Miért vártak a hírrel több mint egy évig?
– Ha gonoszkodni szeretnék, akkor azért, mert most kell a NASA-nak új költségvetést csinálnia… De valójában az történt, hogy már vagy ötször készültek a nagy bejelentésre – hiszen még ma is sokan állítják: az ember a Naprendszer foglya, onnan kitörni, kilépni sohasem fog –, de mivel senki nem tudja pontosan, hol ér véget a Naprendszer, vagyis a Helioszféra, s hol kezdődik a csillagközi tér, kicsit bizonytalanok voltak a tudósok. Most azonban a Voyager–1 már tényleg átlépett abba az ismeretlen, új dimenzióba.

– És ez nagyon jó nekünk?
– Azt hiszem. Nézze, ez az űrszonda 35 éve van úton, most éppen 19 milliárd kilométerre jár a Földtől. A rádióüzeneteit 17 órás késéssel vesszük, de vesszük, és 35 év után is végzi a dolgát. Már öt hasonló szerkezet indult útnak a világűr felé, ezek mindegyike képes lesz elhagyni a Naprendszert. A külső bolygók, a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz megfigyelése után mindegyik máshová tart. Az egyik a Bika csillagkép legfényesebb csillaga, az Aldebaran felé száguld óránként 60 ezer kilométeres sebességgel; ez nincs nagyon messze, talán ha 68 fényévre, vagyis csak az odaút kétmillió évig tart. A másik a Sas csillagképet vette célba, az ottani égitesteket négymillió év múlva éri el. És persze mind az öt fedélzetén visznek kódolt és kevésbé kódolt üzeneteket a Földről, az itt élő emberekről, zenét, fényképeket, fotókat, s üdvözletet 55 nyelven, köztük magyarul is, egyfajta palackpostaként, amit bedobtak a kozmikus óceánba.

– Kétmillió év, négymillió év… Nem biztos, hogy ki tudom várni…
– Tudja, mióta él az emberi faj a Földön? Úgy ötmillió éve. Akik akkor voltunk, azokra már nemigen hasonlítunk. És hogy kik és milyenek leszünk újabb ötmillió év múlva? Valamilyenek biztosan, de éppúgy nem illik majd az akkoriakra az ember szó, mint az ötmillió évvel ezelőtt élt ősünkre. Úgyhogy ne aggódjon, a Bika csillagképpel majd ők veszik fel a kapcsolatot…