HIGGYÉK EL: egy magamfajta bölcsész (pláne nő!) csak vészhelyzetben ül le beszélgetni egy mérnök-fizikus kutatóval – azt gondolván, nem egy nyelvet beszélünk. Aztán lassan oldódik a gyomortáji görcs. Ugyanis dr. Barna Imre Ferenc, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontjának tudományos főmunkatársa ugyanolyan lelkesedéssel tud mesélni az egymillió dolláros matematikai egyenletről, az oroszok rádióelektronikus hadviseléséről és egy felsőbb teremtő erőről, mint a plazmás részecskegyorsítóról..

Nem értem a Niagarát - Titok, hogy hová érkeznek a cseppek

– Szabad tudni, mivel foglalkozik a Wignerközpontban?

– Egy új részecskegyorsítási mechanizmus nemzetközi kidolgozásában veszünk részt, a CERN (Európai Nukleáris Kutatási Szervezet – a szerk.) Nagy Hadronütköztetője ugyanis elérte fizikai korlátait.

– Jól értem: a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriumának 2009 végétől működő Nagy Hadronütköztetője mára elévült?!

– Némi túlzással fogalmazhatunk így is. A gyorsító kerülete 27 kilométeres; kínai metróépítők szívesen kiásnának egy új, akár 50 kilométeres gyűrűt is, de nem ez az üdvözítő út. Új gyorsítási mechanizmusra van szükség! A CERN AWAKE-kísérlete ezt a problémát igyekszik megoldani. Vákuum helyett plazmában, azaz egy kívülről nézve semleges, ám ionizált gázfelhőben, valamint rádiófrekvencia helyett lézerfénnyel vagy protonnyaláb terével tervezik a gyorsítást. Így akár ezredrészére is csökkenhet a gyorsító mérete, szinte elférne egy nagy íróasztalon. Tizenhárom intézet tagja az együttműködésnek, több mint 50 fizikus és mérnök vesz részt benne. A Wigner-központ rubídium- plazma vizsgálatával járul hozzá a kutatásokhoz, és a szükséges technológia egyes fontos speciális kérdéseit is egy helyi kutatócsoport vizsgálja.

– Mennyire számít mázlinak, hogy épp Szegeden épül Európa egyik legkorszerűbb kutatóhelye?

– Kutatásainkban az a közös, hogy az anyag legelemibb folyamatait próbáljuk feltérképezni. A szegedi lézerközpontban, az ELI-ben szuperlézerben intenzív lézertérrel gyorsítják majd a részecskéket, míg az AWAKE-kísérletben protonokat alkalmaznak erre a célra. A dél-alföldi kutatóközpont fő profilja a nagyon rövid időtartamú, vagyis az attoszekundumos jelek előállítása.

– Mégis, mennyire nagyon rövid az attoszekundumnyi jel?

– Egy attoszekundum 10 a mínusz tizennyolcadikon másodperc. Ez úgy aránylik egy másodperchez, mint egy másodperc a világegyetem egész életéhez, a mostani tudásunk szerint ugyanis az ősrobbanás óta  10 a tizennyolcadikon másodperc telt el. Így talán közérthetőbb: a fény egy másodperc alatt 7,5-szer kerüli meg a Földet az Egyenlítő körül, egy attoszekundum alatt azonban csupán néhány atomnyit mozdul el.

– Úgy tűnik, az elmélyülten ceruzavéget rágcsáló elméleti tudósok kora lejárt…

– Rájuk is szükség van, de kétségkívül a tudósoknak egyre inkább meg kell lovagolniuk a technikai-technológiai fejlődést. Talán kívülről úgy tűnhet, az anyagok vizsgálatának a hétköznapi életre nincs túl sok hatása, pedig bármely tudományág számára áttörést hozhat egy-egy eredmény. Mást ne mondjak: a World Wide Web, azaz a világháló alapjait Tim Berners-Lee a CERN munkatársaként dolgozta ki csapatával, 1991-ben került ki az első weblap. A korábban említett, csupán asztalnyi kompakt részecskegyorsítók a rákgyógyításban hozhatnak áttörést, viszonylag kis pénzből sokkal több klinika számára válhatna elérhetővé a hadronterápia: a protonnyalábbal pontosan a tumorra célozhatnak, az ép szövetek teljes megkímélése mellett. Véleményem szerint a hadronterápia úgy egy évtized múlva széles körben elérhető lesz.

– Örvendetes, ugyanakkor számomra valahogy félelmetes léptékű is a fejlődés…

– Értem, mire gondol. Sőt egyes országok kifejezetten a „vissza a kályhához” elvet használják fel, például az elektronikai hadviselés során. A csúcsmodell repülőgép-anyahajókat szinte elsüllyeszthetetlennek tartják: vízhatlan részeikkel fizikailag tökéletes szerkezetek, hiába lőnek ki rájuk sorozatban torpedókat, rakétákat. Viszont ha a hajó kifinomult elektronikai rendszerét támadják nagyon erős rádióhullámmal, az teljesen „megsüketül”, vagyis védekezés- és harcképtelenné válik.

– Ez most fikció?!

– Dehogy! Nemigen hangoztatták, de a közelmúltban több orosz incidens történt így. Merthogy az oroszok az olcsóbb elektronikai hadviselésben rendkívül jónak tűnnek, miközben az amerikaiak dollármilliókat költenek rakétavédelmi rendszerekre. Például, amikor 2014-ben a Donald Cook amerikai hadihajó behatolt a Fekete-tenger semleges vizeire, Oroszország egy Szu–24-es repülőgépet küldött a torpedóromboló körberepülésére. A fegyvertelen orosz repülőgép szakértők állítása szerint rendelkezett a legújabb orosz rádióelektronikus harci rendszerrel, amely üzemképtelenné tette a Donald Cook elektronikus műszereit. A tengerészek a hajó fedélzetéről szabad szemmel láthatták az orosz repülőgépet, a radarok képernyője viszont nem mutatott semmit. Az agyonreklámozott Aegis rendszer, amellyel ellátták az amerikai torpedórombolót, tehetetlennek bizonyult. Mindeközben a Szu–24-es elhúzott a fedélzet felett, megfordult és rakétatámadást imitált. Aztán megfordult és megismételte ezt a manővert, még 12-szer. Az incidenst követően a Donald Cook sürgősen betért egy romániai kikötőbe, és a hajó személyzetének 27 tagja benyújtotta lemondási kérelmét. Közvetve a Pentagon is megerősítette: az akció demoralizálta az amerikai hajó csapatát, a 27 személy ilyen kiszolgáltatott helyzetben nem kívánta az életét kockáztatni… Bocsásson meg, elkalandoztunk. Tudja, a részecskegyorsításon túl van néhány „becsípődésem”, amikről előadásokat tartok és publikálok: az elektromágneses lökéshullám ugyanúgy érdekel, mint az áramlástan. Nem hagy nyugodni, hogy nem értem a Niagaravízesést.

– Mit nem ért a Niagarán?!

– Annyi bizonyos, hogy lehullik a víz. De ha két vízcseppet elindítok fenn, jelen pillanatban senki nem tudja megmondani, azok pontosan hová fognak megérkezni lent.

– Az ördög ügyvédjeként kérdezem: olyan fontos lenne ezt tudni?!

– Az igazsághoz tartozik, hogy egy angol és egy francia matematikus már 1860-ban felállította a róluk elnevezett Navier–Stokes-egyenleteket a folyadékok mozgásának, áramlásának leírására. Az a csodálatos bennük, hogy ezekkel leírhatjuk az időjárást, a levegőnek a repülőgépek szárnyai körül észlelt áramlását, sőt szilárd testek folyékony anyagokon keresztül, például csillagok galaxisokon belül leírt mozgását is. A képleteket elektromos erőművek megtervezésére és az atmoszferikus szennyezés felmérésére is alkalmazhatjuk. Különös tehát, hogy a széles körű felhasználás ellenére a matematikusok eddig még nem találtak bizonyítékot a háromdimenziós egyenletek érvényességére. Nincs olyanféle bizonyítása, mint annak, hogy 2 × 2 = 4.

– És mi történik azután, ha kiderül, a Navier–Stokes-egyenletnek létezik megoldása?

– A megfejtő a szakmai dicsőségen túl komoly pénzjutalmat kap. Az amerikai Clay Matematikai Intézet ugyanis 2000-ben az évezred hét legfontosabb matematikai problémája közé választotta be, amelyek megoldására egyenként egymillió dolláros díjat alapított. Eddig egyet fejtettek meg 2002-ben.

– Szóval mi lesz más utána?

– Igazából semmi. Minél egyszerűbb vagy absztraktabb (elvont, elméleti – a szerk.) dologról van szó, annál bosszantóbb, hogy nincs megválaszolva a kérdés.

– Ha visszamegyünk a mi kályhánkhoz: a világban létezik néhány olyan fizikai állandó, amelynek a létét, eredőjét a tudósok a mai napig nem tudják megmagyarázni; ilyen például a gravitációs erő. Ez is bosszantja?

– Ez nem. Én hiszem, hogy kell lennie egy felsőbb teremtő erőnek, egy intelligensebb rendező elvnek, egy magasabb rendű, nem anyagi identitásnak, amely megteremtette a világot, vagy legalábbis hozzájárult a teremtéshez. A tudományfilozófiában ezen a szinten tartok, látja, még keresem hozzá a pontos megfogalmazást.

– Min mosolyog?

– Most veszem észre: ez a beszélgetés végül is oda „fut ki”, hogy fizikusként, a gravitációs erővel összevetve, sokkal közelebb állok a Navier–Stokes-egyenletek megfejtéséhez…
 

Kövess minket a legfrissebb sportos trendekért és inspirációkért a Facebookon is.