összes videóa hét videói

összes képa hét képei

eseménynaptár

hírlevél

Megmérték a legforróbb anyag hőmérsékletét

Már az is hatalmas tudományos szenzációnak bizonyult, amikor 2005-ben kiderült, hogy a Világegyetemet pár milliomod másodpercig kitöltő anyag tökéletes folyadékként viselkedett, és nem gáz halmazállapotú volt. A forró kvark-gluon levesben az univerzum legalapvetőbb kötéseit közvetítő, az atommagok protonjait és neutronjait összetartó kvarkok és gluonok nagyon rövid időre kiszabadulnak az erős kölcsönhatás börtönéből, és egymásba ütközve tolongani és kollektív áramlást mutatva folyni kezdenek.

- Azzal, hogy sikerült megmérnünk a tökéletes kvarkfolyadék kezdeti hőmérsékletét, egy évtizedes munka gyümölcse ért be. Ma már tudjuk, hogy ennek az anyagnak a létrejöttéhez szükséges hőmérsékletnek közel a kétszeresét sikerült bizonyítottan elérnünk. Ezzel elindulhat a kísérletsorozat második nagy szakasza, amelyben megpróbáljuk meghatározni, hogy pontosan hogyan és milyen körülmények között kezdődik meg az a fázisátalakulás, amely a tökéletes kvarkfolyadékot létrehozza. Ha képesek leszünk ezt az átmeneti időszakot is megfigyelni, még többet tudhatunk meg a Világegyetem keletkezéséről - mondta a mérések jelentőségéről Csörgő Tamás, a RHIC gyorsító PHENIX kísérletében részt vevő magyar kutatók témavezető fizikusa, aki az MTA KFKI RMKI tudományos tanácsadója és jelenleg vendégkutató a Harvard Egyetemen is.

A hőmérséklet megmérésében komoly és fontos szerepet játszott Dávid Gábor, a PHENIX foton munkacsoportjának vezetője, aki a Debreceni Egyetem Kísérleti Fizikai Tanszékének címzetes egyetemi tanára és az USA Brookhaveni Nemzeti Kutató Intézetének tudományos munkatársa. Dávid Gábor a PHENIX kísérlet alapító tagja. Részt vett a fotonok mérésében alapvető szerepet játszó PHENIX Elektromágneses Kaloriméter tervezésében és építésében, és alapító atyja és belső felügyelője a PHENIX Cserenkov-sugárzást mérő RICH aldetektorának. Ez a két alrendszer volt a kulcsa a Physical Review Lettersben nemrégiben elfogadott PHENIX publikációnak. Dávid Gábor vezeti a PHENIX direkt foton méréseit, és a most publikált virtuális foton méréseken is sokat dolgozott, lényegi hozzájárulásokkal segítette a most megjelent publikációt.

A kvark-gluon folyadék hőmérsékeltének megmérése komoly kihívást jelentett, amit az is jól mutat, hogy a tudományos közlemény bírálata két évig tartó folyamat volt, mely során részletesen kellett igazolnunk az eljárás helyességét. A mérés elve azonban egyszerű. Ahogyan egy izzó vas színéből is következtetni tudunk a hőmérsékletére, úgy a RHIC tökéletes kvarkfolyadékának a forróságát is meg lehet mérni, csak a „színt" a gammasugárzás tartományában kell keresni. A módszer előnye, hogy a fény fotonjai nem lépnek jelentős kölcsönhatásba a nehézion ütközésben keletkező többezer más részecskével, azaz számukra átlátszó marad a közeg, és így annak a központi hőmérsékletéről is információt hordoznak. Ez volt az első szakfolyóiratban megjelent tudományos eredmény, amellyel lényegesen a hadronanyag létezési határán túli hőmérsékleteket közöltek kísérleti kutatók nemzetközi szaklapokban."Ezek az adatok a RHIC-nél előállított kvark-gluon plazma hőmérsékletének első kísérleti meghatározását jelentik" - nyilatkozta Steven Vigdor, az USA Brookhaveni Nemzeti Kutató Intézetének RHIC programért felelős igazgatóhelyettese.

A RHIC gyorsítón korábban négy, jelenleg két kísérlet gyűjt adatokat. A PHENIX kísérlet fenti sikerei mellett a STAR program is izgalmas tudományos eredményeket közölt. A tökéletes kvarkfolyadék vizsgálatakor megfigyelték, hogy abban olyan buborékok képződnek, amelyekben a részecskék töltésbeli és helybéli eloszlásai nem felelnek meg a fizika egyik alapvető törvényének, a töltés- és a térbeli tükrözhetőségnek. A szimmetriai törvénynek megfelelően nem változtathat a fizikai modellen az, ha tükrözik a bal és jobb oldalt, vagy felcserélik a pozitív és a negatív töltéseket. Korábban is tudták azonban, hogy ez a törvény több esetben megsérül. Egy ilyen aszimmetriának köszönhető az is, hogy a világegyetemben az anyag mennyisége meghaladja az antianyagét. Mivel a kísérlet éppen a világegyetem kezdeti szakaszát szimulálja, az anyag túlsúlyának okáról is többet tudhatnak majd meg a tudósok.

Csörgő Tamás kiemelte, hogy ilyen eredményeket kizárólag alapkutatásokkal lehet elérni, és erre hívta fel a figyelmet az Egyesült Államok Energetikai Minisztériumának Tudományos Hivatalát vezető Dr. William F. Brinkman is: „Ez a kutatás lényeges és új ismereteket adott az anyag legalapvetőbb struktúrájáról, és az univerzum keletkezésének első pillanatairól. A kísérlet eredményei egyértelműen bizonyítják, hogy megéri a hosszú távú, nagyszabású alapkutatásokra áldozni." A RHIC-ben zajló kísérleteket több magyar szervezet mellett a Magyar Tudományos Akadémia is támogatja.

A magyar kutatók témavezető fizikusa hozzátette, hogy a nagy energiájú részecskefizikának mára három központja alakult ki. - Ezek közül az egyik az Egyesült Államok, ahol a RHIC az ütköztethető atommagok méretének és a kísérletek intenzitásának flexibilitása miatt emelkedik ki a mezőnyből, és a tökéletes kvarkfolyadék felfedezésével került a világ élvonalába. A genfi LHC az ütközések óriási energiája miatt emelkedik ki, és például a Higgs-bozon vizsgálatával tehet majd szert a világelsőségre. A harmadik központ Japán, ahol a J-PARC komplexumban a neutrínók egymásba alakulásának megfigyelésétől, és az ütközések időegységre eső óriási száma miatt várhatunk tudományos áttöréseket. A most folyó alapkutatások eredményei sokféleképpen szűrődhetnek be a mindennapi életbe. Egy biztos azonban: aki ezekben nem vesz részt, az menthetetlenül lemarad - mondta az mta.hu-nak Csörgő Tamás.