Horváth Dezső: a részecskefizika jól jövedelmez Nobel-díj-szempontból

Úgy tűnik, hogy a részecskefizika elég jól jövedelmez Nobel-díj-szempontból - mondta az MTI-nek kedden Horváth Dezső, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont emeritus professzora azzal kapcsolatban, hogy a neutrínókutatás terén elért eredményeiért idén Kadzsita Takaaki japán és Arthur B. McDonald kanadai tudós kapja a fizikai Nobel-díjat, míg 2013-ban az isteni részecskeként emlegetett Higgs-bozon létezését megjósoló kutatók kapták az elismerést.

Horváth Dezső szerint két rejtély foglalkoztatta a neutrínók részecskefizikájával foglalkozó szakembereket, mégpedig, hogy a Napból érkező elektron-neutrínókból és a kozmikus sugarak által a légkörben keltett müon-neutrínókból is jóval kevesebb érkezik a Földre, mint amennyit várnak.



A neutrínóoszcilláció, vagyis a neutrínók egymásba alakulásának felfedezése mindkét rejtélyt megoldotta - jegyezte meg a szakember. Hozzátette, Bruno Pontecorvo olasz származású szovjet fizikus már régen megjósolta és kidolgozta ennek az átalakulásnak az elméletét.

A neutrínóoszcillációra azonban egészen addig nem volt kísérleti bizonyíték, amíg a japán Super-Kamiokande észlelőrendszerrel ki nem mutatták, hogy a Föld túlsó oldaláról - tehát alulról -, sokkal kevesebb müon-neutrínó érkezik, mint felülről; viszont az elektron-neutrínók megvannak mindkét irányból.

Ebből azt a következtetést lehetett levonni, hogy a Föld átmérőjének megfelelő távolságon belül a müon-neutrínók egy része tau-neutrínóvá alakul, ami megmagyarázza a müon-neutrínók egy részének hiányát - magyarázta a szakember.

Az elektron-neutrínók eltűnésének rejtélyét a kanadai Sadbury Neutrínóobszervatóriumban oldották meg. Az Arthur B. McDonald vezette csapat egy több kilométerrel a föld alatt lévő nikkelbányában olyan észlelőrendszert állított fel, amely mind a három neutrínóra érzékeny volt.

A szakemberek kimutatták, hogy a Napból érkező neutrínók száma stimmel, de úgy tűnik, hogy az elektron-neutrínók egy része átalakul a két másik neutrínó valamelyikévé, és az átalakulás a Nap-Föld távolságon belül következik be.

Pontecorvo elmélete szerint a távolságból arra lehet következtetni, hogy mekkora a tömegkülönbség az egymásba alakult neutrínók között. A kutatók arra jutottak, hogy szemben a részecskefizika addig érvényes elméletével - amely azt feltételezte, hogy neutrínóknak zérus a tömegük - valószínűleg mindháromnak van tömege.

Horváth Dezső érdekességként elmondta, hogy a Super-Kamiokande ötvenezer tonna rendkívül tiszta vízzel érzékeli a neutrínókat, míg a kanadai megfigyelésekhez össze kellett gyűjteni a világ nehézvizének felét, amelyet azután "vissza is adtak" a kutatók.

A szakember emlékeztetett, hogy a Super-Kamiokandénak ez már a második Nobel-díja. Az első 2002-ből származik Kosiba Maszatosi révén, aki a kozmikus neutrínók megfigyeléséért vehette át az elismerést. Horváth Dezső szerint a kutatóknak akkor már sikerült azonosítaniuk a légkörben keletkező müon-neutrínókat és a Napból érkező elektron-neutrínókat, valamint a hiányukat is megerősítették.

A magyar szakember megjegyezte, hogy a jelek szerint a részecskefizika elég jól jövedelmez a Nobel-díj szempontjából. Felidézte, 2013-ban az isteni részecskeként emlegetett Higgs-bozon létezését megjósoló brit Peter Higgs és a belga Francois Englert kapta megosztva a fizikai Nobel-díjat.

A neutrínókutatás jövőjéről szólva Horváth Dezső elmondta, mindenképpen tanulmányozni kell a neutrínókat. "Az egymásba alakulás nagy rejtélyt vet föl, valószínűleg szükség van egy eddig nem ismert erő bevezetésére ahhoz, hogy ezt megmagyarázzuk. Ez pedig az új fizikának nyit teret" - emelte ki a szakember.

MTI