Magyar és svéd tudósok szenzációs felfedezése: itt az új részecske, az Odderon

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

48 éve tart a nemzetközi verseny egy rendkívül tünékeny részecske, az Odderon létezésének bizonyítására. A szenzációs felfedezés elsőként négy magyar és egy svéd kutatónak sikerült – adta hírül hétfőn a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE).

A kutatócsoport nemcsak döntő bizonyítékot talált a részecske létezésére, de eredményeikből számos hasonló, összetett részecske létezése is következik – így az Odderon felfedezése új fejezetet nyithat az erős kölcsönhatás vizsgálatában.

A Wigner Fizikai Kutatóközpont, a MATE Műszaki Intézet, a svédországi Lundi Egyetem és az Eötvös Loránd Tudományegyetem kutatói a rangos European Physical Journal C kötetében közölték felfedezésüket. 

„Az eredmény azért is különösen jelentős, mert ismereteim szerint ez az első teljesen meglepetésszerű, váratlan felfedezés a CERN LHC (a Nagy Hadronütköztető) méréseiben, és mindez új fejezetet nyithat az erős kölcsönhatás vizsgálatában” – mondta a felfedezésről Csörgő Tamás fizikus, az Európai Akadémia tagja, a Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos tanácsadója és a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem Műszaki Intézetének kutatóprofesszora, a magyar kutatócsoport vezetője. Roman Pasechnik, a Lundi Egyetem Csillagászati és Elméleti Fizikai Tanszékének docense szerint pedig „az Odderon felfedezése fontos mérföldkő az erős kölcsönhatás mély titkainak megértésében”.

Verseny az Odderonért

Az Odderon létezését 1973-ban vetette fel először L. Lukaszuk és B. Niculescu. Az Odderon részecske felfedezésére, mérési adatokból történő biztonságos kimutatására azonban 2021-ig kellett várni. A magyar-svéd kutatócsoport elsőként találta meg először az Odderon létezésének egyértelmű jelét kísérleti adatokban. A tudósok egy  innovatív, a magyar kutatók által kitalált módszerrel arattak sikert: a már korábban közölt kísérleti mérési adatokat rostálták át, elemezték újra.

Egy másik, 463 szerzős kézirat is eljutott már a megfejtéshez. A tanulmányban új adatok segítségével a Nagy Hadronütköztető TOTEM kísérlete és az amerikai Tevatron gyorsító D0 kísérlete erősítette meg az Odderon felfedezését, óriási anyagi és emberi erőforrások mozgósításával. Ez a sokszerzős tanulmány azonban még nem ment át a szakmai bírálatokon, egy rangos szakfolyóirat értékeli éppen.

Novák Tamás, a MATE Műszaki Intézet egyetemi docense szerint „az alapvető kutatások célja nem a közvetlen gyakorlati haszon elérése, hanem a minket körülvevő világ mélyebb megértése, és új összefüggések feltárása. Ezek az eredmények lezárnak egy 48 éve nyitott tudományos kérdést: egy új és pici, de számottevő különbséget jelentenek az anyag és az antianyag kölcsönhatásában, a részecskefizika egyébként ismert keretei között.”

Mi az Odderon, és mi a felfedezés jelentősége? 

A modern fizika szerint minden kölcsönhatásért egy-egy részecske cseréje felelős. A jól ismert elektromosság és mágnesesség például a fényrészecskék, a fotonok cseréjével írható le. „Az Odderon cseréje miatt a rugalmas proton-proton és a proton-antiproton ütközések között kis különbség mérhető ki, amit most sikerült először a felfedezés szakmai kritériumainak megfelelő bizonyossággal számszerűsíteni” – mondta Ster András, a Wigner Fizikai Kutatóközpont fizikusa.

A rugalmas ütközésekben megmarad az energia, és a résztvevők sem változnak meg, de lendületet, impulzust cserélnek. 

Éppen úgy, mint amikor Péter elad egy autót Pálnak: a pénz és az autó is gazdát cserél. Ha azonban Péter autóját Anti Pál veszi meg hitelre, akkor Anti Pálnak nem csak az autó árát kell majd visszafizetnie, hanem a kölcsön kamatát is meg kell adnia a hitelezőjének. Péter mindkét esetben ugyanannyi pénzt kap, Pál vagy Anti Pál ugyanazt a kocsit kapja meg, mégis van egy aszimmetria a két csere között, ami a hitel kamata. Ebben a hasonlatban Péter és Pál protonokat, Anti Pál pedig antiprotont jelképez, a pénz az energiának, az autó a lendületnek, a kamat pedig az Odderonnak felel meg. 

Odderon nélkül az azonos energiájú rugalmas proton-proton és proton-antiproton ütközések folyamata az LHC óriási, TeV-es (teraelektronvoltos) energiaskáláján azonos lenne. Így tehát az Odderon létezése sérti világunk egyik részecskefizikai szimmetriáját. 

„Fényből nem lehet anyagot, kötött állapotokat, kicsi fénykarikákat létrehozni. Az erős kölcsönhatást közvetítő részecskékből, a gluonokból viszont lehet. Eredményünk szerint nem csak páros, de páratlan számú gluon is kapcsolódhat egymáshoz. Kicsi, helyileg színes, de globálisan színsemleges, fehér karikákat lehet belőlük létrehozni. Magyarországról, és nem csak Budapestről, hanem vidékről, a vidéki Magyarországról és Kárpátaljáról is. Ehhez legalább három, páratlan számú gluonra van szükség” – mondta Szanyi István, a kárpátaljai születésű ELTE-s doktorandusz, az ELKH Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatója.

Új fejezet az erős kölcsönhatás vizsgálatában

A tudományos szenzációról szóló közlemény hangsúlyozza az amerikai FNAL Tevatron gyorsítójának D0 kísérletével és a CERN LHC gyorsítójának TOTEM kísérletével való tudományos együttműködést, partnerséget. Ebből a szempontból is fontos és lényeges, hogy a fő eredmény, az Odderon szakmai kritériumoknak megfelelő bizonyossággal történő kísérleti adatokból történt kimutatása mindkét tudományos közleményben közös. 

Valóban úgy tűnik tehát, hogy új fejezet nyílt meg az erős kölcsönhatás vizsgálatában, az Odderon több különböző közleményben történt, közel egyidejű kimutatásával.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: