STAR-ELTE felfedezés
Minden eddiginél nehezebb antianyag-atommagot fedeztek fel. A nemzetközi STAR együttműködés – amelynek az ELTE is hivatalos résztvevője – hatmilliárd részecskeütközést vizsgálva nagyjából 16 antihiper-hidrogén-4 részecskét észlelt. Az egzotikus antirészecskék az anyag és az antianyag közötti különbségek megismerésében is segíthetnek.
A Relativisztikus Nehézion-ütköztető (RHIC) – amely atommagok összeütköztetésével a korai világegyetem körülményeit rekonstruálja – STAR kísérlete hatmilliárd ütközést vizsgált, az ezekből származó részecskék nyomát tanulmányozva. Ebben az óriási mintában egy újfajta antianyag-atommagot fedeztek fel, amely az eddig észleltek közül a legnehezebb. A négy antianyag-részecskéből (egy antiprotonból, két antineutronból és egy úgynevezett antihiperonból) álló egzotikus anti-atommagokat antihiper-hidrogén-4-nek nevezik – tudatta az ELTE Kommunikáció.
A RHIC STAR együttműködés tagjai házméretű részecskeészlelő berendezésük segítségével elemezték az ütközésben keletkező nyomok részleteit. Eredményeikről a Nature folyóiratban számoltak be, ahol arról is szóltak, hogy az egzotikus antirészecskéket az anyag és az antianyag közötti különbségek keresésére is lehet használni.
– Az anyagról és az antianyagról szóló fizikai ismereteink szerint az antianyagnak – az ellentétes töltést kivéve – ugyanazok a tulajdonságai, mint az anyagnak: ugyanaz a tömege, ugyanaz az élettartama, és ugyanazok a kölcsönhatásai. A valóság azonban az, hogy a mi világegyetemünk inkább anyagból, mint antianyagból áll, noha a feltételezések szerint mindkettő azonos mennyiségben jött létre a mintegy 14 milliárd évvel ezelőtti ősrobbanás idején. Hogy miért az anyag dominál az univerzumunkban, az még mindig kérdés, és nem tudjuk a teljes választ – mondta Junlin Wu, a STAR munkatársa, a Lanzhou Egyetem és a Kínai Modern Fizikai Intézet közös Magfizikai Tanszékének doktorandusz hallgatója.
Az antianyag tanulmányozására kiváló helyszín a RHIC, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának magfizikai kutatásokat végző létesítménye a Brookhaveni Nemzeti Laboratóriumban. Nehézionok – elektronjaiktól megfosztott és közel fénysebességre gyorsított atommagok – ütközéseivel az alkotóelemek (protonok és neutronok) megolvadnak, és az így keletkező kvarkok és gluonok – a látható anyag legalapvetőbb építőkövei – levesében születő energia új részecskék ezreit hozza létre. A korai világegyetemhez hasonlóan a RHIC is közel azonos mennyiségben termel anyagot és antianyagot. Az anyag- és az antianyag-részecskék jellemzőinek összehasonlítása során a kutatók nyomokat találhatnak valamilyen aszimmetriára, amely a mai világban az anyag létezése felé billentette a mérleg nyelvét.
– Az atommagokat is összetartó, felépítésüket meghatározó erős kölcsönhatás kutatása nagy részecskegyorsítóknál végezhető, mint amilyen a RHIC vagy a genfi SPS és LHC, vagy a Németországban épülő FAIR. A helyzet az elektromosság XIX. századi kutatásához, megértéséhez, illetve végül alkalmazásához hasonló. Jelenleg egyre jobban értjük ezt a kölcsönhatást is, a felhalmozott tudásnak pedig az orvoslástól az anyagtudományig sokféle alkalmazása van már most is – fogalmazott Csanád Máté egyetemi tanár, a STAR-ELTE kutatócsoport vezetője.
Az ELTE a STAR együttműködés hivatalos résztvevője, a STAR-ELTE kutatócsoport a Fizikai Intézetben, az Atomfizikai Tanszéken működik, a Tématerületi Kiválósági Program Asztro- és Részecskefizikai Tématerületén belül. A STAR kísérletben való részvételt ezen kívül jelenleg az NKFIH OTKA K-138136 és a PD-146589 projektek támogatják. A kutatócsoport tagjai személyesen is részt vesznek az adatok felvételében, mindemellett az ELTE kutatóinak fontos feladata az adatok elemzése, különös tekintettel a femtoszkópiai mérésekre; Csanád Máté pedig a kísérlet adatarchiválásának irányítója is volt, jelenleg pedig az együttműködés meghívott előadásait koordináló bizottság tagja.
