Az előző négy napban a Mafihe által szervezett Részecskefizika Téli Iskolán vettem részt. A rendezvény apropóját az adta, hogy a CERN-ben idén indul be a Nagy Hadronütköztető, rövidebb nevén az LHC. Az én részvételem apropójául pedig elsősorban az szolgált, hogy a hosszú vizsgaidőszak után végre egy több napos közösségi élményben lehessen részem. Emellett azért az előadásokat is meghallgattam, és nemhogy kevesebb, több lettem általuk.

Távol álljon tőlem, hogy olvasóim létszámát komoly elméleti és technikai részletek bemutatásával csökkentesem, csak pár érdekes észrevételt említek meg. Mint közismert, az LHC minden eddiginél nagyobb (10 TeV körüli) ütközési energiájától várják, hogy megtalálja az immáron több mint négy évtizedes múltra visszatekintő Higgs-bozont, azt a részecskét, amely teljessé teszi a részecskefizika jelenlegi elméletét, az úgynevezett standard modellt. Apró szépséghiba, hogy nagy valószínűséggel ezt már az LHC elődjének, a LEP-nek is fel kellett volna fedeznie – már ha létezik –, de van még egy szűk energiatartomány, ahol megbújhat, és a LEP energiája kevés volt annak feltérképezésére. Ha megtalálja, akkor az elmélet megalkotója, az idén 79 éves Peter Higgs a sikeres kísérlet (ez valószínűleg a CMS lehet) vezetőjével megkapja a fizikai Nobel-díjat.

Emögé bújt el a Higgs-bozon

Ellenben a standard modell, bár egészen jól leírja az általunk eddig felderített mikrovilágot, nem túl esztétikus, ugyanis túl sok önkényes paramétert tartalmaz. Erre egyszerűen mondhatnánk azt, hogy ilyen világban élünk és kész, ha nem ilyen lenne, mi sem jöhettünk volna létre, de ez a szép és kerek elméletek után sóvárgó teológusokat elméleti fizikusokat nem hatja meg. Ráadásul, a standard modell nem ad számot a gravitációról és az univerzumban minden bizonnyal jelenlevő, de mindeddig nem azonosított anyag nagy részéről.

Magyarázó ábra a szuperszimmetriához

Szóval, kellett egy szebb és jobb elmélet, megalkották a szuperszimmetriát. Ez azt jelenti, hogy minden részecskéhez hozzárendelnek egy nála sokkal nagyobb tömegű párt. A jelek szerint a standard modell remekül kiegészíthető ezzel a bizonyos szuperszimmetriával, ráadásul az általa megjósolt részecskék felét már fel is fedeztük! Apró szépséghiba, hogy pont azokat nem, amelyek kizárólag ebből az elméletből adódnának. A szuperszimmetrikus elméletek némelyike szerint ráadásul nem is csak egy Higgs-bozonnak kell lennie, hanem mindjárt ötnek. Ezek közül legalább az egyiket már látnunk is kellett volna a már említett LEP-ben, de lehet, elbújt egy másik hupli mögé. A poén viszont nem ez, hanem hogy bár még semmiféle bizonyíték nincsen a szuperszimmetriára, már az is szépen ki lett dolgozva, hogy ez hogyan sérül majd, hasonlóan a többi szimmetriához!

Így készülnek napjaink új elméletei

Aztán ha mindez még mindig nem lenne elég, vannak egyéb alternatív modellek, amelyek ilyen-olyan eddig sosem látott részecskék létezését jósolják meg. A múlt század első részében, amikor a gyorsítótechnika még jóval az elméletek előtt járt, sorra fedezték fel az eleminek, tovább nem oszthatónak hitt részecskéket, számuk már több százra rúgott, aztán kitalálták a kvarkokat, és kiderült, ezek majdnem mindegyike összerakható belőlük (összesen hat fajtából). Most fordítva áll a helyzet, se szeri, se száma, a pusztán teoretikus, sokszor egymást kizáró részecskéknek, kéne végre egy kísérlet, amely rendet rak, és egyszer s mindenkorra (?) eldönti, mely elméletek tarthatók. Ezt várják az LHC-tól.

Egy a megoldatlan problémák közül

Nem beszéltem még a húrelméletről, és annak kiterjesztett változatairól, ahol bránoknak nevezett takonyhártyák dobálnak egymásnak gravitonokat. Nem is fogok, de azokat, akik nem fizikusként idáig eljutottak, még megnyugtatom, hogy bár a híresztelések, miszerint az LHC hatalmas energiájú ütközéseiben fekete lyukak is létrejöhetnek, akár még igazak is lehetnek, ezek az objektumok soha nem lesznek képesek arra, hogy beszippantsák a Földet. Ugyanis annyira aprók, hogy nagyon rövid idő alatt szétsugároznak majd, még mielőtt bármi beléjük zuhanhatna. Sajnos, azt nem lehet, hogy csak a CERN-ben dolgozó részecskefizikusokat egye meg, de álljon meg Genf határánál, mert egy ilyen lik már megállíthatatlanul befalna mindent. Ilyen azonban nem várható.

Hogy azoknak a fizikusoknak is jusson valami, akik erőszakot véve önmagukon végigolvasták spongyola írásomat, álljon itt a végén egy kis összefoglaló a symmetry magazinból!