„A fizika nagy felfedezéseinek időszaka épp csak elkezdődött”

Az ELTE Lágymányosi Campusán Rolf Heuer, a CERN (Európai Nukleáris Kutatási Szervezet) főigazgatója nyitotta meg 2014. május 27-én a szervezet megalapításának 60. évfordulóját ünneplő eseménysorozatot. Elsőként az egyetem hallgatói és tanárai jelenlétében indították országjáró körútjára a Sokszínű fizika-buszt, amely a fizikát hivatott megismertetni a fiatalokkal (ld. keretes írásunkat), majd a tudós „Mit üzen a Higgs-bozon felfedezése a fizika, az emberiség és a világegyetem kapcsolatáról?” címmel tartott előadást, amelyben a világmindenség legalapvetőbb kérdéseinek kutatásáról beszélt a megjelent kutatóknak, szakembereknek, tanároknak és diákoknak.

A főigazgató először a CERN küldetéséről beszélt, amely nem merül ki a kutatásban, részét képezi a technológiai innováció és az oktatás is, hiszen fejlett technológia és képzett fiatalok nélkül lehetetlen volna maga a kutatás is. „Egyesítjük a különféle országokból, különféle kultúrákból érkezett embereket – erre azért vagyunk képesek, mert mind egyetlen nyelvet beszélünk, mégpedig a tudomány nyelvét” – fogalmazott Heuer. A kutató kitért arra is, hogy több mint négyezer alkalmazottjuk életkori eloszlásának maximuma 26 év körül van, amire kifejezetten büszkék. Ez azért van így, mert rengeteg PhD-hallgató dolgozik náluk, akiknek a fele doktori fokozata megszerzése után egyébként a magánszektorban helyezkedik el. Így ösztönzi a fejlődést a CERN ezen a területen is.

A tudós ezután elmondta, a CERN fő küldetése az, hogy megmagyarázza az univerzum keletkezését. Ehhez két irányba indulhatunk el – vizsgálhatjuk teleszkópokkal az ősrobbanás után visszamaradt fényt, hogy ebből kiindulva a fal mögé nézzünk, amely elrejti előlünk az információkat. A CERN-ben ugyanakkor inkább a másik irányba indultak, az anyag szerkezetét vizsgálják, a legnagyobb helyett a legkisebb skálán, és nem a múltba próbálnak betekintést nyerni, hanem megpróbálják reprodukálni azt. Ennek érdekében egyrészt az anyag belső szerkezetét igyekeznek megismerni, másrészt pedig új részecskéket keltenek. Ehhez nagy eseményszámú kísérleteket használnak, amelyek bármikor megismételhetőek, így kaphatnak pontosabb eredményeket. A Nagy Hadronütköztető (Large Hadron Collider, LHC) megfogalmazásában nem más, mint a világ – legalábbis e világ – legnagyobb mikroszkópja, amely nem kevesebb, mint 14 teraelektronvolt (TeV) energiával ütközteti egymásnak a részecskéket (ez 14 ezer milliárd hagyományos ceruzaelem gyorsítási képességének felel meg).

Heuer szerint egyre közelebb kerülünk az ősrobbanás utáni események megértéséhez és ahhoz, hogy a rejtett univerzum falait ledöntsük. Már felfedeztük a kvarkokat, amelyek a részecskéket alkotják, és az elmúlt évtizedekben felállított Standard Modellt is nagy pontossággal teszteltük, az LHC előtti időkből azonban nyitva maradt az a kérdés, hogyan tettek szert tömegükre a részecskék. Ez, mint mondta, a Standard Modell utolsó hiányzó sarokköve volt. A tudós elmagyarázta a kísérleteket, amelyekkel végül felfedezték a Higgs-bozont, azt a '60-as években megjövendölt részecskét, amely az univerzumban található részecskék tömegét adja. Elmondása szerint protonok százmilliárdjait tartalmazó „csomagokat” ütköztettek egymással, így minden alkalommal néhány tízezer sikeres ütközés jött létre, amelyek a protonokat alapvető alkotóanyagaikra, kvarkokra robbantották szét. Ezeket az ütközéseket detektorokkal követték figyelemmel, hogy a maradványokból, az eredményekből reprodukálhassák azt, pontosan mi is történt az ütközés idején. A felfedezésre végül 2012 közepén került sor, majd az ATLAS és CMS kísérletek igazolták, hogy valóban azt a részecskét találták meg a CERN kutatói, amelyet kerestek.

Heuer szerint azonban ezzel a fizika nagy felfedezéseinek időszaka éppen, hogy csak elkezdődött – nyitva áll még rengeteg nagy jelentőségű kérdés, mint például, hogy mi az elektrogyenge szimmetria sértés oka, mik az anyag és az energia alapvető szimmetriájának törvényszerűségei, mi történt az ősrobbanás után az antianyaggal, mekkora a téridő dimenziók száma, illetve hogy pontosan mi a sötét anyag és a sötét energia, amelyek univerzumunk 95 százalékát alkotják. Ki kell deríteni azt is, hogy a most felfedezett Higgs-bozon pont az-e, amelyet kerestek, vagy esetleg egy a nagyon hasonlóan viselkedő részecskék közül, és kérdés az is, hogy a segítségével kaphatunk-e magyarázatot a sötét anyag és a sötét energia természetére vonatkozólag. „A világegyetemről alkotott képünk változás előtt áll. Az elmúlt évtizedekben univerzumunk 5 százalékának tanulmányozásával felfedeztük a Standard Modellt – a maradék 95 százalékhoz azonban még csak most látunk hozzá. A jövő fényesen ragyog a sötét univerzumban” – zárta előadását a főigazgató.