Erős kölcsönhatások

Harmadik helyen szerepel azon a listán, amely az ELTE 50 legmagasabb Hirsch-indexszel rendelkező oktató-kutatóját tartalmazza.
Mivel én egy nagy nemzetközi együttműködésben (a CMS kísérletben) dolgozom, kb. hetente két tudományos közlemény jelenik meg a nevemmel – és közben másik kétezer szerzőével. Ebben az esetben tehát a Hirsch-index nem igazán releváns mérőszáma az egyéni sikerességnek, óvatosságra inteném azokat, akik csupán ebből szeretnének következtetéseket levonni. A legtöbbet hivatkozott cikkeink a Higgs-részecske felfedezéséről szólnak, de ezen a listán az elsők között vannak azok a cikkek is, amelyek a nagyközönség számára nem igazán ismertek, például a nehézion-ütközésekben kimutatott részecskesugarak aszimmetriája, a részecske-eloszlásokról szóló első cikkeink az LHC-nél (a Nagy Hadronütköztetőnél), illetve a kétrészecske-korrelációs mérésekben talált új jelenségek.

Meséljen a kutatásokról, amelyekben részt vesz!
Kísérleti fizikus vagyok, részecskefizikával foglalkozom. Én és a kollégáim a laboratóriumban megvalósított leghevesebb, legnagyobb energiájú ütközéseket vizsgáljuk. A természet törvényei és bizonyos technikai okok miatt ehhez óriási méretű részecskegyorsítókra és nagy detektorokra van szükség. Ilyet csak hatalmas együttműködésekben lehet létrehozni. Mégis érdemes ebbe belefogni, hiszen ez az egyik lehetőség arra, hogy a mikrovilág működését leíró mai elméleti modelleket ellenőrizhessük, illetve – remélhetőleg – megcáfolhassuk, azaz továbblépjünk ezeknek a jelenségeknek a mélyebb megértése felé. A Nagy Hadronütköztetőnél az egyik legfontosabb kérdés, amire választ keresünk, hogy létezik-e a már megfigyelt (vagy indirekt módon, de nagy bizonyossággal megtapasztalt) elemi részecskéknek szimmetria-párjuk, amelyeket ún. szuperszimmetria elméletek jósolnak. Ezek megtalálása nagy lépést jelentene a mikrofizika elméleti leírásának jobb konzisztenciája felé, és alaposan megváltoztatná a fizikai világképünket. Esetleg arra is magyarázatot találhatnánk, hogy mi alkotja az Univerzum rejtélyes sötét anyagát (hiszen ezek nem lehetnek "hétköznapi" részecskék).

Én egy másik fontos kérdéssel foglalkozom, az erős kölcsönhatással. Ez egy fontos kölcsönhatás a Természetben, nagyrészt ennek köszönhetjük, hogy az anyagi tárgyaknak tömegük van, hogy az atommagokat nem robbantja szét a protonok elektromos taszítása, és ez az a kölcsönhatás, amely a kozmikus sugárzásban, illetve a laboratóriumi részecske-ütközések során keletkezett részecskék döntő többségének megszületéséért felel. Ennek a kölcsönhatásnak a szigorú elméleti leírása az esetek jó részében nagyon komplikált, és ezért a kísérleti eredmények nagyon sokat hozzátehetnek ezen szakterület fejlődéséhez. Ehhez kapcsolódik a nehézionok ütköztetésekor egy pillanatra létrehozott forró, sűrű, folyadékszerű anyag vizsgálata is, amellyel két évtizede foglalkozom. Jelenleg egy nagyjából százfős kísérleti csoport koordinálásán dolgozom, és a legjobban az foglalkoztat, hogy jó minőségű, érdekes publikációkat sikerüljön létrehoznunk az erős kölcsönhatás vizsgálatának témakörében, olyan extrém fizikai körülmények között, ahol az elméleti leírás komoly kihívások elé állítható.

Hogyan került tanulmányai kezdetén az ELTE fizika szakára?
A középiskolai tanulmányi versenyek során rájöttem, hogy fizikából viszonylag sikeres tudok lenni. Elkezdtem komolyan készülni a Nemzetközi Fizikai Diákolimpiára, és ebben a munkában Gnädig Péter (az ELTE Fizikai Intézet egyetemi docense) és Honyek Gyula voltak a vezető tanáraim. Mivel őket már jól ismertem és felnéztem rájuk, mire döntenem kellett, természetesen az ELTE-t választottam. Az olimpián (és más versenyeken) elért sikereim és az ottani szakmai és emberi légkör is a fizikusi pálya felé irányított. De az érdeklődés a dolgok működésének magyarázata és a problémamegoldás iránt a legfontosabb – ezek nélkül nem igazán lehet fizikus senki.

Doktori disszertációját a CERN-nél végzett kísérleti munkákból készítette, később pedig az MIT-n kapott jelentős feladatot a PHOBOS nemzetközi kísérlet kivitelezésében.
Ezekben a kísérletekben nehéz atommagok (arany, ólom) nagy energiájú ütközéseit hoztuk létre. Ezután megfigyeltük az egy-egy ütközésben keletkező (akár több ezer vagy tízezer) részecske tulajdonságait, és összevetettük elemibb, proton-proton ütközések adataival, valamint elméleti jóslatokkal. Ezekből kiderül, hogy a centrális ütközésekben sikerül létrehozni a fent már említett kvark-gluon "folyadékot", ami hasonló ahhoz az anyaghoz, amely a Világegyetemet alkothatta mikromásodpercekkel az Ősrobbanás után. Ezeken az összehasonlításokon, illetve a kísérletek technikai megvalósításán is dolgoztam.

A jelentős szakmai eredmények mellett talál kihívást a tanításban is?
Persze, a tanításnál derül ki, hogy értem-e igazán, amit el akarok mondani a diákoknak. Nagyon sokat tanultam nemcsak az órákra való készülésből, hanem a diákjaim kérdéseiből is. Ez nagy kihívás, de nem nagyobb, mint időt találni a kutatásra és tanításra is egyszerre. Ezek annyira különböző tevékenységek, kevés közös ponttal, hogy versenyeznek az időért. A nagy létszámú előadásoknál jobban szeretem az interaktív foglalkozásokat, a laborgyakorlatokat. Itt a diákoké a főszerep, és nagyon érdekes dolog új és kreatív feladatokat kitalálni, amelyeket együtt oldhatunk meg. Itt lehet igazán közelről látni, ahogy a tudományos gondolkodás működik valakiben, és személyesebb élményt is nyújt mindkét fél számára.

A jelentős külföldi projektekben való részvétel után vannak-e mostanában hasonló tervei?
Nagyon sokáig az volt a tervem, hogy az ELTE hivatalosan is részt vehessen egy nagy részecskefizikai együttműködésben, mint például a CMS kísérlet, ahol régóta dolgozom már más intézmények színeiben. Ez vonzerőt és óriási lehetőséget jelenthetne a tudományos utánpótlás, a mai diákok számára is, akik majd a részecskegyorsítók következő generációjánál fognak méréseket végezni. Éppen a múlt hétre esett az MTA Lendület pályázatának eredményhirdetése, ahol megtudtuk, hogy Pásztor Gabriella kolléganőm témavezetésével – akit sikerült hosszú külföldi karrierje után hazacsábítani az ELTE-re – végre megvalósulhat ez a tervünk, és elindulhat a kísérleti részecskefizikai kutatócsoportunk.