Odderon és a színes gluonok

„Az eredmény azért is különösen jelentős, mert ismereteim szerint ez az első teljesen meglepetésszerű, váratlan felfedezés a CERN LHC méréseiben” – mutat rá a felfedezés jelentőségére 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.

Az Odderon létezését 1973-ban vetette fel először L. Lukaszuk és B. Niculescu. A részecske felfedezésére, mérési adatokból történő biztonságos kimutatására azonban napjainkig, 2021-ig, 48 évet kellett várni.

A megtalálásáért folyó óriási nemzetközi versenyben végül a magyar-svéd kutatócsoport győzedelmeskedett: a Wigner Fizikai Kutatóközpont, a MATE Műszaki Intézet, a svédországi Lundi Egyetem és az Eötvös Loránd Tudományegyetem kutatói a kísérletek által már korábban közölt mérési adatokat rostálták át, elemezték újra egy innovatív, a magyar kutatók által kitalált módszerrel.

A CERN LHC TOTEM kísérlete és az amerikai Tevatron gyorsító D0 kísérlete megerősítette az Odderon felfedezését.

Közös, 463 szerzős kéziratuk jelenleg bírálat alatt áll egy rangos szakfolyóiratban.

„Az alapvető kutatások célja nem a közvetlen gyakorlati haszon elérése, hanem a minket körülvevő világ mélyebb megértése, és új összefüggések feltárása. Ezek az eredmények új és pici, de számottevő különbséget jelentenek az anyag és az antianyag kölcsönhatásában, a részecskefizika egyébként ismert keretei között” – mondja Novák Tamás, a MATE Műszaki Intézet egyetemi docense. „A felfedezés fontos mérföldkő az erős kölcsönhatás mély titkainak megértésében" – teszi hozzá Roman Pasechnik, a Lundi Egyetem Csillagászati és Elméleti Fizikai Tanszékének docense. 

A modern fizika szerint minden kölcsönhatásért egy-egy részecske cseréje felelős. A jól ismert elektromosság és mágnesesség például a fény részecskék, 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” – magyarázza 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, de mégis van egy aszimmetria a két csere között: ez 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 energia skáláján azonos lenne. Az Odderon létezése tehát 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” – teszi hozzá Szanyi István, a kárpátaljai születésű ELTE-s doktorandusz, az ELKH Wigner Fizikai Kutatóközpont fiatal kutatója.

A cikk a rangos European Physical Journal, C kötetében jelent meg.
Forrás: ELTE