Forrás, 2024 (56. évfolyam, 1-12. szám)
2024 / 10. szám - Két végtelen között az ember (Patkós András akadémikussal Staar Gyula beszélget)
49 – Látod, ez egy igazán érdekes kérdés. 1968-ban Kuti ott volt egy Bécsben rendezett fizikus világkonferencián, ahol először számoltak be egy Stanfordban végrehajtott kísérletről. Ezért a kísérletért az elvégzői utóbb Nobel-díjat kaptak. Elektronok protonokkal történő nagy energiájú ütköztetéséről van szó. Később ez a kísérlet a „korunk Rutherford-kísérlete” elnevezést kapta. Rutherford a múlt század első évtizedének végén igazolta kísérletével, hogy az atomnak van szerkezete, közepén egy, akkor pontszerűnek tűnt centrummal, amin a besugárzásnál az alfa részecskék jelentősen szóródtak. Hasonló történt az 1968-as stanfordi kísérletben. Ott a céltárgy mélyen lehűtött folyékony hidrogén volt, aminek protonjaiba az elektron beleütközött. Amennyiben a proton belsejében folyamatosan lenne elosztva a töltés, akkor az ütközésekben részt vevő nagyon kis mennyiségű pozitív résztöltés és a negatív elektron közötti vonzóerő enyhén elfordítaná az ütköző elektront. Ehelyett ebben az esetben is nagyszögű, visszaforduláshoz közeli szóródást észleltek, s emellett még óriási energiaveszteséget. A bemenő elektron energiájánál jóval kisebb volt a kimenőé. Mintha az ott lévő proton „biliárdgolyó” szétesett volna az ütközés során. Az elektronoknak ez a visszaszórása ugyanazt mondta a részecskefizikusoknak a protonról, mint Rutherfordnak az atomról az alfa részecskék szóródása. Hogy a protonnak is vannak kicsiny, pontszerű alkotórészei. – Addig erre nem gondoltak? – De igen. A részecskefizikai ütközések energiáját növelve, 1950 és 1970 között kiderült, hogy az eleminek tartott részecskék, a proton meg a neutron gerjeszthetők, vannak rövid ideig létezni képes úgynevezett rezonanciáik. Az ütköztetések során megfigyeltek olyan részecskéket is, amelyek csak párban keletkeznek. Ezeket ritka részecskéknek keresztelték el, a természetes környezetben nem fordulnak elő. E felfedezésekkel egyre nagyobb lett, néhány százra nőtt az elemirészecske-erdő. Hogyan kell ezt értelmezni? A részecskefizikusok igyekeztek rendet teremteni. S itt jött segítségükre a matematika csoportelméletnek nevezett ága. Szimmetriákat tételeztek fel, és ennek alapján az elemi részecskék osztályozását sikerült elvégezni. Kiderült, hogy a rendszer, a több száz részecske, felépíthető három elem kombinációjából. Ezt ismerte fel a hatvanas évek elején Murray Gell-Mann, és vele párhuzamosan George Zweig. Zweiggel vitában Gell-Mann azt hangsúlyozta, hogy mindez tisztán matematikai elmélet, az osztályozáshoz szükséges három elemi részecskét nem gondolta valódinak, elnevezte azokat kvarkoknak. – A stanfordi kísérlet végül is bizonyította, hogy Gell-Mann kvarkjai a valóságban is léteznek. – Igen, de a fizikusok még évekig óvatosak voltak ezt kimondani. A Nobeldíjas Richard Feynman volt az első, aki, amikor a stanfordiak megmutatták
