Levente, Irén
20 °C
37 °C

Mi a tudományos igazság az Angyalok és démonokban?

2009.05.14. 15:37
A CERN laboratóriumaiban folyó antianyag-kutatások sikere A Da Vinci-kódot író Dan Brown figyelmét is felkeltette. A héten mutatták be a magyar mozik a 2000-ben megjelent Angyalok és démonok című regényéből készült filmet. A történetben a svájci CERN-ben előállított antianyagot elrabolják, majd Rómába viszik, hogy ott pusztító erejű fegyverként használják a pápaválasztás befolyásolására és a Vatikán elpusztítására. Van ebben tudományos igazság?

A valódi fizikusok nem aggódnak a filmbeli összeesküvés-elmélet vagy az antianyag végzetes felhasználása miatt, néhányuk egyenesen örül a CERN-t övező publicitásnak - írja a LiveScience. „Mindig mondtam, hogy amit Dan Brown tett a római katolikus egyházzal A Da Vinci-kódban, azt tette velem és a kutatásommal is" – mondta Gerald Gabrielse harvardi fizikus, aki egy nemzetközi kutatócsoportot vezet az európai részecskefizikai kutatóintézetben, a CERN-ben.

Talányos anyag

Az antianyag valóban létezik, de az univerzum egyik nagy talánya. Az antianyagban az atomot a proton, neutron és elektron helyett antirészecskék (antiproton, antineutron és pozitron) építik fel. Az antianyag az anyaggal találkozva megsemmisül, és a folyamat közben elektomágneses sugárzás formájában energia szabadul fel. Ez a folyamat az úgynevezett annihiláció.

Az Angyalok és démonok azon a szálon indul el, hogy mi történhet, ha egy nagyobb adag antianyag a körülötte levő anyaggal érintkezve megsemmisül. Egy negyedgrammnyi antianyag ötezer tonna TNT robbanóanyag erejével ér fel, és nyolcszáz méteres körzetben mindent elpusztít, legalábbis a történet így szól. A valóságban azonban a fizikusok csak vágyakoznak ilyen nagy mennyiségű antianyagra, de sajnos nincs nekik.

Az elektron antirészecskéjét, a pozitront már 1932-ben felfedezte Carl David Anderson. Az első antianyagot (antihidrogént) a CERN-ben sikerült előállítani és megfigyelni 1995-ben. Azóta antideutériummagot (antiproton és egy antineutron) is sikerült előállítani, viszont nehezebb atommagokat nem.

„Ha fogod az összes antianyagot, amit a világtörténelem során eddig sikerült előállítani, akkor elegendő energiát kapsz, hogy felforralj egy bögre teavizet" – mondta Gabrielse a LiveSciencenek. Az antianyag ugyanis a rendkívülinél is ritkább az univerzumban, az antianyag előállítása pedig elképesztő erőfeszítést igényel. Például közel fénysebességgel kell a CERN gyorsítójában futtatni a részecskéket.

Antianyag-részecske többek között akkor jöhet létre a természetben, amikor egy kozmikus sugárzás eléri a Föld felső légkörét. Kutatási szempontból azonban sokkal praktikusabb az ember által előállított antianyag vizsgálata. Az antiprotonok lelassítása és befogása hasonlóan történik a valóságban, mint az Angyalok és démonokban. Ilyenkor mágneses mezők segítségével vákumban szeparálják az antianyag-részecskéket minden más anyagtól. „Tehát gyakorlatilag szükséged van egy falak nélküli tárolóra" – magyarázta Gabrielse. Egy korábbi projektjében a fizikusnak hónapokig sikerült antiprotonokat tárolnia - persze nem olyan elemes kézi tárolóegységben, amilyen a filmben látható.

Az ATRAP nemzetközi kutatói együttműködés keretében a fizikusok most azon dolgoznak, hogy semleges antihidrogén-atomokat fogjanak. Elméletben a semleges antihidrogén atomok összerendeződhetnek, a töltött antiprotonok viszont taszítják egymást. Hogy egy ilyen antianyagcsomó pusztítana-e egy kisebb atombomba erejével anélkül, hogy saját maga szétrobbanna, nyitott kérdés marad - még akkor is, ha feltételezzük, hogy a fizikusok képesek negyed grammnyi antianyagot teremteni és összegyűjteni.

Az Angyalok és démonok egy része viszont a közeljövőben megvalósulhat, de ennek semmi köze az antianyaghoz. A filmben a CERN laboratóriumát retinaszkennerekkel védik, és a valóságban is éppen most rendelt a kutatólabor több olyan biztonsági berendezést, amely a szemet ellenőrzi - sőt, a részecskeütközéseket figyelő nagy műszeregyüttesek, detektorok előtt már most ilyen ellenőrzés folyik.

Ritka, mint az antianyag

A tudomány egyik legnagyobb kérdésére azonban egyelőre nincs válasz: nem tudni, miért van az univerzumban több anyag, mint antianyag. Az elfogadott fizikai elméletek szerint ugyanis az ősrobbanás során majdnem ugyanannyi antianyag keletkezett, mint normál anyag. Az arány természetesen nem lehetett 1:1, mert akkor a sorozatos annihilációk során mindkét komponens teljes egészében megsemmisült volna, és az univerzum ma pusztán elektromágneses sugárzásból állna.

Kellett vagy kell léteznie valamilyen folyamatnak, ami enyhe aszimmetriát okozott, vagy esetleg dinamikusan fenntartja azt. A pontos számítások szerint minden 1 milliárd antirészecskére 1 milliárd és 1 részecske jutott az ősrobbanás után. A kölcsönös megsemmisülések után a kicsiny többlet megmaradt, és a megfigyelések szerint ma ez világunk egyik fő alkotórésze. A kutatókat azonban izgatja, hogy nem maradhattak-e fenn részben vagy egészben antianyagból álló szigetek a világegyetemben, és ezek nyomai valahogyan detektálhatók-e.