Japán részecskekutatók kapták a fizikai Nobel-díjat

Idén a fizikai Nobel-díjat három japán tudós kapja megosztva – közölte magyar idő szerint délután negyed egykor a Nobel-bizottság. A díjat odaítélő Svéd Tudományos Akadémia Nambu Joicsiro, Kobajasi Makoto és Maszkava Tosihide eredményeit ismerte el. Joicsiro a díj felét kapja, Makoto és Tosihide az egynegyedét.

Nambu, aki kutatásait az Egyesült Államokban, a Chicagói Egyetem Enrico Fermi Intézetében végezte, a szubatomi fizikában tapasztalható spontán szimmetriasértés mechanizmusának felfedezéséért kapta a díjat. Makoto és Tosihide e szimmetriasértés eredetének felfedezéséért kapta az elismerést, valamint azért, mert megsejtették, hogy legalább három kvarkcsalád létezik a természetben.

Kozmoszunk túlélése

A fizikában több példát találunk spontán szimmetriasértésre, vagyis olyan jelenségre, amikor egy szimmetrikus állapot megbomlik. Egy felhevített mágnesdarabban például az egyes elemi mágnesek egyforma valószínűséggel fordulnak a tér bármely irányába, de ahogy a mágnes lehűl, ez a szimmetria megbomlik, mert az apró atomi mágnesek egymással kölcsönhatva azonos irányba állnak be.

A részecskefizika egyik kutatási iránya annak boncolgatása, hogy az univerzum keletkezésekor fennálló szimmetriák hogyan és milyen kölcsönhatások révén sérültek és idézték elő a világegyetem jelenlegi állapotát. A hatvanas évek elején a most 87 éves Nambu Joicsiro alkotta meg az elemi részecskefizikában leírt spontán szimmetriasértés matematikai levezetését. Nambu munkája a részecskefizika standard modelljének egyik alapja lett: ez a modell összesít a természet négy ismert kölcsönhatása közül hármat: az elektromágneses, azt erős és a gyenge kölcsönhatást (a gravitáció a negyedik, amit még nem sikerült beilleszteni a közös modellbe).

A természetben a kezdetek óta jelenlevő, illetve feltételezett szimmetriasértéseket kutatta a most 64 éves Kobajasi és a nála négy évvel idősebb Maszkawa is. Ők már a standard modell keretein belül magyarázták a szimmetriasértést, de három kvarkcsalád létezését feltételezték. 1972-ben közölték elméletüket és sejtéseiket, ezt a részecskegyorsítókban végzett kísérletek csak 2001 végén igazolták.

A szimmetriasértések terén még bőven akad megmagyaráznivaló. Még mindig nem ismert, hogy a nagyjából 14 milliárd éve bekövetkezett ősrobbanás után milyen szimmetriasértések történtek. A feltételezések szerint ugyanannyi anyag és antianyag keletkezett, viszont ha ez az állapot így maradt volna, a két anyag megsemmisítette volna egymást és ma nem létezne univerzum. Úgy vélik, valamilyen szimmetriasérülés következtében minden tízmilliárd antianyag-részecskére jutott egy extra anyagrészecske, és ennek köszönhető kozmoszunk túlélése. Hogy ez pontosan hogyan történt, nem tudni, talán majd a legnagyobb részecskegyorsítóban, a nemrég beindított LHC-ben erre is választ találnak.

Az első magyar díjazott

A díjat először 1901-ben osztották ki, akkor a német Wilhelm Conrad Röntgen nyerte a fizikai Nobelt a róla elnevezett sugárzás felfedezéséért. Tavalyelőtt az amerikai John C. Mather és George F. Smoot kapták az elismerést a naprendszerek és a csillagok keletkezésével kapcsolatos, e folyamatok mélyebb megértését segítő kutatómunkájukért. Tavaly pedig a francia Albert Fert és a német Peter Grünberg munkásságát díjazták – a tudósok az óriás mágneses ellenállás (GMR) felfedezésével érdemelték ki a Nobelt. A GMR jelenséget 1988-ban fedezte fel a két tudós (egymástól függetlenül), az óriás mágneses ellenállás elvén működő kiolvasófejeket ma már a több gigabájtos merevlemezekben használják. A felfedezés jelentősen hozzájárult a tárolási sűrűség növeléséhez és lehetővé tette a számítógépes merevlemezek radikális miniatürizálását.

A fizikai Nobel-díjat háromszor is magyar tudós kapta meg. Első Nobel-díjasunk, Lénárd Fülöp is fizikus volt: ő 1905-ben katódsugaras vizsgálatokra alapozott atommodelljéért kapta az elismerést. 1963-ban Wigner Jenőnek ítélték a díjat, megosztva kapta az amerikai Maria Goeppert-Mayerrel és a német J. Hans D. Jensennel. Wigner az indoklás szerint az atommagok és az elemi részecskék elméletének továbbfejlesztésével érdemelte ki a Nobelt, különös tekintettel az alapvető szimmetriaelvek felfedezésére és alkalmazására. A legutóbbi fizikai Nobel-díjasunk Gábor Dénes volt 1971-ben, ő a holografikus módszer feltalálásáért és kifejlesztéséért kapta a díjat.

Kettőt már tudunk

Az idei első Nobel-bejelentés hétfőn volt, akkor az orvosi-fiziológiai díj nyerteseit közölték. Az elismerést Harald zur Hausen, illetve Francoise Barré-Sinoussi és Luc Montagnier kapják megosztva a humán papillomavírus méhnyakrákot okozó hatásának kimutatásáért, illetve az AIDS-et okozó HIV-vírus felfedezéséért. Szerdán a kémiai Nobel, csütörtökön az irodalmi díj, pénteken a békedíj nyertesét nevezik meg, jövő hétfőn pedig azt hirdetik ki, kihez kerül idén a svéd központi bank által 1968-ban alapított közgazdasági Nobel-díj.

A Nobel-díjakat idén is XVI. Károly Gusztáv svéd király adja majd át, december 10-én, a kitüntetést alapító Alfred Nobel 1896-ban bekövetkezett halálának évfordulóján. Az igazoló okmányon és az aranyérmén kívül minden díj mellé 10 millió svéd koronás (körülbelül 250 millió forint) csekk jár. Alfred Nobel tehetős svéd nagyiparos, a dinamit feltalálója 1895-ben írt végrendeletében rendelkezett úgy, hogy vagyonának kamataiból évről évre részesedjenek a tudomány és az irodalom kiválóságai, valamint azok, akik a legtöbb erőfeszítést teszik a békéért. Az alapító nem hagyott határozott instrukciókat a mindenkori Nobel-bizottságra. Utasításai szerint a díjat azoknak kell adni, akik az előző évben saját tudományterületükön "a legnagyobb szolgálatot tették az emberiségnek".