Kvantummechanikai felfedezésért járt a fizikai Nobel-díj

Az orvosi-élettani Nobel-díj után itt a fizikai Nobel-díj díjazottai: a rangos elismerést megosztottan kapta Kadzsita Takaaki japán és Arthur B. McDonald kanadai tudós.

Ahogy arról tegnap beszámoltunk, hárman vehették át az orvosi Nobel-díjakat Stockholmban. A sort ma a fizikai Nobel-díj követte, melyhez Kadzsita Takaaki japán és Arthur B. McDonald kanadai tudósnak gratulálhatunk. A Svéd Királyi Tudományos Akadémia illetékes bizottságának indoklása szerint Kadzsita Takaaki és Arthur B. McDonald kulcsszerepet játszott a neutrínóoszcilláció felfedezésében, és ezáltal annak bizonyításában, hogy a neutrínóknak van tömegük.

Kadzsita Takaaki 1959-ben született, tanulmányait a Szaitamai Egyetemen kezdte, doktori disszertációját pedig 1986-ban védte meg a Tokiói Egyetemen. 1988 óta dolgozik részecskefizikusként az egyetem kozmikussugár-kutató intézetében (ICRR), ahol felfedezték a neutrínóoszcillációt, s amely intézménynek 1999 óta az igazgatója.

Az 1943-ban született kanadai Arthur B. McDonald a pasadenai Kaliforniai Műszaki Egyetemen szerezte PhD tudományos fokozatát 1969-ben. A kanadai Sudbury Neutrínóobszervatóriumban végzett kutatásai erősítették meg a neutrínóoszcilláció jelenségét, ezért a felfedezésért már 2007-ben Benjamin Franklin-medált kapott.

A neutrínó erős kölcsönhatásban nem kimutatható, mert csak gyenge kölcsönhatásban vesz részt. Elektromos töltése nincs, semleges – innen származik a neve is, melynek jelentése ’semlegeske’ -, emiatt elektromágneses kölcsönhatásban sem vesz részt. Ez magyarázza azt, hogy a neutrínó közömbös az anyaggal szemben: egy fényév vastagságú ólomfalon a neutrínóknak mintegy fele haladna át úgy, hogy még egy atommal sem ütközne. Eme tulajdonságuk jelentős mértékben megnehezíti, hogy kísérleti úton észlelni tudjuk őket, mert a kimutatás alapja valamely kölcsönhatás. Az emberi testen is másodpercenként több ezermilliárd neutrínó halad át, ezek a természetben a legillékonyabb részecskék, ezért is emlegetik őket szellemrészecskeként.

A neutrínóoszcilláció pedig az a kvantummechanikai jelenség, amely során a neutrínó három fajtája – az elektron-, a müon- és a tau-neutrínó – átalakul egymásba. Az átalakulás feltétele, hogy a neutrínóknak legyen tömegük. A bizottság megítélése szerint a felfedezés megváltoztatta az anyag működéséről szóló ismereteket, és alapvető fontosságúnak bizonyult a világegyetem felépítésének jobb megértésében.

A neutrínók rejtélye ezzel megoldódott, a japán-kanadai felfedezés bebizonyította, hogy a neutrínók nem vesznek el, csak átalakulnak, valamint azt is, hogy a neutrínóknak van tömegük, még ha csekély is.

A felfedezés fontos mérföldkő az emberiségnek. A részecskefizika standard modellje – az elektromágneses, a gyenge és erős kölcsönhatást, valamint az alapvető elemi részecskéket leíró kvantumtérelmélet – rendkívül sikeres volt, azonban megkövetelte, hogy a neutrínóknak ne legyen tömegük. A neutrínóoszcilláció felfedezése tehát azt is bizonyította, hogy a standard modell nem írja le teljesen a világegyetem működését.

Forrás: eduline.hu, hvg.hu

Kép forrása: mno.hu