Furcsa kölcsönhatások

David J. Gross, H. David Politzer és Frank WilczekReuters-felvételekA 2004-es év fizikai Nobel-díját megosztva David J. Gross, H. David Politzer és Frank Wilczek amerikai kutatók kapták, az anyag elemi építőköveinek tartott kvarkokkal kapcsolatos részecskefizikai kutatásaikért. A Nobel-díj odaítélésének hivatalos indokolása szerint a három amerikai elméleti fizikus az „aszimptotikus szabadság az erős kölcsönhatás elméletében” felfedezéséért kapta az elismerést. Az olvasók döntő többségét nyilvánvalóan riasztó szakszöveg mögött a természet egyik alapvető kölcsönhatásának leírásában elért fontos eredmény rejtőzik.

A természet jelenségeit ugyanis négy alapvető kölcsönhatás kormányozza: az elektromágneses, a gyenge, az erős és a gravitációs kölcsönhatás. Az erős kölcsönhatás tartja össze az atommagokat. Az atommagok pozitív töltésű protonokból és semleges neutronokból állnak. A protonok és a neutronok azonban maguk is összetettek, három-három kvarkból épülnek fel. A kvarkok létezését először elméleti fizikusok feltételezték még az 1950-es években, később pedig kísérletileg is igazolták, hogy a protonokban valóban ott van a három kvark.

A tudományos kísérletek során azonban szabad kvarkot nem sikerült megfigyelni – úgy tűnt tehát, hogy a kvarkok be vannak börtönözve a protonokba, neutronokba és más részecskékbe. A most díjazott három amerikai kutató erre adott elegáns, matematikai alapon nyugvó magyarázatot, még 1973-ban.

David J. Gross, H. David Politzer és Frank Wilczek feltárták a kvarkok közti erők szokatlan tulajdonságait. Ezt az erőt színes erőnek is szokták nevezni – a kvarkok töltését színtöltésnek nevezik –, de ezeknek természetesen semmi közük a makrovilág színeihez, csak a magyarázatot megkönnyítő önkényes elnevezések. Az erős kölcsönhatást leíró elmélet a kvantumszíndinamika nevet kapta. Gross, Politzer és Wilczek elmélete szerint a kvarkok közti erő annál gyengébb, minél közelebb vannak egymáshoz. Ekkor „színük gyengül”, egymás közelében szinte szabad részecskeként viselkednek. Ezt nevezik szaknyelven aszimptotikus szabadságnak. Az állítás ellenkezője is igaz: ahogy a kvarkok távolodnak egymástól, úgy erősödik köztük az összetartó erő. ĺgy már érthető az a kísérleti tapasztalat, hogy csak nagyon nagy energiákon lehet átmenetileg, nagyon rövid időre kiszabadítani a kvarkokat.

Régi törekvés a fizika alapvető kölcsönhatásainak egyesítése, valamennyi kölcsönhatás egységes elméletének a megalkotása. Az elektromágneses és a gyenge kölcsönhatás egységes elmélete már megszületett, kísérletekkel is igazolták. Az erős kölcsönhatás hozzákapcsolásán ma is sokan fáradoznak, ebben is döntő szerepet játszik a díjazott szerzők által megalapozott kvantum-színdinamika.

A kémiai Nobel-díj odaítélése

Stockholm. Két izraeli és egy amerikai tudós kapta meg az idén a kémiai Nobel-díjat a sejtbiológia terén elért alapvető kutatási eredményeikért – jelentette be tegnap a Svéd Királyi Akadémia. Az izraeli Aaron Ciechanover és Avram Hershko, valamint az amerikai Irwin Rose a proteinek lebontásával kapcsolatos kutatásokban értek el kiemelkedő eredményt. A proteinek lebontási folyamata „irányítja” többek között a sejtosztódást, ellenőrzi az új proteinek minőségét és az immunrendszer nagy részét. A 67 esztendős Avram Hershko Magyarországon, Karcagon született 1937-ben és 1950-ben vándorolt ki Izraelbe. (MTI)