Főoldal » A tudomány legvidámabb gyermeke

A tudomány legvidámabb gyermeke

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.

Leon Max Lederman kilencvenedik születésnapján

A közvélekedéssel ellentétben a tudósok nagy része nem komor, a valóságtól elrugaszkodott, elefántcsonttoronyban élő csodabogár, ellenkezőleg: jó humorral megáldott, nagyon is hús-vér ember. Az élen kétségkívül Albert Einstein áll, akinek éles humora és szabadszájúsága nem egy esetben okozott kellemetlenséget, de Enrico Fermit is imádták meghökentő ötleteiért, a magyarok közül leginkább Szilárd Leó és Kármán Tódor voltak a legjobb anekdotamesélők. Az a kirobbanó jókedv viszont kivételes adottság, ami a huszadik századi részecskefizika egyik vezéregyéniségét, Leon Ledermant jellemzi. Erről a magyar olvasó is könnyen meggyőződhet: az ismeretterjesztő művek egyik gyöngyszeme, a Dick Teresivel közösen írt, Budapesten is megjelent, Az isteni a-tom: mi a kérdés, ha a válasz a világegyetem című műve átitatódott jókedvvel, humorral, tréfás történetekkel. A laikus olvasó egy idő után nem győz csodálkozni: hát ez lenne az atomok félelmetes világa? Ilyen logikus, egyszerű és közérthető dolog a részecskefizika? Az bizony, ha egy ilyen páratlan varázsló bűvkörébe kerülünk.

A huszadik századi tudomány e nagyszerű alakja kilencven évvel ezelőtt, 1922. július 15.-én, orosz emigráns szülők családjában, New Yorkban látta meg a napvilágot. Tanulmányait szülővárosában végezte, a világhírű Columbia Egyetemen fejezte be 1951-ben. Doktorátusi értekezését a helyi gyorsító, a Nevis kutatójaként készítette elő. Óriási szerencséjére témavezetője a korabeli fizika egyik nagy fantáziájú egyénisége, az olasz Gilberto Bernardini volt. Történt vele és barátjával, kutatótársával, John Tinlottal egy malőr, ami a későbbiek folyamán döntően befolyásolta az atomfizika fejlődését: elméleti számításaik alapján úgy találták, hogy a gyorsítóban rossz helyre került a céltárgy, szerintük a három méter vastagságú vasbeton védőburokba egy lyukat kellene fúrni a szerintük oda fókuszált sugarak kivezetése miatt. Az igazgató, Eugene Booth professzor haja égnek állt a pimasz ötlettől: esze ágában sem volt veszélyeztetni az alkalmazottak életét, a két fiatal kutatót kihajította az irodájából. Csakhogy Bernardini előtt meggondolatlanul elszólta magát, amit Lederman, említett könyvében részletesen taglal: „Doktor Booth megemlítette neki pimasz ötletünket az alagúttal. Gilberto természetesen tudott angolul, de a georgiai tájszólással mindig is problémái voltak. Így aztán a dolog részletei nemigen jutottak el a tudatáig, csak annyit értett, hogy kivezetett nyaláb. Ennél viszont nem kellett neki több. Nemcsak a szíve volt nagy, de az esze is, és ezt szerencsére tudta róla mindenki, Booth professzort is beleértve. Ezért aztán Gilberto a rá jellemző lelkesedéssel és mindent elsöprő energiával mellénk állt, megfordult a széljárás. Ebéd után hívatták Johnt és engem a rossz emlékű igazgatói irodába. Menet közben azt latolgattuk, hogy a sztrichnin és az arzén közül melyik a kevésbé kényelmetlen és aztán egy hónap múlva kiderült, hogy a barna papíron felvett pályáink a valóságban is közel ugyanolyanok, és nagyra hivatott ködkamrámat végre levehettem a polcról.  Minden úgy történt, ahogy elképzeltük: a Nevis két kézzel szórta kifelé a pionokat, egyenesen bele a ködkamrába, ahol percenként egy-két fotót készítettünk a nyomaikról”. Ez a nevezetes kísérlet volt az első lépcsőfok a későbbi Nobel-díj megszerzéséhez.

A pionról tudni érdemes, hogy nagyon kis élettartamú részecske, a milliomod másodperc ezredrésze alatt elbomlik, müon és neutrínó keletkezése közben. Korábban úgy tudták, hogy a rendkívül illékony neutrínó csak elektron jelenlétében keletkezik. A történet a huszadik század első harmadában kezdődik, ekkor derült ki, hogy az atommagban nagyon stabil, semleges neutron kiszabadulva protonná és elektronná bomlik. Wolfgang Pauli vetette fel elsőként, hogy eközben szükségszerűen kell keletkeznie egy nagyon kicsi, semleges töltésű részecskének is. A bétabomlásnak elkeresztelt folyamat Enrico Fermi nevéhez fűződik, aki nevet is adott neki: pici neutronnak, olaszul neutrínónak nevezte el. Csakhogy sokáig sehol sem találták, mivel annyira rejtőzködő, hogy egy fényév vastagságú ólomfalon a neutrínók fele akadálytalanul áthatol. Már önmagában az is szenzáció volt, hogy sikerült ezt a részecskét megtalálni. Viszont a pionbomlás következtében keletkező müon igazi meglepetés volt: minden tulajdonságát tekintve megegyezett az elektronnal, csupán kétszázszor nagyobb volt a tömege. Azt nem sikerült kideríteni, hogy miért. Ráadásul mikor tovább bomlott, akkor elektron keletkezett belőle, valamint két neutrínó. Az már Lederman és munkatársainak érdeme, hogy kiderítették: e két részecske egyáltalán nem azonos, ezzel az elektron neutrínó mellett felfedezték a müon neutrínót is. A Melvin Schwartzal és Jack Steinbergerrel közösen végzett kísérletek hozzájárultak a részecskefizikát ma összefogó standard modellben ahhoz a felismeréshez, hogy az oszthatatlan, elemi részecskék családokba oszthatók. Ezzel a későbbiek folyamán – kissé sántító hasonlattal élve – kialakult a részecskefizika Mengyelejev táblázata. Kutatásaik közben a világon elsőként sikerült neutrínó nyalábot előállítaniuk. Ekkor már nyilvánvaló volt, hogy a fizikai Nobel-díj az ölükbe hullik. Csakhogy mintha megfeledkeztek volna róluk. A jó kedélyű Ledermannak ez persze nem szegte kedvét, még arra a tréfára is ragadtatta magát, hogy azt követően, amikor 1969-ben ukrán származású barátja, Murray Gell-Mann megkapta ezt a kitüntetést, egy tudományos konferencia szünetében azt találta mondani, legfontosabb feladatának tartja, hogy nevét Leder-Mannra változtassa. Tekintve, hogy 1979-től tíz éven át kora legnagyobb részecskegyorsítójának, a Chicago melletti Fermilabnak az igazgatója volt, a világsajtó szárnyára kapta a hírt. Ő maga is említett könyvében megemlíti az esetet, nem zárva ki a lehetőséget, hogy végül is a díjat odaítélő bizottság értett a célzásból. Mindenestre 1988-ban neki és két munkatársának, Melvin Schwarztnak és Jack Steinbergernek ítélték oda a legnagyobb tudományos kitüntetést.

Hivatali beosztásából kifolyólag élete nagy céljának tűzte ki a világegyetem alapkövének tekintett, az elemi részecskéknek tömeget adó Higgs-bozon megtalálását. Mivel az általa üzemeltetett részecskegyorsító ütközési energiája ehhez kevés volt, széleskörű kampányt indított a Tevatron nevezetű, általa csak Szuper csűrlőnek elnevezett, száz kilométeres röppályájú gyorsító felépítésére. Igyekezete koronájaként egy, tudományos kérdésekben járatlanok számára készített rövid ismeretterjesztő film levetítésének hatására Ronald Reagan amerikai elnök rábólintott a tervre, anyagi fedezetet is nyújtott rá. Sajnálatos módon, elnöki mandátumának lejártát követően, hivatali utóda fölöslegesnek tartotta ezt a tervet, a gyorsító, amely tízszer akkora energiával működött volna, mint ami a keresett bozon előállításához szükséges, a mai napig nem épült fel. A kudarcot követően már csak egyetlen esély maradt: az európai nagy hadron ütköztető átépítése szupravezető mágnesekre, amivel elérték az áhított teljesítményt. Ezt 2008-ban fejezték be, azóta lélegzetvisszafojtva várta a világ, hogy végre igazolást nyerjen Peter Higgs elmélete. Az utóbbi napok eseményei végre elhozták a várt eredményt, így semmi akadálya annak, hogy a fizika nagy öregje végre megkapja a Nobel-díjat. Nem Leon Ledermanon múlott, hogy a babérokat ezúttal nem az amerikai tudósok aratták le. Viszont az is biztos, hogy ez jókedvét aligha szegheti: a legújabb hírek szerint a keresett részecskére a 140 GeV (giga elektronvolt, ezerszer egymillió elektronvolt) tartományban bukkantak, ami azt jelenti, hogy a standard modell nem szorul korrekcióra, úgy tökéletes, ahogyan ez idáig képzelték. Amihez nem kis mértékben járult hozzá a most kilencven éves Leon Lederman, a modern fizika legvidámabb gyermeke. 

                                                                                     Ozogány Ernő                            

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.