Rómában beszélt legújabb kutatási eredményeiről a Nobel-díj közelében járó debreceni fizikus

A DEHIR.hu cikke.

Debrecen - A tudomány, a kutatások világáról beszélgettünk Krasznahorkay Attilával, aki az X17-es részecskékre vonatkozó felfedezéseit mutatta be egy nemzetközi konferencián. Interjú.

Krasznahorkay Attila, az Atommagkutató Intézet Kísérleti Magfizikai Osztályának vezetője kutatócsoportjával az Atomkiben egy olyan új részecskét fedezett fel, amivel akár közelebb kerülhetünk a sötét anyag megismeréséhez is. Nemsokára kutatásaik egy újabb fordulópontjához érnek, a meglévő eredményeiket pedig legutóbb Rómában, egy nemzetközi konferencián mutatta be. A fizikussal a pályája indulásáról, legújabb kutatásairól, azok eredményeiről, a római konferenciáról és a Nobel-díj közelségéről is beszélgettünk.

Dehir.hu: Hogyan indult el a fizika útján? Mikor érezte azt, hogy ezzel kell foglalkoznia?

Krasznahorkay Attila: Püspökladányban végeztem a középiskolai tanulmányaimat. Akkoriban Debrecenből egyetemisták járták a környéket, hogy felkeressék a jó tanuló, tehetséges diákokat, így kerültem kapcsolatba egyikükkel, aki behozott Debrecenbe, ahol kísérleteket mutattak be nekünk. Egyből beleszerettem a fizika világába, ennek az élménynek a hatására jelentkeztem a Kossuth Lajos Tudományegyetemre, ahol az évek során Népköztársasági ösztöndíjat is kaptam.

A diplomamunkámat 1977-ben már az Atomkiban kezdtem el. Bár korábban is végeztem tudományos diákköri munkát az egyetemen, azt javasolták, ha komoly kutatásokkal szeretnék foglalkozni, jöjjek az intézetbe dolgozni. Akkoriban ez egy nagyon híres hely volt Debrecenben, akkor építettek a Magspektroszkópia Osztályon egy csúcstechnológiával készült szupravezető mágneses spektrométert. A diplomamunkám során én végezhettem ezen az első kísérleteket, ami nagy öröm volt számomra. Itt kaptam az első akadémiai ösztöndíjamat, később pedig segédmunkatárs, munkatárs és végül tudományos tanácsadó lettem. 1983-ban ezt a szupravezető mágneses spektrométert már elkezdtük használni belső párkeltés vizsgálatára, azoknak az elektron-pozitron pároknak a vizsgálatára, amelyekből a legújabb kutatásaink is kinőttek. Valójában akkor sok minden mással is foglalkoztunk az osztályon, például 1985-ben kaptunk egy ciklotront, aminek használatát Finnországban tanultam meg. Itthon akkor már olyan kutatásokat tudtunk folytatni, amelyek nemzetközi szinten is jelentősek voltak.

A fordulópontot 1989 hozta el, amikor posztdoktori ösztöndíjjal Hollandiába, a Groningeni Magfizikai Kutatóintézetbe kerültem. Ez nyitotta ki számomra a világot, hiszen korábban nem tudtam külföldre utazni.

Groningenben sokkal nagyobb energiás gyorsítókat használtunk, más kutatási témákat kezdtünk el, úgynevezett óriásrezonanciákat vizsgáltunk. Ez a kutatási téma kapcsolódik a jelenlegiekhez is, hiszen ez esetben is nagyenergiás atommag-átmenetek vizsgálatáról van szó, kombinálva azzal, amivel elkezdtem a kutatásokat az Atomkiben, az elektron-pozitron párok vizsgálatával. Groningenben egy másik kutatási irányt is elkezdtem: az atommagok proton- és neutroneloszlásának vizsgálatát, illetve azok különbségeinek vizsgálatát. Tudniillik a neutronok eloszlása túlnyúlik a protonokén, a túlnyúlást neutronbőrnek nevezzük, ami egy majdnem tiszta neutronanyag, amilyen a neutroncsillagokban is van. Ilyen módon ezek a méréseink is felértékelődtek.

Dehir.hu: Mert az ismeretlen világról adhatnak képet?

Krasznahorkay Attila: Így van, a neutronanyag paramétereinek meghatározása a neutroncsillagok leírásában is fontosak. Ezek a neutroncsillagok misztikus képződmények, borzasztó sűrű anyag van bennük, a tömegük körülbelül akkora, mint a Nap tömegének 1,4-szerese, az átmérője viszont csak 10 kilométer körüli. A csillagászat is közel került hozzám ezáltal, és akkor hallottam először a sötét anyagról és arról, hogy a csillagászok csak akkor tudják értelmezni a távoli csillagok mozgását a galaxisokban, ha egy újfajta anyagot feltételeznek, ami nem látható számunkra. Ekkor kezdtem el gondolkodni azon, hogy ha van egy újfajta anyag, akkor annak valami atomi összetétele is kell legyen, kellenek hozzá a kölcsönhatást közvetítő részecskék. Kapóra jött egy holland kolléga, Fokke de Boer kutatása, aki kistömegű részecskét keresett atommagátmenetekben. Még a Nobel-díjas Steven Weinberg vezetett be egy axionnak nevezett részecskét a '70-es, '80-as években, hogy a jelenlegi sztenderd modell hiányosságait értelmezni tudja. Jelenleg ez a részecskefizika alapvető modellje, ami a legjobb tudásunk szerint a látható anyag tulajdonságait értelmezni tudja. Fokke de Boer még Debrecenbe is eljött, hogy beadjon egy projektet a részecske keresésére. Ő egy, az elektronnál 18-szor nagyobb tömegű részecskét keresett. Új spektrométert is építettünk, de ezt a részecskét nem sikerült azonosítani. A 2010-ben bekövetkezett halála pedig visszavetette az itteni kísérleteket is.

Dehir.hu: De nem adták fel végleg az erre vonatkozó kísérleteket.

Krasznahorkay Attila: Néhány évvel Fokke de Boer halála után újabb kísérletekbe kezdtünk. Felújítottuk a spektrométerünket,

kiterjesztettük a tömegtartományt és nyomokat találtunk az elektron tömegének 34-szeresénél. Egy új részecskére bukkantunk, amit X17-es részecskének nevezett el az irodalom. A publikációt 2016-ban fogadták el és óriási visszhangot vert tudományos körökben.

Azóta ezzel foglalkozunk, ennek az új részecskének a tulajdonságait igyekszünk minél jobban megérteni.

Dehir.hu: Sokan Nobel-díjat emlegettek, majd jöttek a kételkedők több oldalról is. Volt, aki azt mondta, az új részecskét nem magfizikai eljárásokkal kellene kimutatni, de hibás mérésekről is lehetett olvasni. Azóta sikerült ezt az eredményt érdemben megcáfolni valakinek, mi az álláspontja ebben a kérdésben jelenleg a tudományos világnak?

Krasznahorkay Attila: Ezek az ellenzők többé-kevésbé elhallgattak, nagyon sok helyen kezdték el a kutatásokat, már megépítették a spektrométereket, méréseket terveznek, jövőre vagy két év múlva már konkrét eredményekről tudnak beszámolni. Pontosan megismételni viszont még nem sikerült sehol, úgy gondolták az emberek, hogy ez egy egyszerű kísérlet, de itt Debrecenben is évtizedekbe került, amíg ilyen spektrométereket építettünk, s az eredményeket elértük. Most már viszont tényleg hisznek az emberek ebben, számtalan más módot kitaláltak, hogy ezt a részecskét előállítsák, például Róma mellett, Frascatiban.

Dehir.hu: Ha már Róma, nemrégiben kint járt egy tudományos konferencián az olasz fővárosban, ahol az X17 részecskére vonatkozó legújabb eredményeit mutatta be. Milyen új fejleményekről számolt be ott?

Krasznahorkay Attila: A konferencia azt a címet kapta, hogy Reflektorfényben az X17, az egész világról meghívták az új részecske kutatóit Rómába. A konferenciát a belügyminisztérium épület-együttesében tartották, amelynek különlegessége, hogy Enrico Fermi itt fedezte fel a maghasadást. Róla nevezték el az új kutatóhelyet és a tervek szerint a jövőben itt fogják koordinálni az ehhez hasonló, viszonylag kis pénzbefektetéssel járó kutatásokat. Fermi egyébként nagyot alkotott a bétabomlás elméletének kidolgozásában és az első atomreaktor megtervezésében. Ennek magyar vonatkozása is van, hiszen Szilárd Leóval közösen hajtották mindezt végre. Szabadalmat is beadtak az első atomreaktorra, és együtt sikerült meggyőzniük Roosevelt elnököt, hogy nagyon fontos dologról van szó.

De visszatérve a konferenciára, Rómában a legújabb kísérleteimről beszéltem: először a berillium-8 atommag egy átmenetében sikerült kimutatni az új részecskét, most viszont arra hívtam fel a figyelmet, hogy a hélium-4-ben is sikerült egy átmenetben megfigyelni azt.

Nagyon sok elméleti munka született arra vonatkozóan, hogy milyen típusú lehet ez a részecske, például újra felvetették, hogy lehet axion, de a legérdekesebb az, hogy előfordulhat, hogy egy ötödik kölcsönhatás hordozója, s ilyen módon szerepet játszhat a sötét anyag kölcsönhatásaiban is. A kísérleteink arra vonatkoztak, hogyan lehet minél többet megtudni erről a részecskéről. Egyelőre nem eldöntött, hogy axion-típusú részecskéről vagy úgynevezett vektorbozonról van szó, végeztünk erre vonatkozóan már kísérleteket, és éppen most kezdtük meg az adatok feldolgozását, így a konferencián még nem tudtam érdemben nyilatkozni ebben a konkrét kérdésben. Idén remélhetőleg viszont már választ tudok adni erre.

Dehir.hu: S mit gondol, meglesz a Nobel-díj? Fontos lenne ez az elismerés?

Krasznahorkay Attila: Mindenki számára fontos, hogy elismerjék a munkáját, de nem ez a legfontosabb. Amikor a fizikával megismerkedtem a leglényegesebb dolog számomra az volt, hogy kísérletek útján olyan közvetlenül léphetek a természettel kapcsolatba, mintha telefonvonalon beszélgetnénk egymással.

Sok helyen megfordultam: jártam Németországban, Japánban, de mindig az volt a célom, hogy inkább hazahozzak eszközöket, tudást, és az igazi kísérleteket itthon, Debrecenben végezzük el. Ez is egy lelkesítő dolog volt, a főnökeimtől tanultam. Az osztály korábbi vezetője, Fényes Tibor külföldön végzett kísérleteket, de hamar felismerte, hogy az eredményeket itthon is el tudjuk érni.

Hasonló helyzet állt elő most is, az új részecskét óriási teljesítményű gyorsítókkal is lehet vizsgálni, de szerencsére Debrecenben is adottak hozzá a körülmények.