Magyar fizikusok mérései a legjobbak között

Ezen a listán a négy legjobb részecskefizikai cikk között szerepel a TOTEM mérését leíró publikáció, melyben magyar fizikusok is részt vettek. A TOTEM, az LHC, azaz CERN nagy hadronütköztetőjének hét jóváhagyott kísérletének egyike.

A kísérleti munka fő megállapítása, hogy a CERN LHC 7 TeV-es ütközési energiáján a protonok teljes ütközési felülete (hatáskeresztmetszete) lényegesen nagyobb, több mint kétszer akkora, mint a korábbi, kisebb energiával működő protonütköztetők (például az ISR, a CERN első protonütköztetője) kísérleteiben mért hatáskeresztmetszet.

A CERN LHC gyorsítójának indulásával a kísérleti részecskefizikai és nehézionfizikai kutatások új frontvonala nyílt meg, ahol extrém sebességre, a fénysebesség több mint 99,9999 százalékára gyorsított protonokat ütköztetnek egymással. Az ütközéseket nemzetközi együttműködésekben megépített berendezésekkel vizsgálják. A CERN LHC-nál jelenleg hét jóváhagyott kísérlet működik: az ALICE, az ATLAS, a CMS, az LHCb, az LHCf, a MoEDAL és a TOTEM.

Magyar kutatók szervezett formában az ALICE, a CMS és a TOTEM kutatásaiba kapcsolódtak be. A TOTEM célja a teljes proton-proton hatáskeresztmetszet mérése és a proton szerkezetének részletesebb megértése. A TOTEM együttműködésben 2011 során megmérték a nagyenergiás proton-proton kölcsönhatás teljes hatáskeresztmetszetét. Ez az eredmény azért kiemelkedően fontos, mert az összes, proton-proton ütközéseken végrehajtott mérés alapját jelenti. Ezen felül, az eredmények segítségével a protonról alkotott modellekre is lehet megszorítást tenni, azaz egyre pontosabb modelleket készíteni a protonról.

A „Római edény” detektorok a nyalábcsőhöz (amelyben a felgyorsított protonok keringenek) csatlakoztatható berendezések. A detektorokat az edényekkel együtt mozgathatjuk a nyalábtól a lehető legkisebb, de még biztonságos távolságra. Így a nyalábhoz nagyon közel beérkező, azaz alig eltérülő protonokat is érzékeljük. Ez azért fontos, mert a hatáskeresztmetszet mérésnek e részecskék jelentik az alapját.

Az együttműködésben a magyar kutatók a TOTEM detektorainak építésében, a „Római edény” elnevezésű detektorok elektronikájának fejlesztésében és a Detektor Kontroll Rendszer (DCS) megalkotásában vettek részt.

A csoport tevékenységét Csörgő Tamás fizikus, a tudományok doktora, az MTA Wigner FK kutatója vezeti. Ő foglalkozik a kutatási területek irányításával, a témával kapcsolatos pályázatok koordinálásával.

Nemes Frigyes, az ELTE fizikus doktorandusza, az LHC mágneses terének analízisén, illetve a proton szerkezetét leíró modellek adatokkal való összevetésén dolgozik.

Sziklai János fizikus kanditátus, MTA Wigner FK kutatója elsősorban kutatás-fejlesztési területen dolgozik, illetve a DCS létrehozásában vesz részt.

Csanád Máté az ELTE fizikus adjunktusa az adatfeldolgozó és adatfigyelő rendszer szoftverének fejlesztésében működött közre, illetve a szóródó részecskék irány szerinti eloszlását vizsgálja hidrodinamikai modellek segítségével.

Novák Tamás, az MTA Wigner FK kutatója, a Károly Róbert Főiskola adjunktusa szintén az adatfeldolgozó rendszerek készítésében vett részt.

A magyar TOTEM csoport munkájának kezdeti szakaszába bekapcsolódott Dénes Ervin és Ster András, mindketten az MTA Wigner FK fizikus kutatói, valamint Sótér Anna, az ELTE fizikus hallgatója.

Forrás: Csanád Máté és Csörgő Tamás