Egy adott időben egy tudományág gondolatvilágának lényegét talán úgy lehet a legjobban megragadni, ha azt vizsgáljuk, mely problémák az aktuális beszédtémák a terület kutatói között. A következőkben a magfizika aktualitásai közül mutatunk be néhányat.

Az utóbbi évek technikai fejlődése lehetővé tette, hogy az atommaggal jóformán mint egy darab szilárd anyaggal lehessen kísérletezni. A nehéz-ion bombázás vagy a hasadás során fellépő igen nagy gerjesztési energiákon két maganyag darab ütközik össze vagy válik szét. A két maganyag darab összeolvadása előtt (vagy közvetlenül szétválásuk után) a két részen belül még szuperfolyékony állapotban vannak nukleonok, a két rész között pedig a Coulomb taszítás miatt egy keskeny potenciál gát alakul ki. Ez az elrendezés teljesen analóg a szilárdtestfizikában ismert fém-oxid-fém elrendezéssel, aholis a Josephson effektus fellép. Hasonló módon az atommagok hasadásánál is a magfizikai Josephson effektus neutron párokat szállít az egyik fragmentumból a másikba, ily módon erősen aszimmetrizálva a hasadási termékek tömegeloszlását.

A nagy energiájú, nagy tömegű részek összeütközésekor már a nem centrális ütközés a domináns. Így a nehézion bombázó energiájának növelésével egyre nagyobb impulzusmomentumú állapotok jönnek létre. Hogyan viselkedik a mag-anyagnak egy atommagnyi csöppje ilyen szokatlan körülmények között? A kísérletek tanúsága szerint az igen gyorsan megpörgetett atommagban fellépő Coriolis erő a korrelált nukleon-párokat széttöri és így a szuper folyékonyságot megszünteti. Ez esetben tehát a maganyag egy általunk mesterségesen létrehozott fázisátalakulásának lehettünk tanúi!

Nagy érdeklődés kíséri az igen nagy (≈ 1 GeV) energiájú nukleon-atommag kölcsönhatásának a vizsgálatát. Ez a figyelem érthető is a következők alapján. A nukleonok közti rövid hatótávolságú taszító potenciál miatt - feltételezéseink szerint - rövid távolságon (≈ 0,4 fm) a mag anyagában erős korreláció lép fel: bármely nukleonnak egy egész környezete is "elzárt terület" a többi nukleon számára. Egy magbeli nukleonnak a többi nukleon-koordináta rögzített értéke mellett vizsgált sűrűségeloszlása olyan, mint egy ementáli sajt: tele van lyukakkal.

Megdöbbentő, hogy a magfizikának ezt az alapvető feltevését - a rövid távú korrelációk fellépését közvetlen kísérlettel mindeddig nem sikerült igazolni! Vannak ugyan olyan adatok, melyeket a rövid távú korreláció segítségével magyarázhatunk, de értelmezhetők ezek az adatok más feltevéssel is. Az alapvető kísérleti igazolást e téren a nagyenergiás magreakció kísérletektől várjuk.

A magfizikusok számára igen izgató számítást publikáltak a közelmúltban egy, a háromtest problémával foglalkozó konferencián. Néhány év óta ismeretesek azok a matematikai módszerek, melyekkel a kvantummechanikai háromtest probléma kezelhető. A számítások azonban rendkívül számológépigényesek. Most sikerült csak eljutni odáig, hogy a kétnukleon kísérletekből meghatározott realisztikus nukleon-nukleon kölcsönhatással is ki lehetett számolni a legegyszerűbb háromnukleon rendszer, a triton kötési energiáját. A számolt érték (6,5 MeV) azonban két MeV-vel kevesebb a tapasztalati 8,5 MeV kötési energiánál! Mivel mind a számítás maga, mind pedig az abban bemenő adatként felhasznált kétnukleon potenciál pontos, így alapfeltevéseinkben kell keresni a hibát. A javasolt magyarázat szerint ezt a nagy eltérést a számított és a tapasztalati érték között az eddigi mag-modellekben elhanyagolhatónak feltételezett relativisztikus hatásoknak és három-nukleon kölcsönhatásoknak kell tulajdonítani!

Érdekes tulajdonságokkal találkozhatunk azonban a hagyományosabb magfizika területén is. A nukleonbefogással is keletkező mintegy tíz MeV-es gerjesztési energiájú tartományban már egymástól elválaszthatatlanul sűrűen vannak a magnívók (a könnyű magoktól eltekintve). A külön-külön érdektelen nagyszámú állapot közül azonban néhol kiemelkedik különleges tulajdonsága révén egy-egy állapot. Ilyen speciális állapot az elmúlt évek nagy slágere, az Izobár Analóg Állapot, amelynek különlegességét a minden előzetes várakozás ellenére megmaradó izospin szimmetria okozza. Jelenleg egy új specialitás, a küszöb jellegű állapotok vizsgálata van felfutóban. A kötött neutron radiális hullámfüggvénye a magtól távolodva exponenciálisan csökken, a távolság szorzója a kitevőben a kötési energia négyzetgyökével arányos. Így nyilvánvaló, hogy az igen kis kötési energiájú (a szabaddá válás küszöbéhez közelfekvő) állapotokban a neutron hullámfüggvénye messze kilóg a magból. A neutron rezonancia mérésekből ismert "negatív rezonancia" állapotokban (a neutron kötési energiája itt néhány eV) a neutron radiális hullámfüggvénye csak mintegy ezer fermi után esik a mag felszínén felvett értékének a felére. A mag mondjuk tíz fermis méretét figyelembe véve kitűnik, hogy ezekben a "negatív rezonancia" állapotokban a magot egy óriási (mintegy százszoros magsugár) kiterjedésű híg neutron- felhő veszi körül. E furcsa sűrűségeloszlásnak számtalan mérhető következménye van. Ezek felderítése és az ilyen állapotok számítására alkalmas módszerek kidolgozása a közeljövő feladata.

Általánosabb jellegű problémák merültek fel a rezonancia-állapotok tanulmányozása során. Az utóbbi évek fejleményei lehetővé tették az igen rövid életű rezonancia-állapotok közvetlen vizsgálatát. Így szükségessé vált egy általánosan elfogadható elmélet kidolgozása is. Eddig érdekes javaslatok születtek ugyan, de véglegesként elfogadható elképzelés még nem alakult ki. A problémát legvilágosabban a radioaktív atommagok (ezek is a rezonancia-állapotok egy típusának képviselői) bomlási valószínűségének időfüggésén szemlélhetjük. Az elemi tankönyvek szerint a "nem bomlás" valószínűsége időben exponenciálisan csökken. A kvantummechanikai kézikönyvekben is megtalálható tárgyalásokból azonban kitűnik, hogy a bomlást leíró függvény nem lehet tisztán exponenciális, hosszú idő eltelte után a függvény ellaposodik, inverz hatványfüggvény alakúvá válik. A kísérletek azonban csak az exponenciális függvényalakot mutatják! Hogyan oldható fel ez az ellentmondás? A kísérletek voltak nem megfelelőek vagy az elmélet feltevései a rosszak? Ma még nem tudjuk egyértelműen megválaszolni ezt a kérdést. A felmerült magyarázatok közül jelenleg csak a legfrappánsabbat említjük meg. E szerint az elvi megfontolásban volt a hiba. A környezetnek a hatására a rezonancia-állapot hullámfüggvénye időről-időre redukciót szenved, s ez a redukció dobja vissza a hullámcsomagot abba az állapotba, amelyben az még exponenciálisan bomlik. Hasonlóan nem-orthodox javaslatok születtek a rezonancia-állapot térbeli sűrűségeloszlásának vizsgálata során is. Az elemi részecskék világában, a magfizikában, az atom- és molekula fizikában és a forró atomok kémiájában egyaránt fontos szerepet játszó kvantummechanikai rezonanciák tulajdonságainak megértésében jelentős előrehaladás várható a közeljövő mag fizikai kutatásaitól.