AZ ÉTER TITKAITÓL A SZUPERGYORS ADATFELDOLGOZÁSIG

Patkós András
ELTE Atomfizikai Tanszéke

Az emberiség meg-megújuló erőfeszítéseket tesz a Teremtés misztériuma egyik-másik vonatkozásának racionális megértésére. A részecskefizika egyik kiemelkedő vonulata, az új részecskék felfedezése - visszatekintve a tér köznapi szemmel üresnek tűnő állapotának, a vákuumnak dinamikai tulajdonságairól hírt adó felismerések sorának bizonyult. Ezek az információk azt a szerepet ruházzák a vákuumra, amelyet a korábbi századok az éternek nevezett különleges anyagnak tulajdonítottak. A 21. század részecskefizikája a modern asztrofizikával összefogva immár céljául tűzheti ki a minden egészséges három-ötéves kisgyerek által feltett kérdésnek a megválaszolását: Miért és meddig maradnak fent az égen a csillagok? Az előadásban az ezekhez a kérdésekhez kapcsolódó kutatási vonulatot mutattam be, abban reménykedve, hogy a részecskefizikai kutatás legtöbb lényeges vonatkozását és a magyarországi aktivitás legfontosabb területeit felfűzhetem e szálra.

Mihez képest mozognak a részecskék és miért van a tömegük?

Az alcímbe foglalt kettős kérdés a 19. század végi fizikai világképben az éterhez kapcsolt két alapvető problémát foglalja össze. Klasszikus megfogalmazását Einsteinnek A fizika tér-, éter- és erőtér problémája" című előadásából idézzük:
"...a testektől mentes térben hullámszerűen tovaterjedő állapotok, valamint lokalizált erőterek vannak... Minthogy a 19. századi fizikusok szemében tökéletesen abszurd dolognak tűnt volna, h. hogy a térnek magának fizikai funkciókat, illetve állapotokat tulajdonítsanak, kitalálták az egész teret betöltő közeget, az étert,..., amelyet az elektromágneses jelenségek hordozójaként is képzeltek... Amikor rájöttek, hogy a mozgó elektromos töltések mágneses erőteret is létesítenek, amelynek energiája modellt szolgáltatott a tehetetlenségre, a továbbiakban a tehetetlenség is az éterben lokalizálódott térhatásnak számított." (Nagy Imre fordításából)

A 20. század végére a részecskefizika ezekre a feltételezésekre határozott választ kínál:

• A részecskék és a közöttük ható erők kvantumai a kvantumfizikai alapállapothoz viszonyítva terjednek.
• Az elemi részecskék tömegét és egyéb tulajdonságaikat is a kvantumfizikai alapállapot tulajdonságai határozzák meg. Annak korábbi (vagy majdani) változásai során e tulajdonságokban változások következtek (vagy következnek majd) be.

Visszatekintve, már az első, kifejezetten részecskefizikai felfedezés, amellyel az elemi részek egyes osztályait jellemző ritkaság tulajdonságát fedezték fel, valójában a részecskementes alapállapotról, más szóval a vákuum tulajdonságairól adott hírt.

A polarizálható vákuum

A ritka részecskék keltésének klasszikus példája az antiprotonokkal besugárzott proton-céltárgyon lezajló reakció, , amelynek során a nevű részecske és annak antirészecskéje keletkezik. Ezt a jelenséget buborékkamrában figyelték meg.

A kvarkszerkezet feltárása, azaz a hatvanas évek vége óta tudjuk, hogy valójában a reakció első lépéseként a protont alkotó kvarkok egyike az anti-proton megfelelő antikvarkjával szétsugárzik az erős kölcsönhatási erőtér kvantumainak nagy energiasűrűséget hordozó, rövid élettartamú alakzatába (1. ábra). Ez az erőtér ugyanúgy polarizálja a vákuumot, mint az erős elektromos erőtér teszi azt egy makroszkopikus szilárd testtel: a látszatra semleges anyagban megbúvó töltött alkotórészek ellentétes irányban elmozdulnak egymáshoz képest és a szétváló töltések önállóan észlelhetőek. A ritkaságot hordozó s-kvark és antikvarkja ellentétes erős töltése okán a gluon-erőtér hatására ellenkező irányba mozdult el. Egymásra gyakorolt vonzó hatásukat a proton, illetve az antiproton többi kvarkjának, illetve antikvarkjának vonzása felülmúlta és így alakult ki a kísérletben megfigyelt hyperon és antirészecskéje.

A kísérlet elvégzésekor, a hatvanas évek legelején az új részecskék előállításának vákuum-polarizációs stratégiája még nem tudatosult. Erre a hetvenes évek közepéig, a nagy energiájú elektron-pozitron tárológyűrűk megalkotásáig kellett várni. Az egymással szemberepülő két nyalábban viszonylag nagy gyakorisággal következik be szétsugárzási reakció. Ennek eredményeként kis tartományba nagy energiát összpontosítva, óriási elektromos térerősség jön létre. A vákuum polarizációja szó szerint azonos jellegű a makroszkopikus anyagmintán előidézhető polarizációval.

1973-ban a c-kvark, majd 1977-ben a b-kvark felfedezése bizonyította, hogy a vákuum valójában polarizálható anyagi közeg.

A részecskefizikusok a nyolcvanas évek végére annyira megtanulták a vákuumpolarizáció jelenségének értelmezését, hogy képesekké váltak a növekvő energiájú elektron-pozitron ütköző nyalábokban a b-kvark és antikvarkja keletkezéséhez kis sugárzási korrekciók észlelésére is. Egy ilyen korrekció során az instabil elektromágneses tér-konfigurációból először egy még ismeretlen, a b-kvarknál jóval nagyobb tömegű kvark és antirészecskéje mozdul el egymáshoz képest. A végső szétválás előtt azonban még kölcsönhatnak és átalakulnak a megfigyelt könnyebb kvark-antikvark párba. Ez a kétlépéses keletkezési eseménysor tehát előzetes hírt adhat olyan kvark esetleges létezéséről, amelynek pár-keltésére a gyorsító energiája még nem elegendő.

Ez történt a kilencvenes évek elején a CERN LEP-gyorsítójánál végzett kísérletek elemzésekor. Az így nyert információk alapján a t-kvark tulajdonságait, például a tömegét igen pontosan sikerült megjósolni, nagyban megkönnyítve ezzel a Fermi Nemzeti Laboratórium (USA) kísérleti csoportjának munkáját, ahol 1994-ben a felfedezés végül megtörtént.

Jelenleg a részecske-antirészecske párkeltés világrekordját a CERN LEP tartja, ahol 1999-ben a gyenge kölcsönhatást közvetítő W-erőtér elektromosan ellentétesen töltött W⁺ és W^- kvantumainak párját sikerült előállítani. A 2. ábrán látjuk azokat a legegyszerűbb, elemi részecskék egymást követő egymásba alakulásából felépülő eseménysorokat, amelyek végén a gyenge kölcsönhatás töltött közvetítő kvantumainak párkeltése helyezkedik el. Érdekes, hogy a virtuális gamma- és Z⁰-erőterek mellett a 3. ábrán egy virtuális fermion (neutrínó) kicserélése is vákuum-átrendeződést eredményez. Az ábrán a CERN L3 detektorától (ahol magyar fizikusok is dolgoznak) származó félreértelmezhetetlen bizonyító erővel rendelkező felvétel látható az egyik W-nek müonba és annak (láthatatlan) neutrínójába, valamint a másik W-bozonnak taurészecskébe és annak neutrínójába történő lebomlásáról.

A kísérlet nehézségét a negyven évvel korábbi vákuum-polarizációs esemény megfigyeléséhez képest azzal tudjuk érzékeltetni, ha elmondjuk hogy a W-pár keltése egy milliárdszor ritkábban következik be, mint a A-pár keltése. Ezen események észlelése csak alapvetően új részecske-detektorok megalkotásával volt lehetséges. A hatvanas évek technológiai csúcsteljesítményét jelentő buborékkamra helyébe a sokszálas proporcionális kamra lépett, amellyel akár többszáz részecske önálló pályáját is rekonstruálni lehet.
Ez a technika, mint a részecskefizikai kutatást segítő sok egyéb találmány is, fokozatosan átkerül a hétköznapi alkalmazás területére. A 4. ábra fényképsora G. Kalifa, párizsi röntgenológus szívességéből egy olyan berendezést mutat be, amelyben mind a sugárforrás, mind a detektor a részecskefizikai kísérleti berendezéseknél nyert tapasztalatokat hasznosítja. A szokásos röntgen-szűrés során elszenvedettnél él százszor kisebb dózist kap a vizsgált személy, a nyalábkiképzés révén jobb felbontás érhető el, továbbá a felvételeket későbbi összehasonlításra elektronikusan tárolják. Az érzékeny detektálás a megszokottnál jóval több részletet mutat. A röntgen-orvosok és a fizikusok együttműködésével hamarosan diagnosztikai jelentést lehet majd tulajdonítani a feltáruló eddig ismeretlen részleteknek is. Végső soron ezek a fejlesztések közel hozzák annak a célnak a megvalósulását, hogy 1 mSv/év dózisra szorítsák le a civil lakosság háttér feletti terhelését.

A fenti áttekintéssel igyekeztünk hatásosan érvelni amellett, hogy a részecskefizikának a hetvenes évekkel indult "aranykorszaka" a 20. század végére meggyőző kísérleti adatsort szolgáltatott a kvantumfizikai alapállapot polarizálhatóságáról. Nagyjából egyidejűleg vetették fel annak elvi lehetőségét is, hogy ezt az állapotot, más anyagmintákhoz hasonlóan "halmazállapot"-változásra lehet bírni.

A vákuum fázisátalakulása

A vákuumállapot fázisátalakulása megvalósításához a legközelebb a CERN-ben végzett nagytömegű, nagyenergiájú ion-ütközésekkel jutottak. Az ütközések során jónéhány proton átmérőjének megfelelő méretű tartományban, igen rövid időre nagyon erős gluonos erőtér alakul ki, Ebben az erőtérben nagy gyakorisággal (spontán) kvark-antikvark keltési reakciók sora valósul meg és kialakulhat a kvark-gluon plazma állapot. Szemben a szokásos világgal, amelyben a kvarkok csak elemi részekbe kötve létezhetnek, ebben a térrészben mozgásuk szabaddá válik. Ezért az alapállapotnak ezt a megváltozását kvark-felszabadítási fázisátalakulásnak is hívják.

A kvark-gluon plazmát a megszokott, hideg alapállapot veszi körül. Ebbe csak párba vagy tripletbe rendeződött kvark-csoportok léphetnek át. A csepp eleinte elegendően nagy ahhoz, hogy az egyes kvarkok egymástól függetlenül mozogjanak a plazma belsejében.

A plazma-állapot gyorsan "elpárolog", a hideg térrészbe átkerülő kvarkok megfelelő antikvarkokkal mezonokba rendeződnek. A plazma létrejöttéről a kísérleti fizikusok a visszamaradó többszáz, esetleg ezer összetett "elemi" részecske tulajdonságainak elemzéséből következtethetnek. A kvark-felszabadítás tanulmányozásának továbbfolytatása a 21. század részecskefizikájának egyik első feladata. Ez évtől az Egyesült Államokban, Brookhavenben működik és ütközéseket elemez a RHIC gyorsító. Az új évezred első évtizedének második felétől újra a CERN-ben folytatódik majd ennek a vákuum-állapotnak megismerése.

A modern részecskefizika hihetetlen nagyságú adathalmaz elemzéséből vonja le fizikai következtetéseit. A nehézion ütközések most zárult szakaszában másodpercenként 100 Mbyte információ lépett be az elektronikus feldolgozó rendszerbe. 50-100 darab 400 MHz ciklusidejű processzorból álló számítógép-halmaz birkózik a részecske-pályák rekonstrukciójának feladatával. Egy sikeresen megkonstruált részecskepálya sereget mutat a 5. ábra a magyar részvétellel folyó NA49 együttműködés eseménytárából. A századára redukált adathalmazt tárolják a szalagos egységben, amelyből különböző fizikai kérdésekhez különböző szempontok szerint válogatják azt a 30-50 kByte-nyi adatsort, amelyet a kvark-gluon plazma létrejöttét vizsgáló fizikus végül analizál.

A másik halmazállapot-váltás előidézésére nagyjából százszor nagyobb energiasűrűség kialakítására lenne szükség. Ezt a közeljövőben gyorsítóban nem várhatjuk, de az ősrobbanás kozmológiai elmélete szerint az Univerzum legkorábbi történetében ez az állapot bekövetkezett. A vákuum tulajdonságait a mi hideg világunkban sikeresen leíró elméletet ennek a forró korszaknak a körülményeire szuperszámítógépes szimulációk segítségével alkalmazzák. E “számítógépes kísérletekkel" kíséreljük meg a Világegyetem jelenleg megfigyelt állapota kialakulásának “történeti" értelmezését, a forró korszakban lejátszódott folyamatok máig tartó hatásainak leszűrését. Szuperszámítógépet egyre inkább a speciális feladat sajátosságaihoz kapcsolódóan építenek. Egyre gyakrabban alkalmazzák az általános célú processzorok összeépítését processzor-farmmá. (Hazánkban az első, jelentős nemzetközi visszhangot kiváltó tudományos eredmény elérésére használt “farmot" az ELTE-n építették (6. ábra).)

Ebben a 10¹⁵ K feletti hőmérsékletű világban a foton és a mi világunkban közel 90 proton-tömegnyi W-bozon teljesen azonos módon végtelen hatótávolságú, azaz zérus tömegű erőtérként viselkedne. A Világegyetem hűlése során bekövetkező fázisátalakulásban jelenhetett meg a mai kvantumfizikai alapállapot “cseppje", amely gyorsan növekedve végül az egész Univerzumot kitöltötte. Ebben a cseppben a forró fázisból belépő foton akadálytalanul halad tovább, azonban a W-bozon (és a többi elemi részecske) hatótávolsága véges. Az elméleti eszközökkel a számítógépben “előidézett" jelenség minden fizikai részletében egyezik azzal, ami valódi kísérletekben a mágneses térrel történik egy szupravezető anyagminta felületén. A Meissner-hatás arra mutat rá, hogy a mágneses tér véges mélységbe képes csak behatolni. A W-bozon szempontjából a mi hideg világunkban tapasztalható alapállapot "szupravezető" természetű.

A kvantumtérelmélet fogalomrendszerében a hatótávolság és a tömeg szinonímák. A végtelen hatótávolság zérus, a véges hatótávolság nem-zérus tömeget jelez. Tehát a részecskefizikai és a kozmológiai elmélet együttes alkalmazása arra utal, hogy a véges mechanikai tömeg tulajdonsága "történetileg" egy szupravezető jellegű vákuum-állapot módosulása révén keletkezett.

Ezt a fázisátalakulást valószínűleg nem lesz mód a 21. Század első felében kísérletileg tanulmányozni. A szuperszámítógépes elméleti fizikai szimulációk tökéletesítése mellett a gyorsítós kísérletek azt igyekeznek eldönteni, hogy létezik-e a tömeget generáló "szupravezető" kondenzátum. Nem "elpárologtatni", hanem gerjeszteni próbálják. Ennek, a Higgs-részecskének nevezett gerjesztésnek a létezése a közeljövő kísérleti terveinek tétje. A CERN-ben az első évtizedben üzembe lépő új LHC gyorsító és az USA-beli Tevatron II perdöntő kísérletsorozatot végez majd a vákuumállapot természetére vonatkozó képünk helyességének ellenőrzésére.

A 21. század első évtizedében induló kísérletekben a Higgs-gerjesztés felfedezéséhez másodpercenként 1 millió Gbyte információ zúdul a feldolgozó rendszerekre. A feldolgozó rendszer megalkotása az információtechnológia legújabb módszereinek bevetését követeli. A 7. ábra igyekszik szemléltetni az adatok haladását a feldolgozó rendszerben. Az információ nagy részét a kísérlettel egyidejű (csak néhány mikroszekundumos késést jelentő sebességgel működő adatfeldolgozó elektronikát használó) elemzéssel érdektelennek minősítik, és csak a maradék kerül be a feldolgozásra használandó adatbázisba. Ez is évente 10¹⁵ byte-nyi információ tárolását igényli. A mai eszközökkel feldolgozása több ezer évet igényelne. Információtechnológiai alapkutatási feladat annak az adatbázis-hálózatnak a megalkotása, amellyel a Föld bármely vezető intézetében dolgozó csoport számára nagy sebességgel, párhuzamosan kutatható lesz a nyers kísérleti adathalmaz. Ebből kell kibányászni a Higgs részecske létezésére vonatkozó, minden milliomodik másodpercben várt néhány bitnyi információt! Tehát nemcsak az események rögzítése, de a feldolgozása is korábban nem látott és máig nem teljesen véglegesített eljárások kidolgozását igényli. Az információtechnológia a részecskefizikai kísérletek igényességével párosítva olyan hálózatszervezési, adatbázis-kutatási eljárásokat dolgoz ki, amelyek valóságos “próbapad" példányai lesznek a következő egy-két évtized információtechnológiájának.

“Abba kapaszkodnak a csillagok"

Az éternek tulajdonított másik szerephez kapcsolódóan, várhatóan a 21. század egészét átfogó nagy kutatási irányt fogalmaztak meg a részecskefizikus asztrofizikusok a búcsúzó század utolsó évtizedében. Az alcímbe foglalt idézet - J. Saramago Nobel-díjas író egyik regényéből - azt a szerepet foglalja össze, amit az arisztotelészi világkép az éternek tulajdonított a csillagok állandóságáról szóló gyermeki kérdés megválaszolásakor.

A középkor uralkodó természetképének kissé pontosabb megfogalmazását Simonyi Károly nemzedékeket nevelő művéből, A fizika kultúrtörténetéből idézzük:

“Arisztotelész világa a kozmosz,..., vagyis a szép rend világa, ahol mindennek megvan a természetes helye... Ezen hierarchikus elrendezésben az égi és a földi világ élesen elkülönül. Az égi világ a tökéletes harmónia világa, ahol minden örök, változhatatlan. Az anyag, amiből az égi szférák állnak, a földi anyagtól különböző éter a kvintesszencia.

A szublunáris világ, a földi világ, a változás, a keletkezés, a megszűnés világa... A véges világ középpontjában van a Föld, minthogy a legnehezebb anyagból van, és ezen legnehezebb anyag természetes helye a középpontban van."

A Világegyetem szerkezetére az első modern elképzelés felvázolását Newton kísérelte meg a Bentley tiszteletes által 1692-ben hozzá intézett kérdésekre írott válaszlevelében:

“ ... ha a Nap, a bolygók és az egész Univerzumi anyaga egyenletesen szét van szórva az égi térségben, és ha minden egyes részecske eredendő gravitációval viseltetnék az összes többi iránt, továbbá, ha az a tér, amelyben ez az anyag eloszlik véges, akkor az anyag e tér külső részeiből, gravitációja folytán a tér belsejében elhelyezkedő anyag felé törekednék, következésképpen bezuhanna a tér közepébe, s ott egyetlen nagy gömb alakú tömeget alkotna. Ha azonban az anyag végtelen térben oszlanék el egyenletesen, akkor sohasem sűrűsödhetnék egyetlen tömeggé, hanem különböző részei különböző tömegekké sűrűsödnének oly módon, hogy végtelen sok nagy tömeg állna elő, amelyek egymástól nagy távolságra szóródnának szét a végtelen térben. " (Fehér Márta fordításából)

A mai kozmológia adatai arra utalnak, hogy az Univerzum létezését véges térbeli méret és véges időtartam jellemzi. A Hubble-törvényt, amely szerint az Univerzum nagy objektumai távolságukkal arányos sebességgel távolodnak egymástól, visszavetítve térben és időben, arra a konklúzióra jutunk, hogy az ősrobbanás óta 10-15 milliárd év telt el és az Univerzum ma 1026 méternyi mérettel jellemezhető. Így Newton megoldása, ha működik is, nem a mi világunkra szól.

A modern asztrofizikai megfigyelés a 20. század végére izgalmas eredményeket hozott. Távoli szupernóvák fényességének vizsgálatát a megfigyelésben használt fényészlelő
eszközök érzékenységének a fotólemezhez képest milliószorosra megnövelt érzékenysége tette lehetővé. Az 1999-ben közzétett eredmény nemcsak megerősítette Hubble 1927-es felfedezését az Univerzum tágulásáról, de kimutatta a távolodás gyorsulását is.

Newton Bentley-hez írt levele tudományos érvelés arra, hogy a gravitációs vonzásnak kitett anyag hatása kizárólag lassíthatja (esetleg leállíthatja) az Univerzum expanzióját.

A gyorsuló tágulást csakis egy nem megszokott tulajdonságú energiahordozó jelenléte idézheti elő. Ennek legfurcsább tulajdonsága az, hogy gravitációsan nem csomósodik, mert nyomása negatív!

Az új évszázadra beérni látszik a kozmikus háttérsugárzás irányfüggésének nagypontosságú feltérképezésére a nyolcvanas évek végén indított nagy program is. Ennek révén sikerült meghatározni az Univerzum energiasűrűségét. Az érték nagyon pontosan egyezni látszik azzal, amely az általános relativitás elmélete szerint euklideszi geometriájú téridőt alakít ki. A kozmikus elemgyakoriság kísérleti vizsgálata szerint (amely a részecske- és a magfizika kozmológiai léptékű alkalmazásával párosul) a protonból, neutronból és rokonaikból álló barionikus anyag ennek az energiasűrűségnek nem több, mint 5%-át alkotja. A galaxisok részeinek relatív mozgásából kimutathatóan jelenlevő sötét anyaggal együtt sem haladják meg a háttérsugárzási mérések által jelzett energiasűrűség 35%-át!

A két mérés összevetése szerint az új anyagfajta ma az Univerzum energiájának nagyobb részét, annak 60%-át tartalmazza. Minden arra utal, hogy ez az arány az idő kozmológiai skáláján változott és mais változóban van. A legegyszerűbbnek tűnő értelmezés újfent a kvantumterekhez fordul: az arisztotelészi terminológiát tudatosan felhasználó kutatók a galaxisok “leesése" ellen dolgozó erőteret kvintesszenciának nevezték el. A kétféle anyagfajta létének véglegesítése, eredetük feltárása és egymásba alakulásuk esetleges lehetőségeinek felkutatása a 21. század asztro-részecskefizikájának feladata.

Az emberi kultúrtörténet legősibb kérdéseinek egyike több ezer évnyi álmodozás után a modern tudományos módszert alkalmazó kísérleti kutatási tervek közé került. Az első évtizedben induló amerikai MAP és európai PLANCK űrmissziók a kozmikus háttérsugárzásból, a már beindult SDSS és társai a galaxisok átfogó feltérképezéséből vonnak majd le még pontosabb törvényszerűségeket az Univerzum anyagának mozgásáról. Az asztrofizika és a részecskefizika határterületén gondosan felépített évtizedes megfigyelési tevékenység a 21. század természettudományának egyik központi kutatási irányzata megfogalmazására vezetett. A új századba nem egy késznek hitt épület aprólékos tökéletesítésének “unalmas" feladatára, hanem a Természet korábban hozzáférhetetlennek hitt titkainak megfejtésére szövetkező részecskefizikusok lépnek át.

Magyarok a modern részecskefizikai kutatások élvonalában

A részecskefizika és az asztrofizika felgyújtja a középiskolások fantáziáját. A hazai és a határon túli magyar iskolákból biztos utánpótlásra számíthat a részecskefizika két hazai felsőfokú oktatási központja, a Debreceni Egyetem és az ELTE. A képzés kísérleti hátterét az MTA két intézete, Budapesten az RMKI, Debrecenben az ATOMKI biztosítja. Ezeknek a kutatóintézeteknek vezető kutatói közül többen egyben egyetemi professzorok, és szinte minden aktív kutató rendszeresen vállalja szakdolgozatok, illetve doktori disszertációk témavezetését. Az aktuális témák intenzív megismertetését az ELTE és a Debreceni Egyetem is nemzetközi előadókat felvonultató úgynevezett nyári iskolák sorozatának megrendezésével támogatja.

A részecskefizikát nemzetközi együttműködésben művelik. Magyarország 1993 óta az európai részecskefizikai központ, a CERN tagja. Korábban a dubnai EAI programjaiban vettek részt magyar kutatócsoportok. A korábbi egyéni meghívások folytatódása mellett erősödik a magyar részvétel intézményi formája is. A CERN-hez és más gyorsítóközpontokhoz beadott kísérleti javaslatok kezdeményezői között egyre többször szerepel a négy magyar intézményből toborzott kutatócsoport is.

A hatvanas évek közepe óta rendszeresen rendeztek nemzetközi részecskefizikai konferenciákat Magyarországon. A terület nemzetközi beágyazottságát őrizte és a fiatalok első nemzetközi bemutatkozási fóruma a Bécs-Budapest-Pozsony részecskefizikai Háromszög-együttműködés, amely 1968 óta él. 1972-ben innen indult a “Neutrínó" konferenciák máig növekvő figyelmet kiváltó sorozata, ezt eddig háromszor látta vendégül hazánk. 1990-ben csatlakozott az Eötvös Egyetem a John Hopkins Workshop in Theoretical Physics szervezéséhez, amelynek azóta már háromszor adott otthont. 1998-ban Egerben indult el a Strong and Electroweak Matter konferencia-sorozat. A legnagyobb jelentőségű konferenciák közül 1977-ben Budapesten rendezték az Európai Fizikai Társaság Nagyenergiás Fizikai Konferenciáját, amely 2001-ben újra visszatér Magyarországra.

A magyar fizika hagyományosan az ország kutatási kapacitását meghaladó számú kiemelkedő kutatót nevel. 1990 óta hivatalosan sem a munkaadó címe határozza meg, kit számítunk magyarnak az elemi részek kutatásában. Magyar részecskefizikusok dolgoznak kinevezett professzorként többek között Heidelberg, Zürich, Bern, Hamburg, Strasbourg, Tours, Marseille, San Diego, Baltimore, Boulder és Berkeley egyetemein. Egyre nő azoknak a diákoknak a száma, akik tanulmányaik egy részét vagy egészét külföldön végezve állandó kapcsolatban maradnak a hazai részecskefizikus közösséggel, részt vesznek tudományos rendezvényeiken, pályáznak az itthon megnyíló állások betöltésére.

A magyar kutatók a leptonok természetének megértésétől a kvarkok megismeréséig terjedő tartományban számos hatásos gondolattal járultak hozzá a részecskefizikai kutatások előrehaladásához. Egyenrangú együttműködő partnerei voltak a világ legelismertebb kutatóinak, Jakov Zeldovicstól és Victor Weisskopftól Gerard 't Hooftig. Egy-egy
témában, így az egzaktul integrálható rendszerek térelméletében vagy a kvantum-térelméleti fázisátalakulások kutatásában, részecskefizikus “nemzedékeket" összefogó koherens kutatási irányzatok erősödtek meg az országon belül is, amelyekhez szívesen csatlakoznak külföldi partnerek. Nagyon erős kapcsolódási pontokat, együttműködést sikerült kiépíteni a nagyenergiás magfizikával, a statisztikus fizikával és a szilárd testek fizikájával.

W. Heisenberg önéletírásának üzenetére gondolva mondhatjuk: a magyar részecskefizikusok méltó részesei az Egésznek.

Köszönetet mondok Igo-Kemenes Péternek (2. és 3. ábra), Gabriel Kalifának (4. ábra), Veres Gábornak (5. és 7. ábra) és Csikor Ferencnek (6. ábra) az előadás illusztrációinak rendelkezésemre bocsátásáért.

___________________________

Az MTA Fizikai Osztálya “A fizika Magyarországon - múlt, jelen, jövő" témájú ülésén, 2000. május 18-án tartott előadás szerkesztett változata.