Hányadosuk egy, mégis van különbség: egy alapvető fizikai szimmetria sérülése a 2020-as Zimányi Téli Iskolán
2020. december 7-11. között került sor a 20. alkalommal megrendezett Zimányi Nehézion-fizikai Téli Iskolára, amely az Eötvös Loránd Tudományegyetem Fizikai Intézetének, a Szent István Egyetem Károly Róbert Campus Femtoszkópiai Tudásközpontjának és a Wigner Fizikai Kutatóközpont Részecske és Magfizikai Intézetének közös nemzetközi rendezvénye: egyszerre iskola az egyetemisták és doktoranduszok számára, műhely a kutatók számára, szimpózium a más szakterületek vezető kutatói számára. Az Iskola szervezőbizottságának elnöke Csanád Máté, az ELTE Fizikai Intézet docense, a nemzetközi tanácsadó testület elnöke pedig Csörgő Tamás (Wigner FK és SZIE KRC), a SZIE Femtoszkópiai Tudásközpont kutatóprofesszora volt. Az idei évben a vírushelyzet miatt a rendezvényre csak az Interneten kerülhetett sor – ez azonban rekordmennyiségű résztvevőt jelentett: 5 kontinens 24 országából 78 kutató és 62 diák, illetve doktorandusz, összesen 140 fizikus kapcsolódhatott be az eszmecserébe. 5 nap alatt egy híján száz előadásra és két szakmai vitára került sor, a szakterület világhírű, vezető kutatóinak és diákoknak a részvételével.
A 20. Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskola résztvevőinek országai: 5 kontinens, 24 ország, 140 résztvevő
Zoom-csoportkép a konferencia számos résztvevőjével
A konferencia nyitóelőadását Shoji Nagamiya professzor úr (KEK és RIKEN, Japán) tartotta, aki Japán legnagyobb természettudományos beruházásának, a J-PARC gyorsítónak az alapító, első igazgatója volt. Ennek a beruházásnak a kiterjesztéséről, a Japánban most induló J-PARC-HI projektről, az extrém sűrűségű kvarkanyag kísérleti kutatásáról számolt be. Szerte a világon új kutatási programok indultak ezen célból az elmúlt években (BNL RHIC – USA; CERN SPS – Svájc/EU), és új nehézion-gyorsítókat is építenek ezen célból (FAIR – Németország; NICA – Oroszország; és J-PARC-HI – Japán). Frithjof Karsch professzor úr (Bielefeldi Egyetem, Németország) a kutatások elméleti oldalát foglalta össze, különös tekintettel a gyorsítókban keletkező kvarkanyag kritikus pontjának keresésére.
A Dubnában épülő NICA komplexum
A Darmstadtban épülő FAIR komplexum
A konferencia utolsó napján Johann Rafelski (Arizonai Egyetem, USA) a Világegyetemet az Ősrobbanás utáni pillanatokban kitöltő kvarkanyag és a hadronikus anyag tulajdonságairól beszélt, illetve arról, hogy az erre vonatkozó tudásunk hogyan segít megérteni a minket körülvevő anyag tömegének (elsősorban az atommagoknak) a létrejöttét.
A konferencia záróelőadásában William A. Zajc (Columbia Egyetem, NY, USA) a relativisztikus hidrodinamika történetét tekintette át, Fermi és Landau 1950-es években elért eredményeitől napjainkig. A konferencián bemutatott eredményeket összefoglalva és értelmezve rámutatott, hogy a nagyenergiás gyorsítókban létrejövő anyag közel tökéletes folyadék, igen kis „kvarkanyag-cseppekben” is létrejöhet. Ezekről a Zimányi Iskolán többek között Masoud Shokri (IPM SPA, Teherán, Irán) és Giorgio Torrieri (Campinasi Egyetem, Brazília) beszéltek. A súrlódó, nem tökéletes hidrodinamikai megoldásokat vonzó tökéletes folyadék megoldások és skálázások vizsgálatáról Kasza Gábor (Wigner, Budapest és SZIE KRC, Gyöngyös) ELTE-s doktorandusz előadásában volt szó. Utalva Wigner Jenő magyar származású Nobel díjas fizikus egyik cikkére, kiemelte a nagyenergiás ütközések folyadékdinamikai leírásának érthetetlen sikerességét a méter milliomod részének a milliomodrészének az ezredrészén, a femtométer skálákon.
Az ólom-ólom (balra), proton-ólom (középen) és proton-proton ütközésekben keletkező anyag hidrodinamikai leírása a femtométer azaz a 10**(-15) m távolságskálákon az Ősrobbanáshoz hasonló tágulásra vezet.
A 2019-es Zimányi Iskolán már beszámoltunk az Odderon felfedezésének első eredményeiről. A 2020-as Zimányi Iskolán is kiemelkedő jelentőségű és alapvető fizikai eredményekről is hallhattunk. Elsőként Christophe Royon, a Szent István Egyetem KRC Femtoszkópiai Tudásközpont Humboldt-díjas címzetes egyetemi tanára, a Kansasi Egyetem (Lawrence, KS, USA) kiemelt professzora beszélt a D0 és a TOTEM kísérletek közös elemzéséről, amelyek az amerikai Tevatron gyorsító D0 kísérletének és a CERN LHC gyorsító TOTEM kísérletének a közös eredményeit mutatták be, a világon először a 2020-as Zimányi Iskolán. Ezeket a kísérleti eredményeket Nemes Frigyes (CERN, SZIE KRC és Wigner FK) előadásában részletezte. Csörgő Tamás, a Szent István Egyetem KRC kutatóprofesszora, az ELKH Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos tanácsadója előadásában egy magyar – svéd együttműködésben elért, a D0-TOTEM eredményeknél korábbi és nagyobb jelet adó módszert ismertetett az Odderon kimutatásáról a proton-proton és a proton-antiproton rugalmas ütközések összehasonlító elemzésével. Szanyi István (ELTE és Wigner) ELTE-s doktorandusz elméleti modell-függő eredményeiben, Novák Tamás (SzIE KRC) és Ster András (Wigner FK) pedig modell-független eredményeiben részletezte az Odderon felfedezésének publikálásra beküldött kéziratait.
Ennek a felfedezésnek az egyik érdekes alapvető fizikai információt hordozó következménye, hogy nagyon nagy energiákon a proton-proton és a proton-antiproton ütközések teljes hatáskeresztmetszeteinek a hányadosa ugyan egyhez tart, de a különbségük nem tart a nullához. Ez egy alapvető részecskefizikai szimmetria, a C-szimmetria sérülését jelenti. Tehát egy ütközés előtti protont egy ütközésből kirepülő antiprotonra cserélve, kis mértékű C-szimmetria sértésről számolhatunk be, számos publikálásra beküldött és egy referált konferencia kötetben már megjelent cikkben. Csörgő Tamás ezeket az eredményeket egy mondatban így foglalta össze: 2020 helyett írhatunk 2O2O-at is, két nullát két O-betűre cserélve.
Ha a további cikkeket közlésre elfogadják, 2020 az Odderon Obszerváció (OO) éve is lehet. Az első, a névtelen bírálat tisztító tüzén már átjutott konferenciaközlemény 2O2O-ban jelent meg az Európai Fizikai Folyóiratban.
További részletek, többek között az előadások anyagai a konferencia honlapján láthatóak.