Fodor Zoltán

A világ keletkezése és az elemi részek fizikája

Az elemi részek fizikája a ma ismert legmélyebb, legalapvetőbb tudományos elmélet. Ezzel az elmélettel, az úgynevezett standard modellel az összes kísérleti eredmény teljes összhangban van. Ám sajnos még ez az általános elmélet is csak részben tud magyarázatot adni arra az alapvető kérdésre, hogy miért is létezik a világegyetem, és hogy miért létezünk mi magunk. Az előadás áttekinti az elemi részek fizikájának az alapjait. Megvizsgálja azt a három feltételt, mely a korai világegyetem történései során az anyagi világ kialakulásához szükséges volt.

I. Anyagaszimmetria ma és a korai világegyetemben
Részecskefizikai és asztro-részecskefizikai kísérletek alapján megállapíthatjuk, hogy a világ csak anyagból áll. A különböző kísérletek más és más skálán mutatják ezt az aszimmetriát. A korai világegyetemben utoljára az ősrobbanást követő 10^-12 másodpercben volt lehetőség arra, hogy ez az aszimmetria bármilyen módon változzon, kialakuljon vagy éppen eltűnjön.

II. Fizikai leírási módok
Az anyagaszimmetria kérdésére a részecskefizika eszköztárának a segítségével próbálunk választ adni. A részecskefizikát egy kvantált mezőelméletként fogjuk fel. Ebben a fejezetben áttekintjük a különböző fizikai leírási módokat, a klasszikus mechanikától a klasszikus mezőelméleten és kvantummechanikán keresztül egészen a kvantált mezőelméletig, azaz a minket érdeklő részecskefizikáig.

III. Az elemi részek fizikája: kísérletek, részecskék és elméleti leírás
Az elemi részek fizikája a ma ismert legmélyebb, legalapvetőbb tudományos elmélet. A részecskefizika kísérleti eszközei a gyorsítók. Ezen berendezésekben sikerült megtalálni az elemi részecskéket, és feltérképezni a köztük ható kölcsönhatásokat. Az elméleti részecskefizikának a két legfontosabb szisztematikus eljárása a fokozatos közelítések módszere és a rácstérelmélet.

IV. Szuperszámítógépek és az elméleti részecskefizika
Az elméleti részecskefizika egyenleteit számítógépekkel meg lehet oldani. Sajnos ezek a számítások olyan bonyolultak, hogy szuperszámítógépek teljesítményére van szükség. Az Eötvös Loránd Tudományegyetem Elméleti Fizikai Tanszékén egy saját fejlesztésű, személyi számítógép alapú szuperszámítógépet használnak a számolásokhoz.

V. Az anyagaszimmetria keltésének fizikai feltételei
1967-ben Szaharov ismerte fel, hogy 3 feltétel szükséges ahhoz, hogy a korai világegyetemben anyag-aszimmetria keletkezzen: anyagszámsértés, szimmetriasértés, valamint az, hogy az univerzum kellőképpen elhagyja a termikus egyensúly állapotát. Ebben a fejezetben megvizsgáljuk, hogy az eddig tanulmányozott részecskefizikai standard elmélet meg tud-e felelni ennek a 3 feltételnek.

VI. Az elmélet kiterjesztése
A részecskefizika standard elmélete nem képes választ adni arra a kérdésre, hogyan keletkezett az anyagi világ, a barionaszimmetria. Az elméletet tehát ki kell terjesztenünk, és az eddigi eredmények megmutatják a kiterjesztés irányát.

Tovább