Ha a részecskefizika egy Indiana Jones-film lenne, akkor Pásztor Gabriella – és kutatócsoportja – megtalálta a Szent Grált. Vagy az elveszett frigyládát. Vagy mindkettőt egyszerre. A Higgs-bozon nevű „isteni részecskét” már régóta keresték-kergették a kutatók, és 2012-ben végre rábukkantak. Azóta egyre pontosabban vizsgálják tulajdonságait, hogy megértsük a világegyetem működésének alapvető törvényeit.
Nemrég megnéztem egy dokumentumfilmet arról, milyen kutatások folynak a genfi CERN kutatóközpont (Európai Nukleáris Kutatási Szervezet) részecskegyorsítóinál. Vicces volt látni, hogy amikor megkérdezték a tudósokat, mivel foglalkoznak, sokan csak mosolyogtak, vagy éppen tördelték a kezüket, és azt mondták: „Ezt nehéz elmagyarázni.”
– Szerencsére az én munkám könnyen megragadja az emberek képzeletét – mondja Pásztor Gabriella. – Olyan titokzatos jelenségeket kutatunk, mint a sötét anyag: sokan tudják már, hogy a világegyetem nagy része nem az általunk ismert atomos anyagból áll, hanem valami láthatatlan, egzotikus összetevőből. 2012-ben, amikor felfedeztük a Higgs-bozont a Nagy Hadronütköztető – a világ legnagyobb és legerősebb részecskegyorsítója – ATLAS és CMS elnevezésű kísérleteiben, elég nagy sajtóvisszhangot kapott ez a korszakalkotó tudományos áttörés. Így azok, akiket egy kicsit is érdekel a tudomány, már hallottak a CERN-ről és a részecskefizika modern elméletéről, ami szerint körülöttünk minden pontszerű elemi részecskékből épül fel, sőt a kölcsönhatásokat is ilyenek közvetítik.
A nagy felfedezés
A lágymányosi Duna-parton, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Karán beszélgetünk. A felfedezés idején Gabriella
még Svájcban élt, és a nevezetes CERN-ben, a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriumában dolgozott. A Nagy Hadronütköztető segítségével bukkantak a Higgs-bozonra, amelynek felfedezésével teljessé vált a részecskefizika standard modellje.
– Rengeteg olyan alapvető kérdés van, amire még nincs válaszunk – mondja a kutató. – Az én munkám lényege, hogy kísérleti nyomokat – például új egzotikus részecskék megjelenését – keressek ahhoz a mélyebb, jelenleg ismeretlen elmélethez, ami megmagyarázhatja a rejtélyeket: a sötét anyag és sötét energia természetét, az anyag dominanciáját az antianyag felett, a részecskék világában megfigyelt érdekes szabályosságok eredetét.
A kutató jelenleg Budapesten az ELTE CMS csoportját vezeti, diákjaival a kísérleti adatok elemzésével a természet feltételezett (szuper)szimmetriáját, új erők megjelenését kutatja, egyetemi hallgatóknak a részecskefizika kísérleti módszereit tanítja, és az ismeretterjesztés aktív szereplője is. A CERN-ben pedig egy több mint százfős nemzetközi projektet vezet, amely a nagyjából tizenöt méter magas és húsz méter hosszú, hihetetlenül bonyolult, úgynevezett CMS-detektor egyik alrendszerének továbbfejlesztését célozza meg.
– A Magyar Tudományos Akadémia Lendület programjának célja, hogy hazahívja a külföldön dolgozó eredményes kutatókat, hogy tapasztalataikat gyümölcsöztetve itthon új kutatócsoportot építsenek. Én is ezzel tértem haza tizenöt év után – mondja.
– Svájcba csak néhány havonta szoktam utazni, hiszen itthon van a családom. Az összes adat, amit a kísérlet során gyűjtünk, elérhető az interneten. A személyes jelenlét leginkább akkor fontos, amikor egy detektor építése vagy beüzemelése zajlik, speciális adatfelvételben segédkezem, vagy amikor tesztmérést végzünk a jövő fejlesztéseihez. Természetesen a személyes kapcsolatok ápolása is jobban működik élőben – ez azért még mindig számít.
Részecskefizika a hétköznapokban
Jó tudni, hogy a World Wide Web – az internet egyik legfontosabb szolgáltatása – a CERN-ben született meg az 1990-es évek elején. De az okostelefonok érintőképernyőjének elődje is ide köthető. Sőt a CERN kulcsszereplő a rákos sejtek célzott kezelését lehetővé tevő technológiák fejlesztésében is, áthozva a részecskefizikai fejlesztéseket a gyógyításba.
– Tény, hogy elsősorban azért kutatunk, hogy megértsük a természet működését – mondja Pásztor Gabriella. – Közben viszont rengeteg olyan technológia születik, ami később „besétál” a mindennapi életbe is. Gondoljunk csak Einstein általános relativitáselméletére – ez egy elvont fizikai tanulmánynak tűnik, de ismerete nélkül nem működne a műholdas navigáció, amit ma mindannyian használunk. Az alapkutatás eredményei gyakran csak évtizedek múlva válnak láthatóvá – de minél többet értünk meg a világból, annál több lehetőségünk van arra, hogy később hasznosítani tudjuk. A részecskefizikai kutatásokba fektetett minden egyes dollár vagy euró hosszú távon sokszorosan megtérül a társadalom számára. Azonban a kutatói munka önmagában is rendkívül izgalmas, változatos. Ez a hobbink is: nemcsak munka, hanem hivatás és szenvedély.
Gabriella már egyetemistaként is a Higgs-bozon keresésével foglalkozott, de akkor a CERN előző gyorsítójával még nem sikerült megtalálniuk. Később, posztdoktori kutatóként jött el ez a pillanat.
– Óriási élmény volt, amikor végül bejelentettük a felfedezést – meséli. – Végre meghozta gyümölcsét a hosszú éveken át folyó kutatás. Előző éjjel már sokan várakoztak a folyosón, hogy bejuthassanak az auditóriumba. Részt vevő kutatóként már tudtam, mire számíthatunk, mégis hatalmas volt a feszültség. Akkor még kicsik voltak a gyerekeink, így nem álltam be a sorba, inkább más kollégákkal együtt követtem az élő közvetítést. Egészen különleges, megható pillanatok voltak.
A kutatás pedig annyira fontos, hogy egy évvel később a 2013-as Nobel-díjat az elméletet javasló fizikusok kapták. A díj indoklásában külön kiemelték a Nagy Hadronütköztető két kutatócsoportját, akik kísérletileg bizonyították, hogy a Higgs-bozon valóban létezik. Így a Nobel-díj egy kis darabja Pásztor Gabriellát is megilleti.
