Hogyan születik a könnyű atommag?
A CERN LHC gyorsítójában végzett kísérletek során a tudósok feltárták, hogy a deuteronok születéséhez szükséges protonok és neutronok úgynevezett rezonanciaállapotokból, vagyis rövid életű, nagy energiájú részecskékből szabadulnak fel. Felszabadulásuk után könnyen összekapcsolódnak, így létrejöhet a deuteron. Ugyanez a folyamat felelős az antideuteronok, vagyis az antianyag-változatok kialakulásáért is. Az eredmények világossá tették: a megfigyelt (anti)deuteronok mintegy 90 százaléka ezen az újonnan azonosított útvonalon keletkezik, nem pedig úgy, hogy épen túlélik a kezdeti ütközést.
A magfizika új értelmezése
A felfedezés jelentőségét Prof. Laura Fabbietti, a Müncheni Műszaki Egyetem részecskefizikusa emeli ki: ez fontos lépés a protonok és neutronok közötti úgynevezett erős kölcsönhatás mélyebb megértése felé. Kiderült, hogy a könnyű atommagok, mint a deuteron, nem a forró kezdeti szakaszban, hanem később, a hűvösebb és csendesebb időszakban születnek meg.
Dr. Maximilian Mahlein szerint ezek az eredmények nem csupán az alapkutatás szempontjából érdekesek. Az univerzumban a kozmikus sugárzás során is keletkeznek könnyű atommagok, sőt, a folyamat sötét anyagra utaló jeleket is rejthet. Az új eredmények megbízhatóbbá teszik a kozmikus adatok értelmezését.
Az LHC és az univerzum eredete
A CERN, a világ legnagyobb részecskefizikai kutatóközpontja, Genf mellett, Svájc és Franciaország határán működteti a 27 kilométeres LHC gyűrűs gyorsítót. Az itt történő protonütközések több mint 100 000-szer forróbbak, mint a Nap magja, és ilyen extrém körülményeket napjainkban máshol sehol sem találunk. Ez lehetővé teszi, hogy a tudósok az anyagot a legmélyebb szinten vizsgálják, és az univerzum legkorábbi pillanatait rekonstruálják.
Ezekben a kísérletekben kulcsszerepet játszik az ALICE detektor is, amely eseményenként akár 2000 részecskét is képes egyenként követni. Az így összegyűjtött adatok révén fény derül arra, hogyan alakult a kvarkok és gluonok forró egyvelege végül stabil atommagokká és az egész ismert anyaggá.
Utazás a sötét anyag és az élet eredete felé
Az ORIGINS kiemelt kutatói klaszter közreműködésével feltérképezik az univerzum és annak szerkezeteinek keletkezését a legkisebb részecskéktől a biológiai rendszerekig. A projekt részeként életre alkalmas környezeteket és a sötét anyag titkait kutatják. 2025-ben újabb pénzügyi támogatáshoz jutottak, a TUM és az LMU szervezésében.
Eközben az SFB1258 kutatóközpont olyan alapvető kérdéseket vizsgál, mint a gyenge kölcsönhatás működése, és hozzájárul a neutrínók és a sötét anyag feltérképezéséhez. 2025-től új költségvetési periódusban folytatja munkáját.
