A Higgs és ami utána jött – vagy nem jött
A 27 kilométeres LHC fő célja nemcsak az volt, hogy bizonyítsa a Standard Modell helyességét, hanem hogy annak határain túllépve új részecskéket, alapvető elveket találjon. A Standard Modell 25 ismert elemi részecskét ír le, azonban nem ad választ a sötét anyag természetére, arra sem, hogy miért uralkodik az anyag az antianyag fölött, vagy hogy mi indította el az ősrobbanást. Ráadásul nagy és nehezen érthető különbség van a Higgs-bozon tömege és a kvantumgravitációhoz köthető, úgynevezett Planck-skála között is. Elvileg a modell stabilitását további, a Higgsnél kicsit nehezebb részecskék léte tenné lehetővé – ezeket is keresni kellett volna az LHC-vel.
Ezzel szemben a kísérletek során csak a megszokott 25 részecskét látták viszont, új elemi részecskék vagy erők nyomaira nem akadtak. Ez csalódást és krízist okozott az egész közösségben; megszűntek az egyértelmű kísérleti irányok. Sokan úgy vélték, a terület lassú visszaszorulás előtt áll: kevesebb álláslehetőség, kevesebb izgalmas felfedezés, kiürülő tanszékek – miközben továbbra is rengeteg a megválaszolatlan kérdés.
Áll az élet az LHC körül?
Az LHC még legalább egy évtizedig működni fog, és fejlesztik a robotizált és MI-alapú adatfeldolgozást. A protonütközések adatainak elemzését ma már gépi tanulás végzi, amely lényegesen pontosabban tudja az ütközési eseményeket kategorizálni. Így sokkal pontosabbá vált a részecskeütközések valószínűségének (ún. szórási hatáskeresztmetszet) mérése is. Ha valahol eltérés mutatkozik a Standard Modell előrejelzéseihez képest – például a top- és bottom-kvarkok arányánál –, az újfajta fizikára utalhat.
Új, nehéz részecskék biztosan észrevehetők lennének az adatokban, így legfeljebb a „rejtett völgyek” maradtak felfedezetlenül: ezek olyan, még kevéssé elemzett adatrészletek, ahol például instabil sötétanyag-részecske rövid élete alatt akár sok mion–antimion pár keletkezik, mielőtt végleg eltűnik. Ilyen nyomot azonban egyelőre nem találtak – minél pontosabb lett a statisztika, annál inkább igazolták a Standard Modell meglátásait. Ráadásul az LHC jelenleg inkább pontos modellellenőrző eszköz, a sorsdöntő áttörés elmaradt.
Mire lenne szükség – új gyorsítók és új ötletek
A tudósközösség ezért még nagyobb eszközökről álmodik. A jövőbeni Szupercirkuláris Ütköztető (FCC) akár háromszor is meghaladhatná az LHC méretét: 91 km hosszú alagút a francia–svájci határ alatt, először elektronokat, majd protonokat ütköztetnének, utóbbiakat a mostaninál akár hétszer nagyobb energiával. Ez rendkívül érzékeny lehetne az újfajta fizika közvetett jeleire, bár biztos áttörés így sem garantálható – sőt, elméletben akár tízmilliószor nehezebb részecskék is létezhetnek annál, mint amit a mostani gyorsító elő tud állítani.
A döntés az FCC sorsáról 2028-ig várat magára, míg az Egyesült Államokban ehelyett új típusú gyorsítót, mionütköztetőt terveznek – a mionokat azonban rendkívül nehéz kezelni, instabilak. A projekt 3000–6000 milliárd forintba kerülhet, és mintegy 30 évig tartana a megvalósítása. A közvetlen bizonyíték azonban hiányzik, ami nehezíti a forrásteremtést és a társadalmi támogatást.
Közben Kína egy szerényebb, „szuper tau-charm” létesítményt épít, amely szerényebb célokkal, azonban töredék áron – pár százmilliárd forintból – talán új utakat nyithat.
Hová tűntek a fiatal tehetségek?
A tehetséges fiatal kutatók érdeklődése viszont látványosan csökkent, sokan inkább az adatelemzés vagy éppen MI-fejlesztés területére váltottak, ahol gyorsabb a siker és jobbak a karrieresélyek. Ez az agyelszívás egyesek szerint tartósan megroppanthatja a részecskefizika utánpótlását.
Az MI már most segít a kutatásokban, de paradox módon sokan a humánerő leépüléséhez, vagy akár a teljes eljelentéktelenedéshez vezető útként látják. Sokan úgy érzik, a következő nagy cikkeket már nem emberek fogják írni, hanem MI-rendszerek állítják elő – és ahogy egyik volt kutató mondta, a tíz év múlva esetleg megépülő ütköztetők terveit is robotok fogják készíteni.
Ezzel szemben továbbra is akadnak elkötelezett kutatók, akik hisznek abban, hogy egy váratlan kísérleti anomália vagy áttörő elméleti felismerés bármikor új életet lehelhet a területbe.
Következésképpen – Meghalt a részecskefizika, vagy csak nehezebb lett?
A válasz látszólag egyszerű: nem halt meg, csak rendkívül nehéz lett a részecskefizika. Egyre nehezebb tudni, mit érdemes keresni, vagy milyen irányban érdemes folytatni a kutatást – de a legelszántabbak még mindig keresik a választ arra, miből épül fel a világegyetem. Lehet, hogy könnyebb területre vándorolnak a fiatal elmék, ám az is lehet, hogy a következő nagy áttörés már itt ólálkodik, csak még nem vesszük észre.
A tudományos igazság keresése tehát továbbra is izgalmas: garantált siker nincs, de bőven maradt ok a folytatásra – akkor is, ha a világegyetem titkait talán örökre magában tartja.
