A sötét anyag nyomában – tudományünnepi előadás az Akadémián

Mi a sötét anyag, milyen objektumok alkotják, és miért láthatatlan? Egyebek mellett ezekre a kérdésekre ad választ a Magyar Tudomány Ünnepén tartott előadásában november 8-án Dávid Gyula, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Fizikai Intézet Atomfizikai Tanszékének oktatója.

2016. október 24.

A csillagászok már a 20. század harmincas éveiben gyanították, hogy az általunk látott (csillagokba, bolygókba, gáz- és porfelhőkbe tömörült) anyagon kívül még másfajta, nem látható, „sötét” vagy „láthatatlan” anyag is lehet az Univerzumban. Az ezredforduló körül végzett precíziós méréssorozatok aztán megállapították, hogy ez a sötét anyag kb. ötször nagyobb tömeget képvisel, mint a látható anyag. (Ezen felül egy másik, még rejtélyesebb, a sötét anyagnál kb. háromszor nagyobb mennyiségű anyagfajta, az ún. „sötét energia” avagy „kvinteszencia” is jelen van.) Az általános relativitáselmélet által megjósolt gravitációs lencsehatás felhasználásával később sikerült feltérképezni a galaxisok és galaxishalmazok körül tömörülő sötét anyag eloszlását, mintegy lefényképezni a láthatatlan anyagot.

Összeolvadó galaxishalmazok a Hubble felvételén, a képre vetített anyageloszlás-térképekkel. Bizonyos értelemben ez tekinthető a sötét anyag első „fényképének”. Forrás: https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/opo0639a.jpg

De vajon miből is van ez a titokzatos sötét anyag, milyen objektumok (megalapozott gyanúnk szerint: még ismeretlen elemi részecskék) alkotják, és miért láthatatlan?

Gravitációs hatásán kívül vajon milyen kölcsönhatásokra léphet a közönséges, „világító” anyaggal? Hogyan kell kiegészíteni az ismert elemi részecskéket sikeresen leíró részecskefizikai Standard Modellt, hogy a sötét anyag ismeretlen alkotóelemeiről is számot tudjon adni? Hogyan befolyásolja a sötét anyag jelenléte a kozmikus méretű fizikai folyamatokat, pl. a galaxisok kialakulását vagy az Univerzum tágulásának folyamatát?

A Standard Modell utolsó hiányzó részecskéjét, a Higgs-bozont néhány éve megtaláló kísérleti részecskefizikusok most a sötét anyag feltételezett részecskéi (pl. a szuperszimmetria elmélete által megjósolt újfajta részecskék) nyomába eredtek. Az utóbbi két év néhány bíztató eredményt hozott ebben a kutatási irányban. Az előadáson a csillagászati bizonyítékok és az elméleti feltételezések mellett a legfrissebb hírekről – és ha a 2016 nyarára és őszére tervezett ellenőrző kísérletek sikerrel járnak, talán már a sötét anyag első alkotóelemeinek felfedezéséről – is beszámol Dávid Gyula.

Jöjjön el a Magyar Tudomány Ünnepére!

A sötét anyagról szóló előadás egyike azoknak a programoknak, amelyekkel a tavaly megújult, egy hónapos Magyar Tudomány Ünnepe november végéig országszerte és a határon túli magyar tudományos műhelyekben is várja azokat, akik úgy döntenek, hogy adnak egy estét a tudománynak. Hallhatnak előadást egyebek mellett arról, hogy mit tud tenni a tudomány a jövő iskolájáért, milyen vírusok között élünk, mi az igazság a székely-magyar rovásírással kapcsolatos legendák és nézetek ügyében és minek köszönhetjük azt, hogy egyre több „gondolkodó” gép van a környezetünkben.

Az idei rendezvénysorozat – amelynek mottója „Oknyomozó tudomány” – kitüntetett feladata nem csupán a tudományos eredmények érthető elmagyarázása, hanem az is, hogy rámutasson: szemléletváltás szükséges a tudományos kutatásokban, mivel egyre több globális szintű tudományos kérdés merül fel, amelyekre csak a különböző tudományterületek együttműködésével adható közös megoldás.

Az előadások ingyenesek, de regisztrációhoz kötöttek. További információk és regisztráció a Magyar Tudomány Ünnepe 2016 folyamatosan frissülő honlapján, a tudomanyunnep.hu oldalon.