Az élelmet kereső ragadozó állatok ugyanazt csinálják, mint az atomok a részecskegyorsítóban
Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) fizikusai legújabb tanulmányukban bebizonyították, hogy a nagyenergiás atommagütközésekben keletkező részecskék mozgása is leírható úgynevezett Lévy-sétaként.
A Paul Lévy matematikus után Lévy-sétának (vagy bizonyos esetekben Lévy-repülésnek) nevezett jelenség a véletlen bolyongásnak egy fajtája, amely a természetben rengeteg különféle esetben előfordul, ragadozó állatok élelemkeresésétől kezdve közgazdasági, mikrobiológiai, kémiai folyamatokon át az éghajlatváltozásig. Az ELTE Atomfizikai Tanszék és az Asztro- és Részecskefizikai Tématerületi Kiválósági Program kutatói, Kincses Dániel, Nagy Márton és Csanád Máté legújabb kutatásukban megmutatták, hogy a nagyenergiás atommagütközésekben keletkező részecskék mozgása is leírható Lévy-sétaként, ezzel megerősítették a jelenség interdiszciplináris jellegét.
„Szimulációkon alapuló vizsgálataink megmutatták, hogy ha a részecskék útját követjük, akkor a lépések hossza és a végső elhelyezkedések eloszlása megfelel a Lévy-séta matematikájának” – összegzi az eredményeket Kincses Dániel, az ELTE posztdoktori kutatója.
A Nature Portfolio Communications Physics folyóiratában megjelent legújabb publikáció megerősíti, amit az ELTE kutatói több nagy kísérletben is megfigyeltek az elmúlt években. Az elméleti modelleken alapuló numerikus szimulációkat alkalmazó vizsgálat eredménye jó egyezést mutat az ELTE csoportjának mérési eredményeivel is, amelyeket a kutatók a CERN SPS gyorsító NA61 kísérleténél, a BNL RHIC gyorsító PHENIX és STAR kísérleteinél és a CERN LHC gyorsító CMS kísérleténél értek el.
Ezek szerint az ütközésekből keletkezett részecskék pozícióinak eloszlása nem írható le normális (Gauss-) eloszlással, hanem lassan lecsengő Lévy-stabil eloszlásokat követ. „Ez azt is jelenti, hogy hasonló a folyamatok dinamikája ahhoz, amit sok más tudományterületen megfigyelhetünk, a biológiától a földtudományon át a közgazdaságig” – fűzi hozzá Csanád Máté, az ELTE egyetemi tanára.
A nehézion-fizika tudományterület alterületét, amely ehhez hasonló kérdéseket feszeget, femtoszkópiának nevezik, mivel az atommagütközések téridőbeli szerkezetének femtométer és femtoszekundum nagyságrendű feltárásával foglalkozik. Az ELTE kutatói élen járnak a femtoszkópia tudományterület művelésében, mind kísérleti, mind elméleti oldalról részt vesznek a kapcsolódó kutatásokban, eredményeiket rendszeresen prezentálják nagy nemzetközi konferenciákon.
Az ábrák forrása: ELTE Kommunikáció
