A MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIA ... - MTA Sztaki

A 2008-ban nagy nemzetközi együttműködésben, magyar részvétellel indul az LHC, CERN,
Genf. A kísérlet egyik fő feladata a részecskefizika rendkívül sikeres Standard Modellje
legkevésbé ismert részének, a szimmetriasértő szektornak a kísérleti feltérképezése. A modell
egyetlen kísérletileg még nem azonosított részecskéje a szimmetriasértésért felelős Higgs
bozon, amely a modell elméleti problémáinak többségéért (pl. hierarchia probléma) is felelős.
Ezért különösen fontos alternatív modelleket vizsgálni és azok kísérleti jóslatait összevetni az
eddigi és a tervezett kísérletekkel. A csoport tagjai erősen kölcsönható fermionokra épülő
dinamikai szimmetriasértő modellt javasoltak az elektrogyenge kölcsönhatások Standard
Modelljének alternatívájaként. A modellben a Higgs részecskét és kölcsönhatásait kicserélték
két új fermionra és azok effektív négy-fermion kölcsönhatásaira. Az új fermionok
kondenzátuma sérti az elektrogyenge szimmetriát, tömeget generál a mértékbozonoknak és az
új fermionoknak is. Meghatározták a javasolt modell szimmetriasértő alapállapotát leíró
úgynevezett gap-egyenleteket, és ezek megoldásával megadták a kísérleti eredményeket
helyesen leíró paraméter-tartományt, illetve a modell érvényességi határát.
Statisztikus fizikai kutatások
A csoport tagjai vizsgálták a kicsapódási mintázatok külső terek segítségével történő
kontrollját. A nemegyensúlyi struktúrák gyakran reakció-diffúziós frontok mögött jelennek
meg. Emiatt a mintázatok tervezésének igen lényeges eleme a frontok mozgásának és
tulajdonságainak kontrollja. A kontroll két ismert változata a reagensek kezdeti térbeli
konfigurációjának megfelelő megválasztása és a reagensek koncentrációinak finomhangolása.
Alkalmazás szempontjából azonban egyik módszer sem eléggé flexibilis a végső mintázat
meghatározásában. E területen a fő eredmény az, hogy kidolgoztak egy a fent leírt
módszereken túlmutató új koncepciójú kontroll mechanizmust. A szokásos reagensek mellett
bevezettek egy extra diffúzív „reagens”-t (kontroll tér), amelynek feladata a pH vagy a
hőmérséklet lokális megváltoztatása a koncentrációjának függvényében. E változtatásokon
keresztül a releváns reakció végbemenetelének helyét és idejét, s azon keresztül a mintázatot
lehet kontrollálni. Megmutatták, hogy a legegyszerűbb, az egyik határon át bediffundáló
kontroll tér esetén is új struktúrák figyelhetők meg, mint például a még meg nem magyarázott
inverz Liesegang mintázat.
Vizsgálták ezentúl az extrém statisztikákat korrelált rendszerekben. A korrelációk hatásának
megértése az extrém érték statisztikák jelenleg leglényegesebb kérdése. Az 1/f α típusú
korrelációkra kapott, előző beszámolókban ismertetett eredmények felvetették, hogy
divergáló fluktuációk esetén a határfeltételek lényeges szerepet játszhatnak a kialakuló
határeloszlásban. Valóban, α>1-re azt kapták, hogy a határeloszlás függ a jel két végén
alkalmazott határfeltételtől. Mivel egy idősor esetén rendszerint a határfeltételek nem
ismertek, ezért megvizsgálták a kísérleteknek leginkább megfelelő szituációt, amikor a
kezdeti érték adja az egyik határfeltételt, s a maximumot a kezdeti értéktől mérik, a másik
végen pedig különböző határfeltételeket alkalmazhatók (a szabad határfeltétel a
legvalószerűbb). Eredményül az eloszlásfüggvények újabb képtárát kapták, amelyet fel lehet
használni univerzalitási kérdések mélyebb analízisében.
A csoport egy tagja szilárdtestfizikusokkal való kollaborációban kutatásokat végzett a
diszlokáció rendszerek statisztikus leírása területén. Kapcsolatot tártak fel a diszlokációk
mintázatképződése s rendezetlen, üvegszerű viselkedése között nagyskálájú szimulációk
segítségével. Fő eredményük, hogy a diszlokáció dinamika az üvegszerű rendszerekre
jellemző „aging” jelenségét mutatja, azaz a korrelációs függvény és az effektív diffúziós
együttható nem invariáns az időbeli eltolásra. Kétfajta diszlokáció-üveget találtak, amelyeket
271