A nagyenergiás atommagütközések során keletkező részecskék izgalmas Lévy-sétára indulnak, felfedezve a fizikai világ rejtett titkait – Librarius.hu.
A nagyenergiás atommagütközések során keletkező részecskék mozgását egy különleges matematikai modell, a Lévy-séta segítségével is leírhatjuk – állapították meg az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) fizikusai legfrissebb kutatásukban.
A Paul Lévy matematikus nevét viselő Lévy-séta egy különleges típusú véletlen bolyongás, amely számos természetes jelenségben megfigyelhető. Ezt a jelenséget a ragadozó állatok élelemkeresésétől kezdve a közgazdasági modelleken és mikrobiológiai vizsgálatokon át egészen a kémiai reakciókig, sőt még az éghajlatváltozás folyamataiban is fellelhetjük. A Lévy-séta tehát nem csupán matematikai érdekesség, hanem a természet komplex rendszereinek kulcsfontosságú eleme is.
Az ELTE fizikusainak új kutatása szerint a nagyenergiás atommagütközésekben keletkező részecskék mozgása is leírható Lévy-sétaként, ami megerősíti a jelenség interdiszciplináris jellegét.
"Szimulációink során végzett elemzéseink rávilágítottak arra, hogy amennyiben figyelemmel kísérjük a részecskék mozgását, a lépések hossza és a végső pozíciók eloszlása összhangban áll a Lévy-séta matematikai modelljével" - foglalja össze a kutatás eredményeit Kincses Dániel, az ELTE posztdoktori kutatója.
A közlemény alapján a Nature Portfolio Communications Physics című folyóiratban publikált tanulmány összefoglalja az ELTE kutatóinak az elmúlt évek során végzett jelentős kísérleti megfigyeléseit.
A numerikus szimulációk, amelyek elméleti modellekre épülnek, olyan vizsgálati eredményeket szolgáltatnak, amelyek szoros összhangban állnak az ELTE csoportjának méréseivel. Ezek a mérések a CERN részecskegyorsítóin végzett különböző kísérletek során kerültek rögzítésre, így a kutatók által szerzett adatok megerősítik a szimulációk pontosságát.
Ez alapján arra lehet következtetni, hogy az ütközések során keletkező részecskék elhelyezkedésének eloszlása nem a hagyományos normális (Gauss) eloszlás szerint alakul, hanem inkább egy fokozatosan csökkenő, ún. Lévy-stabil eloszlásokat tükröz.
Csanád Máté, az ELTE egyetemi tanára így fogalmaz: „Ez arra utal, hogy a folyamatok dinamikája hasonlóan működik, mint számos más tudományágban, legyen szó biológiáról, földtudományról vagy éppen közgazdaságtanról.”
A nehézion-fizika tudományága egy izgalmas szegmense a femtoszkópia, amely az atommagok ütközéseinek téridőbeli struktúráját vizsgálja. Ez a terület a femtométeres és femtoszekundumos skálákon dolgozik, lehetővé téve számunkra, hogy mélyebben megértsük a mikroszkopikus világ rejtelmeit. A femtoszkópia tehát nem csupán egy tudományos irányzat, hanem egy új perspektívát is nyújt a részecskefizika és a kozmikus jelenségek megismerésében.
Az ELTE kutatói kiemelkedő szerepet töltenek be a femtoszkópia tudományágában, aktívan részt véve mind a kísérleti, mind az elméleti kutatásokban. Eredményeiket rendszeresen bemutatják rangos nemzetközi konferenciákon, ezzel hozzájárulva a terület fejlődéséhez és elismeréséhez.
Most megjelent cikkük a kísérleti kutatásoknak is új irányt adhat, rávilágítva a megfigyelt Lévy-eloszlások eredetére.
