Pentium 4 alapú "szuperszámítógép" kutatja a Világegyetem eredetét az ELTE Elméleti Fizikai Tanszékén
[Mmd] Egyedülálló kutatások tanúi lehetünk az ELTE
Az Univerzum keletkezésével, közismert nevén a "Nagy Bummal" kapcsolatos elméleti fizikai kutatásaikat számítógépes környezetben, 128 db Intel Pentium 4 processzorral hajtott PC fürtözésével összeállított szuperszámítógép segítségével végzik az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Elméleti Fizikai Tanszékének kutatói (Csikor Ferenc és Fodor Zoltán professzorok, Katz Sándor tanársegéd és számos diákjuk).
Anyagi világunk minden apró részecskéjének van úgynevezett anti párja, amellyel ha találkozik, akkor mindkettejük megsemmisül, és energiájuk szétsugárzódik. Más szóval az anyag mellett létezik antianyag is. A korábban ismert fizikai egyenletek szerint az ősrobbanás után anyag és antianyag egyforma mennyiségben keletkezett, mert ez a két anyagfajta egyenértékű. Ám ha a világegyetemben körülnézünk, mindenhol csak anyagot találunk, antianyagot nem. Feltehetőleg történt valami, ami az anyag keletkezésének kedvezett az antianyag keletkezésével szemben, ezért az anyag vált egyeduralkodóvá és kialakult az világegyetem aszimmetriája. A kutatások szerint ezért a barion aszimmetriáért egy fázisátmenet a felelős.
Kutatásaik első szakaszában, az ELTE Elméleti Fizikai Tanszékének kutatói elsősorban a barion aszimmetria modellezésének, illetve dinamikus módon történő generálásának lehetőségeit kutatták.
A kutatások második szakaszában már inkább az erősen kölcsönható anyag viselkedésére koncentráltak a szakemberek. A kérdés elsősorban az volt, léteznek-e olyan körülmények, amelyek között az ún. "bezárási elmélet" törvényeit legyőzve megvalósul az a fázisátmenet, melynél a részecske belsejébe zárt kvarkok kiszabadulnak. Mindezen kutatásokat a már korábban felállított elmélet rácselméleti változatának segítségével végezték, amelynek lényege az, hogy a tér és idő felosztása után kapott négydimenziós rács segítségével modellezték a fizikai jelenségeket. Az úgynevezett fokozatos közelítések módszerét használták, hiszen a fizikai egyenletek bonyolultsága miatt egzakt kiszámításuk lehetetlen, közelítő értékek is csak számítógépes környezetben, másodpercenként több milliárd művelet elvégzésére képes szuperszámítógépek segítségével nyerhetők.
A feltételezés szerint létezik olyan magas hőmérséklet és anyagsűrűség, amelyen megtörténhet ez a fázisátmenet. Az ELTE kutatói nemzetközileg is nagy port kavart, igen érdekes eredményeket értek el, hiszen módszerükkel, amellyel bebizonyították az erősen kölcsönható anyagban a "Kritikus Opaleszcencia" létét, sikerült olyan pontot találni a hőmérséklet-anyagsűrűség függvényében, ahol valóban létrejön a fázisátmenet, a kvarkok legyőzik a bezárási elmélet törvényeit és kiszabadulnak. Az eredmény igen meglepő és világszerte nagy elismerést kapott, hiszen nem csupán választ ad a feltett kérdésre, hanem azon jóval túlmutat, új kutatási irányt jelezve ezzel a kutatók számára.
"Meglepő, hogy a rácselmélet segítségével megoldhatók az egyenletek, ami azonban a legnagyobb örömmel tölt el bennünket, az az, hogy nem egyszerűen választ kaptunk kérdésünkre, hanem annál jóval többet" -- mondta Dr. Fodor Zoltán, a kutatások egyik vezetője. "A számítások során megtalált kritikus ponton ugyanis a kvarkok nem csupán kiszabadulnak a bezárási törvény erőit legyőzve, hanem a korrelációs hosszak végtelenné válnak, és az egész anyag opálos lesz."
"Most már a finomítási szakaszban járunk, azaz ugyanezeken az egyenleteken a pontosság érdekében nagyobb térfogatban, finomabb rácsfelosztás mellett végezzük a számításokat" -- folytatta a szakember. "Ez az a szakasz, ahol a nagy teljesítményre igazán szükség van, ezért döntöttünk az Intel Pentium 4 processzoros számítógépek mellett, amelyek másodpercenként 1,7 milliárd műveletet képesek elvégezni. Az egyenletek számítása így is hónapokig eltart; ezalatt megközelítőleg 10^18 műveletet végez el házi szuperszámítógépünk."