ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport

Az ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoportja (http://elmfiz.elte.hu/Kutcsop/) az egyik legrégebben folyamatosan működő egyetemi támogatott kutatócsoport, amely az új tudományos és társadalmi kihívásoknak megfelelően állandóan megújuló témákkal foglalkozik. Egyszerre képviseli tehát a hagyomány és a megújulás értékrendjét. Kutatásaik a HUN-REN öt stratégiai területe közül kettőhöz kapcsolódnak közvetlenül: a Digitalizáció, valamint a Környezet és biztonság kiemelt területekhez. A csoport folyamatosan szerepet vállal a magyar tudomány nemzetközi szerepének erősítésében, valamint a nemzetközi együttműködések keretében folyó kutatások elősegítésében. Küldetése a kutatói utánpótlás fejlesztése, amelyet az ELTE doktori iskoláiban vállalt szerepével tud megvalósítani. A stratégiai kapcsolódási pontoknak megfelelően kutatásaik a modern tudomány alapkérdéseivel foglalkoznak két fontos részterületen.

A részecskefizikai standard modell bővítése és új térelméleti megoldások keresése

A részecskefizikai standard modell bővítése és új térelméleti megoldások keresése című kutatás a részecskefizika legfontosabb nyitott kérdéseire keresi a választ: Honnan származik a neutrínók tömege? Mi alkotja a Világegyetemet kitöltő, általunk nem ismert sötét anyagot? Mi a barion-aszimmetria forrása? Mi lehet a Világegyetem korai, illetve jelenlegi gyorsuló tágulásának oka? Ezek a kérdések határozottan a felfedező kutatáshoz tartoznak, de szorosan kapcsolódnak a HUN-REN Digitalizáció c. kiemelt területéhez.

Kutatásukban a kísérletek által motivált kiterjesztések elméleti vizsgálatára összpontosítanak. A csoport vezetője által felírt elméletben – a standard modell szupergyenge kiterjesztésében – keresik a válaszokat a fenti kérdésekre, különös tekintettel az elmélet számszerű becslései és a kísérletek mérési eredményei mennyiségi összevetésére. A neutrínók átváltozási képessége, szaknyelven „ízrezgése” a valósággal ellentétben nem létezik a standard modellben, csakúgy, mint a sötét anyag mibenléte sem értelmezhető. A bennünket is felépítő barionos anyag jelenléte a Világegyetemben csak akkor lehetséges, ha a barion és antibarion mennyisége eltérő, amelynek mértékét a standard modellel nem tudjuk magyarázni. Számításaikkal meghatározzák, hogy a modell szabad paramétereinek terében melyik az a tartomány, ahol az összes ismert részecskefizikai kísérlet eredményeivel összhangban maradva ezeket a rejtélyeket is meg lehet magyarázni. Utat keresnek ahhoz, hogyan lehet a kiterjesztett modell új részecskéit kísérletileg kimutatni.

Környezeti áramlások és a klímaváltozás dinamikája

A másik részterület korunk egyik legnagyobb kihívása, a környezeti áramlások és a klímaváltozás dinamikájának megismerése, ami szerves része az HUN-REN Környezet és biztonság c. kiemelt kutatási területének. Ez a terület is általános alapkutatás, amelynek azonban lényeges üzenete van a klímával kapcsolatos politika alakítói felé. Tudni szeretnék, hogyan alakulnak a klímát meghatározó statisztikai jellemzők bizonyos külső tényezők, különösen a légköri széndioxid-koncentráció időbeli megváltozásának következtében. A klíma fizikai hátterét vizsgáló kutatásaikban lényeges irány a kaotikus tulajdonságokat mutató globális skálájú szennyeződésterjedésnek megértése, ami előmozdíthatja egy jobb klímaadaptációs stratégia kidolgozását. Az éghajlati távkapcsolatok mögött meghúzódó korrelációk változásainak vizsgálata is különösen fontos, hiszen e kapcsolatok jelentős hányadát teszik ki a klíma belső változékonyságának, befolyásolva így a mindennapok időjárását is. A Nap aktivitásának és a klímaváltozás kapcsolatának felderítésében új irányt szabhat a teljes szoláris besugárzás idősorainak vizsgálata klímamodellekkel. Éghajlati rendszerünk több méret- és időskálát felölelő csatolt nemlineáris folyamatait sok esetben érdemes laboratóriumi kísérletekben is vizsgálni, amire a hidrodinamikai hasonlóság elve biztosít lehetőséget. Kutatásaikkal hozzájárulnak a klímaváltozás fizikailag is helyes tudományos képének kibővítéséhez, és a kérdéskör szilárdabb alapokon nyugvó társadalmi megítéléséhez is.

A csoport kis méretéhez képest kiemelkedően eredményes publikációs tevékenységet folytat.