Most, 1998. július 27-én gondoltunk vissza arra, hogy Eötvös Loránd, Társulatunk alapítója és névadója 150 esztendővel ezelőtt született. Nem volt egyike a modern atomfizika megálmodóinak, úttörőinek. A szó legklasszikusabb értelmében természettant művelt. Életműve éppen ezért bizonyítja számunkra a természettan erejét.

Megkoszorúztuk sírját. A Társulat közgyűlése és lapja méltóképpen visszaemlékezett őreá. Vándorgyűlésünk céljához akkor vagyunk hűek, ha előre tekintünk.

Amikor a 19. században kiépítették a geodéziai világhálózatot, Eötvös megalkotta az ehhez szükséges profi műszert. Az Eötvös-inga egymás mellett elhelyezett két egyenlő tömege a rájuk ható gravitációs erők különbségét jelzi. A geodéta ki tudta jelölni: mi a helyi vízszintes. A geológus meg tudta mérni a gravitációs gyorsulás helyi változásait. Föld alatt rejlő kőzetboltozatokat találva meg lehetett találni az alattuk felgyűlt olajat. Texas és Venezuela olajmezőit megcsapolva bontakozhatott ki a motorizáció kora.

Mikor Eötvös látta a torziós inga teljesítőképességét, azt ő fizikai alaptörvény preciziós tapasztalati igazolására használta. Két egyenlő tömegű testre (bármiből is legyenek) egyenlő gravitációs erő hat, és e testek maguk is egyenlő gravitációs hatást fejtenek ki!

Mondhatjuk: ezt eddig is tudtuk. Talán nyugodtabb lelkiismerettel határozzuk meg egy zacskó cukor mennyiségét (tömegét) annak gravitációja (súlya) által. De itt többről van szó! Következményei mára egyre érdekesebbé válnak.

Most épül egy modern "Eötvös-inga", amely a földi gravitáció helyi változásait két laserrel összekapcsolt mesterséges hold mozgásának zavaraiból olvassa ki. A két mesterséges égitest távolságának változása optikailag mikron pontossággal meghatároz- ható. Ezt a változást földi anyag gravitációja idézi elő, ami mérhetővé teszi tavak, tengerrészek akár 1 cm-es vízszintváltozását. A 21. század társadalma számára az emberiség által előidézett klímaváltozás élet és halál kérdésévé válik. Ezt teszi nyomonkövethetővé az Eötvös-inga égi mása!

Ha egy test tömegét annak gravitációs hatása jelzi, akkor pontosan meg lehet mérni akár egy távoli galaxis tömegét is annak alapján, hogy gravitációja mennyire téríti el a mellette elhaladó csillagfényt. Sőt saját Galaktikánk belső tömegeloszlását is meg lehet határozni a galaktikus centrum körül különböző távolságra keringő égitestek (csillagok, halmazok) keringési idejéből. Mára mindezt a mérést elvégezték: tudjuk, mennyi anyag van egy-egy galaxisban. És a századvég legnagyobb tudományos meglepetése: tízszer-százszor annyi anyag van itt kozmikus környezetünkben is, távoli galaxisokban is, mint amennyit a szem lát, amennyiről a fizikus számot képes adni.

Mi az ismeretlen sötét anyag? Alighanem ez a jelen századvég által örökül hagyott legizgalmasabb (alap)tudományos kérdés.

Magyarországról az elsők közt hívtuk fel a figyelmet arra, hogy a sötét anyag térbeli eloszlásának kimérése számot adhat annak fizikai természetéről (nyugalmi tömegéről, hőmérsékletéről) is. Így született meg a munkahipotézis, hogy az Univerzum anyagának nagyrészét a nehezen látható, nehezen detektálható neutrinók teszik ki, néhány eV nyugalmi tömeggel.

Neutrínók számosan keletkeznek radioaktív bomlásban, atomreaktorban, a Föld belsejében, a kozmikus sugárzás által bombázott felsőlégkörben, a Nap centrumában, szupernóvákban. Ki lehet számítani, meg is lehet mérni, hogy mennyi. A Természet válasza: kevesebbet detektálunk, mint amennyit legjobb fizikai tudásunk szerint elvárnánk. Talán elbomlanak születésüktől a detektorunkig? De ha véges ez az átalakulási idő, a sötét részecske nem mozoghat fénysebességgel, mert az az idődilatációt végtelenné nyújtaná. A neutrinónak tehát van nyugalmi tömege, ez kell nekünk!

De olcsó trükk a megfigyelési deficitet egy kimutatatlan anyagra fogni! Ki kellene mutatni, mivé alakulnak a neutrinók. E kérdések megválaszolására jöttek létre a mai legnagyobb nemzetközi kooperációk (japán-amerikai, német-olasz-francia, olasz-izráeli-magyar, orosz-magyar együttműködés). Annyira forró a téma, hogy e nyáron Takayamában rendezett konferencia bejelentései világlapok (New York Times, Washington Post, Népszabadság) oldalaira kerültek.

Hogy klellene a neutrinókat elcsípni? A kozmikus neutrinók elárulhatják magukat azáltal, hogy földi atomokat -bomlásra ösztönöznek. És valóban: a tricium -spektrumának végpontjánál anomális elektrontöbblet mutatkozik, amit épp alacsony energiájú antineutrinók válthatnak ki!

Még merészebb következtetésre csábít az az orosz megfigyelés, hogy a tricium bomlása gyorsabbnak tűnik napközelben, mint naptávolban. Talán a Napot meglepően sűrű antineutrinó-atmoszféra veszi körül, amibe a Föld télen jobban belemerül?

Van tehát egy csomó kérdés, amit elméletek után mérési eredmények tesznek föl nekünk. Mindre választ lehetne adni azon az áron, hogy elég sokféle neutrinót tételezünk föl eléggé furcsa tulajdonságokkal. Magyarul: ha elég sok önkényes paramétert csempészünk be az elméletbe.

Mi az igazság? Miből áll a világunk? Talán ennek megválaszolásda lesz a 21. század fizikájának első alapvető diadala. Mert ahol gravitációt észlelünk, ott anyagnak kell lennie. Erre tanított meg 100 éve Eötvös Loránd.