Magyar Kémikusok Lapja
ÍGÉRETES FIATAL KÉMIKUSAINK
Kvantumeffektusok ppb pontossággal
Beszélgetés Mátyus Edittel, az ELTE TTK Kémiai Intézetében működő Molekuláris Kvantumdinamika Kutatócsoport vezetőjével
Októberben is folytatódik Szalay Péter sorozata.
Ebből az interjúból már kiderült, hogy Ön ízig-vérig elméleti kutató. Hogyan látja ebből a perspektívából a kísérlet és elmélet kapcsolatát?
Engem mindig a molekuláris anyag kvantitatív tulajdonságai, jellemzése érdekelt. Nem trendek vagy nagyságrendek, hanem a pontos mérés és számítás. Lenyűgözőnek találom, hogy fantasztikus pontossággal lehetséges időt mérni, időt lehet a legpontosabban mérni. Ezenkívül olyan mennyiségeket lehet nagyon pontosan mérni, amelyeket valahogyan az idő mérésével kapcsolatba lehet hozni. Egy pontos mérésből adódik egy valahány értékes jegyre meghatározott szám, ami a 0,1,2,…,9 számjegyek valamilyen sorozata. Azon kívül, hogy egy mérés bizonytalanságának egyre nagyobb leszorítása óriási intellektuális és műszaki-természettudományos teljesítmény, egy ilyen számsorozattal önmagában nem lehet mit kezdeni. Ahhoz, hogy értelmezni tudjuk ezt a számsorozatot, kell egy jó elmélet vagy legalább egy modell, amivel egy hasonló számot kapunk. Ha a modellünk sok rendszerre jól teljesít, konzisztens, és még néhány további elvárásnak megfelel, akkor jó elméletnek gondolhatjuk. Egy jó elmélet tartalmat, tudást, megértést, rendszert tehet a mérési adatsorok mögé. És fordítva, az egyre pontosabb mérési adatsorok késztetnek bennünket arra, hogy tökéletesítsük a modelljeinket és az elméleteinket. A kvantitatív elméleteinkben olykor szerepel néhány fizikai állandó. A kémia számára alapvető fontosságú fizikai állandó az elektron töltése, valamint az elektron és a proton tömegének aránya. Ezeket a mennyiségeket a legpontosabb mérések és a legjobbnak gondolt elméletek alapján határozzák meg (nagyon leegyszerűsítve: az „állandók” különféle értékeit behelyettesítik az elmélet egyenleteibe, és megnézik, hogy mely értékkel adódik a legjobb egyezés az aktuálisan legjobbnak gondolt mérési eredményekkel). Rendszeresen finomhangolják ezeket az „állandókat”. Néhány éves távlatban ennek a finomhangolásnak a legtöbb alkalmazás szempontjából kicsi a jelentősége. Az így meghatározott „állandók” az anyag modellezésének egy széles tartományán használhatók, és a számításokból akár előre jelezhetünk eredményeket a mérések számára (például, hogy hol keressük a mérési adatsorban a jelet) vagy akár mérések helyett (mert túl költséges vagy akár lehetetlen lenne elvégezni a mérést a jelenleg rendelkezésre álló laboratóriumi körülmények között).
Röviden: mérés nélkül az elmélet csak fantáziálás, elmélet nélkül a mérés csak adathalmaz.