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.

 Vissza a tartalomhoz

MEGNYITÁS/LETÖLTÉS