Magyar tanulmány is bekerült az év tíz legérdekesebb tudományos cikke közé

„A tiszta matematika, az anyagtudomány és a geológia csodás kombinációja” – idézte összeállításában Sujit Datta vegyész- és biomérnök (Princeton Egyetem) szavait Adam Mann, a Science cikkírója az MTA-BME Morfodinamika Kutatócsoport világszenzációnak számító felfedezéséről, amelyet beválogattak a 2020. év top 10 tudományos publikációi közé. A magyar csapat három és fél év alatt bizonyította be a jeles ókori filozófus elgondolását, amely szerint

a világmindenséget alkotó négy elem, a föld, a víz, a tűz és a levegő mindegyike szabályos testekből épül fel; ezek közül a Föld hexaéderekből, azaz kockákból.

„Különleges, egyedülálló elismerés az, hogy a világ teljes idei publikációs terméséből több lépcsőben válogatva a tudományos élet egyik legnevesebb szaklapja munkánkat a kiemelt 10 legérdekesebb között említi. Ez nemcsak az MTA-BME Morfodinamika Kutatócsoport sikere, hanem tágabb értelemben a magyar tudományé és az országé is, ráirányítva a figyelmet a hazai szakemberek sokszínűségére, nyitottságára és tehetségére” – hangsúlyozta Domokos Gábor.

Domokos Gábor alkalmazott matematikus, a BME Építészmérnöki Kar (ÉPK) Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék egyetemi tanára, az MTA-BME Morfodinamika Kutatócsoport vezetője mellett Török János elméleti fizikus, a BME Természettudományi Kar (TTK) Fizikai Intézet Elméleti Fizika Tanszékének egyetemi docense, a kutatócsoport tagja, Kun Ferenc elméleti fizikus, akadémikus, a Debreceni Egyetem egyetemi tanára, a kutatócsoport külső tagja, valamint az amerikai Pennsylvania Egyetemen dolgozó Douglas Jerolmack geofizikus professzor, a kutatócsoport külső tagja igazolták, hogy

ha véletlenszerűen választott síkokkal kellően sokszor vágunk ketté egy testet, akkor a folyamat eredményeként keletkező testek (poliéderek) lapjainak, csúcsainak és éleinek átlaga rendre 6-hoz, 8-hoz és 12-höz tart, azaz az „átlagos alakzat” egy kocka lesz.

Miután a természet leggyakoribb folyamata az aprózódás, ezért a csoport diszkrét elemes, számítógépes modellel vizsgálta a természetben fellelhető feszültségmezőket is, amelyek a testek töredezését okozzák. A számítások alapján rájöttek: a természetben felbukkanó leggyakoribb feszültségmezők szinte kizárólag olyanok, amelyek a testeket kettérepesztik és ez által átlagos értelemben kockákat hoznak létre. A kutatás alapján így arra jutottak, hogy a Földön (és más bolygókon) fellelhető töredezett sziklák és kövek átlagos értelemben kockának tekinthetők.

Platón barlanghasonlatában fejtette ki, hogy a tökéletes formáknak, az ideáknak csak tökéletlen árnyékait látjuk a fizikai világban. Ezt az ókori gondolatot illusztrálja a mostani eredmény, amely szerint a fizikai fragmensek szemünk elé táruló formavilága nem más, mint egy platóni szabályos test, a kocka statisztikus, torz árnyéka.

A tekintélyes magazin folyamatosan nyomon követi a világon naponta megjelenő több ezer tudományos cikket, ezek közül néhány kiválasztottról az aznapi kiadásban híranyagot jelentet meg. Utóbbiakat év végén áttanulmányozva választják ki 10 kedvencüket. Az MTA-BME Morfodinamika Kutatócsoportnak a tudományos világ széles körű elismerését kivívó munkája azonban nemcsak ebben az összeállításban szerepelt, hanem a Science podcastadásában is, amelyben nemcsak az idei esztendő tudományos áttöréseit, hanem a fenti 10 cikkből kiemelt legérdekesebb négy publikációt is elemzik. A szerkesztők a beszélgetésük során

2020 legfilozofikusabb történetének nevezték a magyar és amerikai kutatók bizonyítását.

A kutatás eredményeként Domokos Gábor és feltalálótársa, Várkonyi Péter, a BME Építészmérnöki Kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszékének egyetemi tanára másik, korábban hatalmas tudományos érdeklődést kiváltó munkája, a Gömböc természettudományos értelemben is a helyére került. A magyar leleményesség szimbóluma már a bemutatásakor hatalmas szenzáció volt. Ez ugyanis az első olyan ismert homogén test, amelynek egy stabil és egy instabil, azaz összesen két egyensúlyi pontja van, és bárhogy tesszük le, mindig a stabil egyensúlyi pontjába tér vissza. Bizonyítható, hogy ennél kevesebb egyensúlyi helyzettel rendelkező test nem létezhet.

Azt már előzőleg sikerült igazolni, hogy a természetben fellelhető testek az alakfejlődésük, azaz a kopásuk során szüntelenül veszítik el egyensúlyi helyzeteiket, és ilyen értelemben a Gömböc felé tartanak – bár ezt a végső állapotot sosem érik el. A találmány így az alakfejlődési folyamatok láthatatlan végállomása, míg a jelen kutatások szerint a (szintén láthatatlan) kocka mindezek kezdete.

Borítóképünk illusztráció