Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Elméleti Fizikai Tanszékén és a németországi Wuppertali Egyetemen dolgozó Fodor Zoltán által vezetett kutatócsoport (amelynek tagjai között találjuk az Elméleti Fizikai Tanszék és a Magyar Tudományos Akadémia tanszéken működő Lendület kutatócsoportjának vezetőjét, Katz Sándort, illetve a Wuppertali Egyetem fizika tanszékén dolgozó Borsányi Szabolcsot, Szabó Kálmánt és Tóth Bálintot) a németországi Jülichben üzemelő JUQUEEN szuperszámítógépet használta arra, hogy kiszámolja: a neutronok pontosan 0,14 százalékkal nehezebbek a protonoknál. Ez az érték összhangban áll Einstein relativitáselméletével, és illeszkedik az elemi részecskéket összetartó úgynevezett erős kölcsönhatásról alkotott teóriákhoz is.
– A számítás célja az volt, hogy megmutassuk, hogy a részecskefizika standard modellje valóban megmagyarázza a protonok és a neutronok tömegének különbségét – nyilatkozta megkeresésünkre Katz Sándor. – Immár pontosan látjuk, hogy hogyan adódik e különbség az elekromágneses és a kvarktömegek különbségéből adódó effektusok versengéséből.
Ha csak egy kicsit is más lenne a világegyetem tömegének 99 százalékát adó protonok és neutronok tömege közötti különbség, az azt eredményezné, hogy túl sok vagy éppen túl kevés neutron lenne az univerzumban, illetve az egyetlen proton körül keringő egyetlen elektront tartalmazó hidrogénatomok is eltűnhetnének, mert protonjuk „bekebelezné” elektronjukat. Végeredményben tehát nem létezhetne az anyag a ma ismert formájában, és több mint valószínű, hogy az élet sem alakulhatott volna ki.
A neutronokat és a protonokat is – noha elemi, tehát tovább már nem bontható részecskéknek hívják őket – különböző típusú, még kisebb részecskék, úgynevezett kvarkok építik fel. Mint a mostani felfedezés bebizonyította, a tömegük közötti különbség is az őket felépítő kvarkok különbözőségéből adódik. Ha ezt nem tudnánk, érthetetlen lenne, hogy miért nem a proton a nehezebb. A pozitívan töltött proton körül lévő elektromágneses tér miatt ugyanis neki elvileg egytized százalékkal nehezebbnek kellene lennie a semleges neutronnál.
