Načo potrebujú atómy fyzikov ? Aby sa o sebe niečo dozvedeli

BRATISLAVA. Michio Kaku, Stephen Hawking, Peter Higgs - to sú mená iba niektorých vedeckých kapacít, ktoré sa vyjadrovali k očakávaným či neočakávaným udalostiam vo Veľkom hadrónovom zrážači. Jeho prevádzku začali 10. septembra v Medzinárodnej organizácii jadrového výskumu (CERN) pri Ženeve.

Americký fyzik Michio Kaku, autor bestsellerov Paralelné vesmíry a Fyzika možného vyhlásil, že bude pokojne spávať aj vtedy, keď LHC spustia. Komentoval tak rozšírené naivné obavy, že nás zožerie čierna diera alebo iná háveď, stvorená pri imitácii veľkého tresku v zrážači.

Hawking a Higgs

Britský kozmológ Hawking naopak dúfa, že ak sa objavia miniatúrne čierne diery, teoretickým výskumom ktorých sa preslávil, možno dostane Nobelovu cenu. Nijako zvlášť ho to vraj nevzrušuje. Stavil sa však o sto dolárov (70 eur), že jednu efemérnu časticu, ktorá je medzi atómovými prízrakmi najhľadanejšia, LHC nenájde. Haw­king, ktorý je známy svojimi stávkami, žiaľ, neprezradil, kto je jeho oponentom.

Poriadne to rozčúlilo ďalšieho britského fyzika Petra Higgsa, lebo práve on je „otcom“ spomínanej častice, ktorá sa po ňom volá Higgsov bozón. Higgs, ktorý pred dvadsiatimi rokmi prestal robiť fyziku a bol jeden čas aj členom Greenpeace (no opustil ho, keďže hnutie odmieta geneticky modifikované organizmy) sa vďaka LHC stal celebritou vlastne cez noc. Predtým o ňom vedela iba hŕstka zainteresovaných.

Smola je, že Higgsovo nevydarené dieťa zatiaľ nikto nevidel a 79-ročný fyzik má naozaj najvyšší čas, aby ho ešte pokrstil. Pravda, ak ho drak pod francúzsko-švajčiarskou zemou počas nasledujúcich mesiacov a rokov vypľuje, a ak ho detektory nájdu.

Nebude to vôbec ľahké. Hľadá sa vyše štyridsať rokov, a vraj sa bez neho dokonca môže rozpadnúť súčasný model fyziky. Prečo, to vysvetľuje Frank Close, profesor fyziky Oxfordskej univerzity. Jeho sprievodca svetom atómových častíc naozaj nemohol vyjsť v lepšom čase.

Lawrence a LHC

Higgs sa narodil v roku 1929. Prvý funkčný cyklotrón pochádza z roku 1930. Mal v priemere 13 centimetrov a vymyslel ho americký fyzik Ernest Lawrence, neskôr odmenený Nobelovou cenou. Magnety na ňom vyzerajú ako dve pokrievky na jednom hrnci.

Terajší supermoderný model kruhového urýchľovača, LHC má v priemere 27 kilometrov. Pracovali na ňom dlhé roky tisícky ľudí z 55 krajín, šéfom projektu je Lyn Evans. O Nobelovej cene sa zatiaľ príliš nehovorí (zúčastnení sa to možno boja zakríknuť).

Magnety LHC sú veľké ako prúdové lietadlá, detektory ako bojové lode. Pritom úloha oboch neporovnateľných zariadení z roku 1930 a 2008 je približne rovnaká: urýchliť atómové častice tak, aby ich zrážka priniesla vznik menších a ešte menších častíc.

V LHC, kde častice dosiahnu takmer rýchlosť svetla, dôjde ku kolíziám pri takých energiách, aké vládli vo vesmíre v čase, keď bol starý iba trilióntinu sekundy.

Urýchľovače však zapĺňajú len jednu kapitolu stručného sprievodcu. Sú totiž iba nástrojom na poznávanie sveta časticovej fyziky, aj keď neuveriteľne mocným. V ďalších kapitolách sa pri porovnaní vesmíru a atómu dozvieme čosi o tom, aké veľké je malé a aké malé je veľké, alebo o tom, z čoho sa skladá hmota a ako to vlastne vieme.

Atómy a vesmír

Údiv bratislavského rodáka Philippa Lenarda, keď v 19. storočí zistil, že priestor, ktorý zaberá meter kubický čistej platiny, je rovnako prázdny ako priestor medzi hviezdami vo vesmíre, bol logický.

Lenardov poznatok dopĺňa konštatovanie autora, že svet atómu je v porovnaní s vesmírom nesmierne prázdnym miestom, teda že na porovnateľnom priestore je v atóme oveľa menej hmoty. Inak povedané, ak by sa atóm zväčšil na veľkosť vesmíru, videli by sme v ňom ešte menej hmoty, ako vidíme teraz. Zdá sa to čudné, lebo rozmery atómových častíc sú pre naše zmysly nedosiahnuteľné, a vesmír sa nám zdá aj bez toho dostatočne prázdny.

Veru, je veľmi veľa vecí, ktoré o atóme a vesmíre vie len boh, a možno ešte Frank Close. Iba zapamätať si názvy tých miniatúrnych potvoriek z jadra atómu môže byť nad sily normálneho človeka. Ešte tak starí známi protón a neutrón, potom farebný a voňavý kvark, čo vymyslel Murray Gell-Mann pri čítaní Jamesa Joycea, a potom mióny, pióny, kaony... a prázdno (v hlave).

Svojho času vraj mal s rozrastajúcim sa časticovým zverincom problémy aj taký génius ako Enrico Fermi. Close vás však časticovou zoo prevedie bez zaváhania. Trochu váha až ku koncu knihy, keď uvažuje, čo že nám vlastne fyzika prichystá v blízkej budúcnosti. Ako je to s priestorovými a časovými rozmermi? Čo antihmota? Supersymetria? Gravitácia? Ukáže niečo prevratné LHC?

„V nových experimentoch na LHC v CERN-e budú fyzici hľadať stopy častíc, ktoré sa spontánne objavujú a miznú. Keď taký fenomén bude prebiehať nejakým systematickým spôsobom, môže to priniesť zistenie, že sme naozaj ako plochozemci, a nad tromi priestorovými rozmermi a jedným časovým, ktoré dnes vnímame, skutočne existujú ešte ďalšie dimenzie.

Dosiahli sme dnes bod, keď možno iba ťažko rozlíšiť medzi vedou a science–fiction,“ píše na záver Frank Close.

Čítať túto knihu je dobrodružstvo. Nádej, že aj laik môže čosi pochytiť z toho čudného mikro­sveta, upečeného vo hviezdach pred mnohými miliardami rokov, je ako jedna z možností v súťaži Milionár, tak 50 na 50.

A aká je nádej, že sa nájde Higgsov bozón? Ťažko povedať, isté je iba, že Higgs by zaň dal určite viac než sto dolárov, ktoré proti bozónu stavil Hawking.

A aby som nezabudol, v Closeho objavnej knihe nájdete ešte niečo. Prekrásny dôkaz aforizmu, že atómy si vytvorili fyzika na to, aby mohli skúmať seba.

Britský fyzik Peter Higgs. V roku 1964 predpovedal existenciu kľúčovej častice, ktorá dostala názov Higgsov bozón. Zatiaľ ju nik nevidel. Veľký hadrónový urýchľovač by mal potvrdiť, či skutočne existuje. FOTO - REUTERS

Lyn Evans (vpravo) je šéfom projektu LHC. Fotoreportér ho zachytil vo chvíli, keď už vedel, že úvodná skúška dopadla dobre. FOTO - REUTERS