Čo príde po Higgsovom bozóne? Supersymetria

Je pravda, že nedokážeme vysvetliť mnoho vecí, hovorí fyzik ROGER BAILEY, ktorý vedie v CERN-e pokročilú školu pre fyzikov.

Roger Bailey je riaditeľom medzinárodnej školy pre fyzikov CERN Accelerator School. Neďaleko Ženevy viedol operačný tím fyzikov pracujúcich na urýchľovači Super Proton Synchrotron, ktorý dnes dodáva zväzky protónov pre Veľký hadrónový urýchľovač. Viedol s(Zdroj: SME - Tomáš Benedikovič)

„Je pravda, že nedokážeme vysvetliť mnoho vecí,“ hovorí fyzik Roger Bailey, ktorý vedie v CERN-e pokročilú školu pre fyzikov. „No náš štandardný model veľmi krásne vysvetľuje, čo robí svet drobných častíc.“

Načo nám je Európska organizácia pre jadrový výskum, teda CERN?

Je to organizácia, ktorá vznikla pred viac ako päťdesiatimi rokmi. A dnes je známa najmä svojimi časticovými urýchľovačmi. Ako ubiehali roky, CERN vybudoval viacero takýchto urýchľovačov a každý bol väčší než ten predchádzajúci.

Prečo tieto veľké stroje potrebujeme?

Ak sa chcete pozrieť do vnútra vecí, potrebujete napríklad elektrónový mikroskop. Využívate elektróny na to, aby ste videli, ako veci fungujú. A toto je podobný princíp – urýchľovač je ako mikroskop. Ak sa chcete dostať hlbšie a hlbšie do štruktúr, potrebujete čoraz viac energie – a len veľkosť časticového urýchľovača a jeho energie určujú, ako hlboko sa viete dostať.

Hovoríte o vnútri vecí. My však v skutočnosti nevidíme, čo sa na tejto úrovni deje.

Nevidíme. Toto sú zväzky častíc, ktoré napríklad vystrelíte na terčík, častice, ktoré sú vo vnútri atómového jadra. A vy len zachytávate v obrovských detektoroch rozpady. A z nich až následne rekonštruujete udalosti, to, čo sa deje v jadre. Takže my najskôr v urýchľovači pripravíme častice a experimenty, teda detektory prinášajú výsledky.

Získavate obrovské množstvo údajov. Vedci však často hovoria o akejsi záhadnej hranici 5-sigma, to je čo?

Je to miera, ako často sa deje nejaká udalosť, vec, po ktorej pátrate, v porovnaní s bežným pozadím. V podstate to je pravdepodobnosť, s akou sa výsledky môžu mýliť.

Teda chyba merania?

Ak chcete merať veci takto, tak máte čosi, čo sa volá 1-sigma. To je istota zhruba na 68 percent, že máte pravdu. Potom 2-sigma je to zhruba 95,45 percenta. V skutočnosti tak platí, že pri 5-sigma sa musí odohrať naozaj veľa udalostí a máte veľmi malú pravdepodobnosť, že ste sa zmýlili.

Ale prečo si vedci vybrali práve hranicu 5-sigma?

Je to taká dohoda. A znamená, že sú si naozaj istí.

Vo Veľkom hadrónovom urýchľovači fyzici zrážajú protóny alebo jadrá olova. Prečo práve tieto prvky?

Urýchľovač funguje tak, že najskôr urýchlite nejaké častice a tie potom buď namierite na terč, alebo ich navzájom zrazíte. To môžete robiť rôzne – v urýchľovači LEP sa proti sebe vystreľovali elektróny s pozitrónmi. Teraz používame protóny, čo sú oveľa ťažšie častice, a navyše protóny sú vlastne skladačkou iných častíc a nie sú také jednoduché ako elektróny. Keď zrazíte elektrón s pozitrónom, máte veľmi čisté následky.

No v prípade protónov máte kvarky a gluóny, ktoré ich držia pokope. Protón je vlastne taký neporiadok. A keď sa to zrazí, s rôznymi energiami sa rôzne veci rôzne rozletia. Vďaka tomu však môžete objaviť čosi nové.

V časticovej fyzike máme čosi, čo nazývame štandardný model. Je to dobré vysvetlenie vesmíru?

Je to len dobré vysvetlenie sveta častíc.

Prečo?

Pretože nie je dokonalé. Sú jednoducho veci, ktoré sa štandardný model ani nepokúša vysvetliť. Ale to, čo vysvetliť dokáže, sú interakcie vo vnútri jadier atómov, medzi silami, ktoré napríklad držia jadrá pokope.

Štandardný model je v tomto dobrý – napokon, pred rokmi bola teória, ktorá opisovala elektrické javy, a teória, ktorá opisovala magnetizmus. Boli to dlho dve rozdielne teórie, a vlastne až neskôr sa zistilo, že sa dajú zjednotiť do jednej: elektromagnetizmu, ktorý opisuje jedinú silu. A ten sa zjednotil so slabou interakciou, pričom ostala ešte silná.

A čo gravitácia?

To je pravda, gravitácia v štandardnom modeli vôbec nie je.

Je to chyba modelu, či je jednoducho vesmír taký čudný?

Nemyslím si, že je to vinou vesmíru. Samozrejme, je to problém modelu. Štandardný model však krásne vysvetľuje, čo robia tie tri zvyšné interakcie. Všetky častice sú nimi poznačené, čo ukázali aj naše experimenty.

Občas sa hovorí, že štandardný model je taký dobrý model pre inžinierov.

Povedal by som to tak. Je totiž pravda, že nedokáže vysvetliť množstvo vecí.

Potrebujeme teda nový?

Buď to, alebo aspoň nejako upraviť ten existujúci.

A to bude čo?

Napríklad by to mohla byť supersymetria.

Keď už sme pri tejto hypotéze – mohol by Veľký hadrónový urýchľovač objaviť aj častice, ktoré predpovedá supersymetria?

Ak jestvujú, verím, že áno. Urýchľovač však bol v skutočnosti postavený na hľadanie inej častice, ktorú už model predpovedal. Teoretici ju predvídali už v 60. rokoch a medzi nimi bol istý profesor Higgs. A priniesli tak možné vysvetlenie, ako častice nadobúdajú hmotnosť.

Higgsov bozón sme zrejme objavili. Niektorí fyzici však hovoria, že táto častica s istými energiami môže hovoriť aj pre supersymetriu.

Môže, to je pravda. Ak štandardný model rozšírite. Takže ak hovoríte o Higgsovom bozóne, tak môžete napríklad hovoriť o Higgsovom bozóne zo štandardného modelu. No ako sme už hovorili, ani jeho objav vám nedopovedá celý príbeh vesmíru.

Čo bude podľa vás po objave Higgsovho bozónu?

Práve teraz by mohol hľadať častice z rozšírenia štandardného modelu. Jedným je aj supersymetria a tá tvrdí, že každá častica má svojho supersymetrického partnera. To nám zásadne rozširuje možnosti.

A je urýchľovač dostatočne výkonný, aby to dokázal?

Záleží od toho, ako veľmi hmotné tie častice budú. V súčasnosti urýchľovač beží len o čosi viac ako na polovičný výkon. No zariadenie zastavíme možno na osemnásť mesiacov a upravíme ho. A potom sa uvidí.

Čo by sa stalo, ak by urýchľovač bežal na plný výkon, a nič by nenašiel?

No ja dúfam, že by sme čosi našli, aj keď nie napríklad tie supersymetrické častice.

Napríklad čo?

Netuším. Toto je jedno z potešení, ktoré prináša veda. Môžete mať teóriu, urobíte experiment a čosi nájdete. A môžete mať teóriu, a nenájdete nič alebo, naopak, nájdete čosi, čo ste vôbec neočakávali. Takto funguje veda. Teraz napríklad predpovedala Higgsov bozón. Iné teórie predpovedajú aj niekoľko ďalších Higgsových bozónov či supersymetrické častice.

Ako sa potom znášajú teoretici s experimentálnymi fyzikmi? Teoretici totiž naformulujú svoje hypotézy a potom príde experiment a ten ukáže, že tam nič nie je.

Myslím, že v tomto máme všetci jasno. Keď jednoducho experimentálny fyzik čosi nevidí, tak to tam jednoducho nie je.

A to ich neštve, že im ničíte ich pekné teórie?

Nuž... Ale príkladom by mohli byť superstruny – to je naozaj pekná teória. No bohužiaľ sa nedá experimentálne testovať, potvrdiť ani vyvrátiť, takže s tým nič nenarobíte.

Takže to už je skôr filozofia ako fyzika.

Dá sa to takto povedať.

Najčítanejšie na SME Tech


Téma: Víkend


Článok je zaradený aj do ďalších tém Rozhovory z denníka SME

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Najdrahšiu kampaň mal Kusý, čísla za plagáty však nesedia

Most-Híd minul podľa oficiálnej správy na kampaň v župných voľbách najviac, no do nákladov zarátal aj sumy na vlastnú propagáciu.

KOMENTÁRE

Stačilo by, keby sa nekradlo. Základy politického hochštaplerstva

Politici neprestanú nepoctivo zavádzať.

KOMENTÁRE

Chceme viac detí v odborných školách? Tak sa o tom bavme

Menej žiakov na osemročných gymnáziách, ale prečo?

Neprehliadnite tiež

Po prvý raz zmapovali zmysly rastlín. Už vieme ako cítia

Namiesto zmyslových orgánov využívajú proteíny. Bez niektorých sa všetko zrúti.

Fyzikálna záhada. Neutrónové hviezdy svietia aj po zrážke

Dosvit po zrážke neutrónových hviezd je čoraz jasnejší, vyvracia očakávania.

V NASA prestali pracovať. Musk musel odložiť test rakety

Američanom sa nepodarilo schváliť štátny rozpočet. Kennedyho vesmírne stredisko prestáva pracovať.

Obchod bez radov a pokladní. Otvorili prvý Amazon Go

Obchod využíva rovnaké technológie ako autonómne autá.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku
  2. Najvýhodnejšie online predplatné SME.sk na 1 rok len za 29€
  3. Nový supermarket Fresh otvorili na Aničke
  4. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018?
  5. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej!
  6. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  7. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  8. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  9. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  10. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku
  1. Najvýhodnejšie online predplatné SME.sk na 1 rok len za 29€
  2. Nový supermarket Fresh otvorili na Aničke
  3. Attracting talent – Why Millennials are choosing to join Johnson
  4. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018?
  5. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej!
  6. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku
  7. Alarica – new business project in the market of shoes
  8. Ako jazdiť na snehu alebo ľade?
  9. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  10. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  1. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie? 10 250
  2. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli? 7 061
  3. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných 3 039
  4. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku 2 426
  5. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy 2 016
  6. Kam do tepla v januári? 1 697
  7. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej! 1 476
  8. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku 1 353
  9. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018? 1 153
  10. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely 918