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

TECH

Miliardy ľudí čoskoro zažijú nevídanú klímu

Klimatická zmena prebieha nad zemou rýchlejšie ako nad oceánmi. Takmer polovica dnes žijúcich ľudí zažije podnebie aké nepoznáme

KOMENTÁRE

Kto oslobodí Sýriu?

Bitka o iracký Mosul sa končí. Pozornosť sa opäť presúva na Sýriu.

Neprehliadnite tiež

Bielenie Veľkej koralovej bariéry je ešte horšie, než sa čakalo

Koraly predstavujú živobytie nielen pre ľudí, ale aj pre milióny živočíchov.

Koniec latrín a chemických záchodov, nová toaleta odpad prefiltruje a spáli

Akademici sľubujú vyššiu hygienu pre chudobné kúty sveta.

Do mobilu pozeráme čoraz viac. V Brazílii aj päť hodín denne

Vybaviť hovor a prečítať správu - to je mobilná história, ktorá bola len skromným začiatkom dnešných dní.

Pri nedostatku spánku začne mozog požierať sám seba

Preťažené bunky sa snažia ochrániť mozog, no zvyšujú riziko demencie.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Mimoriadna kvalita unikátnych Kia SUV modelov
  2. Výnimočný obchod robia výnimoční zamestnanci
  3. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal?
  4. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy)
  5. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke?
  6. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished!
  7. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií
  8. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom
  9. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody
  10. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa
  1. Neviete si rady s vaším ročným vyúčtovaním? Pomôže vám FiiFree
  2. Nadácia Orange ocenila Detský čin roka
  3. Výnimočný obchod robia výnimoční zamestnanci
  4. Mimoriadna kvalita unikátnych Kia SUV modelov
  5. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal?
  6. Aj vy môžete mať pekný trávnik, poradí vám expert
  7. Výrobky, ktoré chutia a voňajú ako z domácej zabíjačky
  8. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy)
  9. Profesionálne sa predaj nehnuteľností dá robiť jedine exkluzívne
  10. HÝBSA Slovensko odštartovalo turné po Slovensku. Buďte pri tom!
  1. Táto dvojica stojí za zrodom slovenského internetu. Ako začínal? 17 063
  2. 14 tipov na exotickú dovolenku, ktorú si môžete dovoliť (aj vy) 15 780
  3. Poznáte pôvod slovenských slov? Otestujte sa 10 533
  4. Lepšie bývať na vidieku, alebo v meste? Hľadali sme výhody 8 479
  5. Volkswagen Arteon je výkladná skriňa technológií 7 671
  6. Zabudnite na nové a neekologické PC. Je tu Refurbished! 6 601
  7. Čím všetkým som si prešla, aby som sa naučila po anglicky 6 464
  8. Yeme chce byť výnimočný obchod aj vďaka výnimočným zamestnancom 5 758
  9. Štatutári, máte už prístup k elektronickej schránke? 3 664
  10. Hyundai H350 je dokonale spoľahlivým partnerom pre biznis 2 822