LETNÁ TÉMA

Kvarky možno nie sú najmenšie častice

Atóm má v sebe protóny, protóny sú zložené z kvarkov. Otázka je, či čosi neukrývajú aj oni.

Stále nevieme, či sme už objavili základné častice.(Zdroj: ILUSTRAČNÉ - CERN)

Je to fascinujúci pád do hlbín vesmíru, pád do rozmerov takých malých, že ich nielenže nevidíme, ale si ani nedokážeme riadne predstaviť. Štartujme napríklad v obývačke.

Sedíte na gauči a pozeráte televíziu. Ten gauč, televízor, vlastne všetko, čo vás denne obklopuje, je zložené z rôznych látok. Každá jednotlivá látka je množstvom molekúl, a tie sú poskladané z atómov. Pokračujúc do ešte menších rozmerov by ste zistili, že atómy - napriek svojmu pôvodnému gréckemu označeniu - sa ďalej delia.

Ešte pred sto rokmi sme si to predstavovali ako zmenšené slnečné sústavy: elektróny krúžia okolo jadier, obiehajú protóny a neutróny v nich a všetko sú to základné častice.

Lenže protóny a neutróny základnými časticami nie sú a zabudnúť musíme aj na miniatúrne hviezdne systémy. Medzičasom sa teoretickí aj experimentálni fyzici vybrali do exotického sveta plného pravdepodobností a najskôr navrhli a potom v protónoch aj objavili kvarky. Domnelé elementárne častice – kým neobjavíme menšie.

Dobrý model a preóny

Kvarky

Podľa štandardného modelu sú to elementárne častice.

Ich existenciu predpovedali v šesťdesiatych rokoch, následne ich objavili.

V skutočnosti však môžu byť zložené z menších kúskov.

Štandardný model je označenie na skupinu rôzne previazaných fyzikálnych teórií, ktoré úspešne vysvetľujú časticový mikrosvet. Jeho predpovede súhlasia s výsledkami experimentov, dajú sa testovať – a testami prešli.

Dokonca aj tým nedávnym, keď detektory Veľkého hadrónového urýchľovača stopovali extrémne vzácnu udalosť: rozpad istej častice na dve iné.

Stačila malá odchýlka od predpovedí a rozprávať by sme mohli o novej fyzike. Nestalo sa. Napriek tejto praktickosti a zhode s pozorovaniami vieme, že štandardný model nedokáže vysvetliť všetko, čo vo vesmíre pozorujeme.

Pre teoretikov je to dobrá správa, ktorá otvára ohromné možnosti na hľadanie nových vysvetlení sveta. K najvzrušujúcejším patria také, v ktorých kvarky nie sú elementárnymi zložkami a samy sú poskladané z čohosi ďalšieho - nazvime to preóny.

„Veď to, že nejaká teória je dobrá pri vysvetľovaní všetkých súčasných meraní, ešte neznamená, že je tá jediná správna,“ zdôrazňuje pre New Scientist aj Randolf Pohl z Inštitútu Maxa Plancka.

Preverí experiment

Kvarky objavili koncom šesťdesiatych rokov. No už v nasledujúcom desaťročí sa začali vytvárať hypotézy, ktoré hovorili o ešte drobnejšom mikrosvete. Ako sú atómy zložené z protónov, neutrónov a elektrónov a trebárs protóny z troch kvarkov, samotné kvarky by boli poskladané z rôznych preónov: kvark up napríklad z troch.

Takýto model vyzerá na papieri dobre. Pokračuje totiž v logike objavov, ktoré sa za desaťročia urobili. Problémom je, že dodnes sme nezistili, či drobnejšie štruktúry v kvarkoch, ale trebárs aj bozónoch (sprostredkúvajú prenos síl) či leptónoch (to je napríklad elektrón) existujú.

„Fyzika je koniec koncov experimentálna veda,“ píše v magazíne Scientific American fyzik Don Lincoln. „Je úplne jedno, aká múdra je hypotéza, ak nesúhlasí s meraniami, je nesprávna.“

Čosi však naznačujú samotné kvarky. Na vysvetlenie hmotného vesmíru okolo nás, vesmíru, ktorý bežne zažívame, potrebujeme vlastne len dva najzákladnejšie z takzvanej prvej generácie. A elektróny. Vedci však objavili kvarkov šesť a leptónov rovnako, nerátajúc ich antičastice. Majú druhú a tretiu generáciu a tie sú výrazne hmotnejšie ako prvá - a ešte sa na ňu aj rozpadajú.

Pozrieť sa hlbšie

Podľa štandardného modelu sú kvarky aj leptóny – napríklad elektrón či mión - bodové častice s prakticky nulovou veľkosťou. To je dobrá aj zlá správa. Zlá preto, že všetky súčasné experimenty ukazujú, že to tak naozaj je. Dobrá, že to môžeme testovať.

„Všetky experimenty, ktoré hľadali preóny, však zlyhali,“ zdôrazňuje Lincoln, ktorý pracuje v americkom Fermilabe i pre Európsku organizáciu pre jadrový výskum (CERN). Našťastie, vďaka európskemu Veľkému hadrónovému urýchľovaču nemali fyzici ešte nikdy lepší nástroj na ich hľadanie.

Teoretici tak navrhujú dva spôsoby, ako zistiť, či elementárne častice nemajú zložky. Napríklad sledovať, či ich rozmer je naozaj nulový. Alebo sa pozrieť, či sa magnetický moment elektrónov a miónov nemení a ak áno, či sa to deje inak, ako hovorí štandardný model.

To by bol silný náznak ešte menšieho časticového zverinca. Náznak, že by sme mali pozrieť ešte hlbšie - hlbšie, ako sú elektróny a ich bratranci mióny a tau, hlbšie, ako je šesť rôznych kvarkov.

Už v antike si filozofi mysleli, že jestvujú najmenšie, najzákladnejšie a nedeliteľné kúsky v stavebnici sveta a nazvali ich atómy. Fyzika naše skutočné atómy rozdelila, ale tie teoretické, nedeliteľné atómy sme možno neobjavili.

Hlavný zdroj: Scientific American, 11/2012

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Kedy sa refinancovanie oplatí?
  2. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  3. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  4. Rastie nám pokrivená generácia?
  5. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  6. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  7. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  8. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  9. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať
  10. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci
  1. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy!
  2. Detské zúbky sú veda
  3. Štartujú jesenné módne dni v Poluse
  4. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  5. Rastie nám pokrivená generácia?
  6. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  7. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  8. AAA AUTO za päť rokov predalo 320 tisíc vozidiel
  9. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  10. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  1. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 14 874
  2. Rastie nám pokrivená generácia? 10 580
  3. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 5 084
  4. Intímna hygiena – celoročná záležitosť 3 088
  5. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 2 058
  6. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji 1 521
  7. Kedy sa refinancovanie oplatí? 1 286
  8. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba 1 208
  9. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci 1 198
  10. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky 651

Hlavné správy zo Sme.sk

ŠPORT

Sagan: Bol som zmierený s tým, že nevyhrám

Slovenský cyklista dokázal to, čo sa ešte nikdy nikomu nepodarilo.

ŠPORT

Sagan, Sagan a opäť Sagan. Chlapec bez nervov je tretí raz majstrom sveta

Pre mňa je to neuveriteľné, výnimočné, vravel slovenský cyklista.

KOMENTÁRE

Až teraz si Merkelová začína budovať svoj odkaz

Bude to ona, kto bude ovládať nemeckú aj európsku politiku.

Neprehliadnite tiež

Astronautka z NASA: Vieme, že sa niečo pokazí

Astronautka Dorothy Metcalf-Lindenburgerová hovorí, ako vyzerá tréning v NASA a ako sa astronauti pripravujú na zlyhania.

Rozšírená realita je zábavná aj užitočná. Skúste tieto aplikácie pre iPhone a iPad

Nová aktualizácia iOS 11 pre mobilné zariadenia od Apple priniesla aj ARKit. V ponuke sú prvé aplikácie a je s nimi zábava.

TECH_FM

Kontroverzný objav naznačuje, že praľudia sa mohli vyvinúť v Európe

Stopy dávneho tvora mätú vedcov. Odborníci sa sporia, komu patrili.

Strašia vás baktérie na mobile? Vymysleli, ako sa ich zbaviť

Nová nabíjačka dezinfikuje mobily, používa ultrafialové žiarenie.