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. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom
  2. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to
  3. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš
  4. Objavte netušené možnosti nových firemných kreditných kariet
  5. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári
  6. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce
  7. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta
  8. Prečo majú Slováci stále radšej hypotéku ako prenájom?
  9. Jarné prázdniny pri mori?
  10. Klasickým gastrolístkom konkuruje už aj nová stravovacia karta
  1. Vecný dar pre Detské kardiocentrum v Bratislave
  2. VZN o hazarde sa dá zachrániť
  3. Prieskum: Ako si Slováci požičiavajú? Hlavne rýchlo
  4. Čo prinieslo tohtoročné Záhradnícke fórum?
  5. Diplomaciu v praxi na EU v BA otvorila veľvyslankyňa Nórska
  6. Študenti z rôznych kútov sveta prichádzajú študovať na EU v BA
  7. 10 faktov o ovocí a zelenine, ktoré musíte vedieť!
  8. Trenkwalder má nového generálneho riaditeľa
  9. Montážne konferencie - Novinky aj vzdelávanie o suchej výstavbe
  10. Profesijný rast študentov médií sa začína už počas vysokej školy
  1. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom 9 335
  2. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to 9 082
  3. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce 8 011
  4. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš 7 558
  5. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári 6 745
  6. Prečo majú Slováci stále radšej hypotéku ako prenájom? 5 466
  7. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta 4 183
  8. Klasickým gastrolístkom konkuruje už aj nová stravovacia karta 3 681
  9. Ceny bytov vo veľkých mestách prekonali historický rekord 3 290
  10. Jarné prázdniny pri mori? 2 664

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Poliaci a Švédi čistia Európu od slovenských zbraní

Poliaci rozbili gang pašujúci slovenské zbrane, Švédi na prípade stále pracujú.

KOMENTÁRE

Pripomeňme si, že režim bol naozaj zločinecký

Námietka, že ÚPN v Poľsku má väčšie právomoci, je nemiestna.

TECH

Veľký objav astronómov, ďaleké planéty môžu mať vodu aj život

V systéme Trappist-1 je sedem Zemi podobných planét.

Neprehliadnite tiež

Vedec z NASA: Či sme vo vesmíre sami, zistíme možno v tomto desaťročí

Vesmírna agentúra objavila planéty podobné Zemi. Môžu mať vodu aj jednoduchý život.

Ukázali nové planéty, ktoré sa podobajú na Zem

Planetárny systém TRAPPIST-1 sa skladá zo siedmych exoplanét.

Veľký objav astronómov, ďaleké planéty môžu mať vodu aj život

V systéme Trappist-1 je sedem Zemi podobných planét. Tri z nich môžu mať oceány z tekutej vody.

Život môže vzniknúť kdekoľvek, objaviť ho bude náročné (anketa s vedcami)

Slovenskí vedci vysvetľujú, prečo je nový objav NASA taký dôležitý.


Už ste čítali?

Domov NajnovšieNajčítanejšieDesktop