SME
Utorok, 26. január, 2021 | Meniny má TamaraKrížovkyKrížovky

Hľadanie Božej častice – Higgsovho bozónu

V priebehu minulých desaťročí vedci vytvorili úspešný model nášho fyzikálneho sveta, nazvaný Štandardný model fyziky častíc, ktorý nám poskytuje použiteľný obraz fungovania prírody. Všetky základné častice, ktoré tento model predpovedal, už, zdá sa, ...


Európske laboratórium fyziky častíc (CERN) využívalo urýchľovač LEP (vpravo) na hľadanie dôkazu existencie Higgsovej častice – bozónu. FOTO – ARCHÍV



V priebehu minulých desaťročí vedci vytvorili úspešný model nášho fyzikálneho sveta, nazvaný Štandardný model fyziky častíc, ktorý nám poskytuje použiteľný obraz fungovania prírody. Všetky základné častice, ktoré tento model predpovedal, už, zdá sa, boli objavené. Až na jednu nevyriešenú záhadu: ako základné častice získavajú svoju hmotnosť?

V rámci modelu predstavujú bozóny sprostredkujúce častice, ktoré pôsobia medzi základnými časticami látky. Objav doteraz poslednej častice uvedeného druhu, tzv. tau neutrína, bol ohlásený 21. júla 2000. Nech je však Štandardný model akokoľvek úspešný, fyzici sa zhodujú v tom, že je zatiaľ neúplný. Neopisuje všetko, čo by sme si želali vedieť o časticiach, ak sa nechceme uspokojiť s tautologickými výrokmi typu „látka sa skladá z menších častí látky“. Tým chýbajúcim článkom sú práve Higgsove bozóny.

Skryť Vypnúť reklamu

Slávni fyzici sa snažia pochopiť

Dostali meno podľa britského fyzika Petera Higgsa (1964). Keby sa dokázala ich existencia, išlo by o jeden z najdôležitejších experimentálnych objavov našej doby pre unikátnu úlohu, akú Higgsove bozóny vo fyzike zohrávajú. Skompletizoval by sa tým Štandardný model a upevnil by sa úspešný popis mikroskopického fyzikálneho sveta, ktorému sa snažili porozumieť vedci počas mnohých storočí. Uvedený popis by nám ukázal, ako vlastne funguje fyzikálny svet.

Nositeľ Nobelovej ceny za fyziku Leon Lederman a riaditeľ Fermilab v Chicagu (čitatelia SME sa s ním už mali možnosť aj bližšie zoznámiť) dokonca venoval osobitnú knihu hľadaniu Higgsovho bozónu pod názvom The God Particle (Božia častica). Ďalší nositelia Nobelovej ceny Sheldon Glashow, Abdus Salam a Steven Weinberg pri výskume elektroslabej teórie upozornili, že Higgsova teória umožňuje časticiam nadobudnúť ich hmotnosť.

Skryť Vypnúť reklamu

Aj do sfér „sci-fi“

Iní fyzici nazývajú Higgsov bozón svätým grálom časticovej fyziky. Názorne si tento proces predstavme tak, ako keby častice boli suchou špongiou a Higgsove bozóny vodou. Prirodzene, ak dôjde k vzájomnému pôsobeniu špongie (častice) a vody (Higgsove bozóny) zmení sa objem tých prvých, keďže získajú hmotnosť, po nasiaknutí budú zreteľne ťažšie. Udelenie hmotnosti časticiam znamená proces materializácie, keď sa virtuálne častice „menia“ na látku. V oblasti fantastiky nájdeme aj príklad pražského rabína Jehudu Löv ben Bezálela, ktorý v stredoveku údajne vytvoril umelú bytosť Golema; že by uhádol mechanizmus, akým Higgsove bozóny udeľujú časticiam hmotnosť? Na začiatku bolo Logos, ktoré sa neskôr zmaterializovalo. Preto dáva Leo Lederman Higgsovmu bozónu názov Božia častica?

Skryť Vypnúť reklamu

Higgsove pole a Univerzum

Jeden z konkrétnejších dôkazov existencie Higgsovej častice poskytol experiment uskutočnený v Európskom laboratóriu fyziky častíc (CERN) s využitím urýchľovača LEP v záverečných dňoch jeho prevádzky. V rámci tohto výskumu sa objavil možný priamy signál Higgsovho bozónu s hmotnosťou okolo 115 GeV (gigaelektrónvoltov) a s ďalšími očakávanými vlastnosťami. Spolu teda ide, aj keď nie definitívne, predsa len o informácie, ktoré svedčia v prospech jestvovania Higgsovho bozónu.

Prekvapením pre mnohých odborníkov bolo rozhodnutie jedného z najprestížnejších laboratórií sveta (LEP) nepokračovať v experimente, ktorý mohol znamenať bodku za storočím časticovej fyziky. Rozhodnutie prijal generálny riaditeľ CERN – Luciano Maiani, keď nariadil demontovať LEP s poukazom na meškanie ďalšieho veľkého projektu the Large Hadron Collider (LHC) v hodnote 4 miliárd dolárov, ktorý by mal byť funkčný pravdepodobne koncom roku 2005. Je to nepochybne veľká škoda. Veď Higgsovo pole vlastne možno umožňuje jestvovanie Univerza tým, že udeľuje časticiam hmotnosť. Ak by sa toto pole vyplo, všetky častice by sa mohli rozletieť rýchlosťou svetla. Situácia v hľadaní experimentálnych dôkazov existencie Higgsovho bozónu za predpokladu pokračovania experimentu LEP bola vcelku sľubná, žiaľ, vedenie CERN napriek tomu rozhodlo o jeho zastavení. Higgsov bozón sa hľadá hlavne ako posledné potvrdenie správnosti teórie elektroslabých interakcií, za ktorú už bolo udelených viacero Nobelových cien z fyziky. Fakt, že v tomto výskume sa angažujú aj teoretici, ktorí sa zaoberajú supersymetriami a superstrunami, naznačuje, že úspech v experimentálnom potvrdení existencie Higgsovho bozónu môže pomôcť rozriešiť aj spor, ktorá z týchto teórií je správna.

Skryť Vypnúť reklamu

Šancu má konkurencia

Chris Tuly, muž s pomerne zvláštnou funkciou „Higgsovho koordinátora“, ktorý je zároveň zodpovedný za kombinovanie dát zo všetkých štyroch detektorov LEP, považuje jeho odstavenie za maximálne frustrujúce. Podľa Tulyho „CERN sleduje vedecký program založený na nerozhodnosti“. Spomínaný nový projekt LHC by sa mal začať v roku 2005, vyhodnotenie prvých výsledkov experimentov sa dá očakávať až v roku 2007.

Nečakané rozhodnutie Európy poskytuje, pochopiteľne, šance konkurencii. Možnosť dosiahnuť objav Higgsovej častice bude mať protónový urýchľovač Tevatron v Batavii (Illionis, USA), ktorý patrí do Fermi National Accelerator Laboratory. Vedcom Tevatronu sa podaril v roku 1995 objav top kvarku, a v roku 2001 sa pokúsia v modernizovanom urýchľovači dosiahnuť to, čoho sa Európa ľahkomyseľne vzdala. Paul Grannis, člen D-Zero experimentu na Tevatrone, sa tiež nad rozhodnutím vedenia CERN-u o zastavení LEP pozastavil.

Skryť Vypnúť reklamu

Zároveň sa už začali nové rokovania o vedeckých programoch, ktoré by sa mali uskutočniť po ukončení programu LHC. Spojené štáty, Japonsko a Nemecko rozpracúvajú plán budúceho elektrón-pozitrónového urýchľovača, v ktorom by sa uskutočnil výskum na vyšších energiách, ako to bolo v prípade LEP. Toto zariadenie by malo umožniť nájdenie tak Higgsovho bozónu, ako aj rôznych supersymetrických častíc. Ak bude Higgsov bozón objavený na energii pod 130 GeV, objav podporí koncepciu supersymetrie, ak sa objaví na energii vyššej ako 130 GeV, teória supersymetrie bude ohrozená.

ROBERT ŠKOPEC

(autor je analytik)

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Daniel Lipšic.

Krajniak a Lipšic sa poznajú dekády.

7 h

Má jeden z kandidátov aj špeciálne zaobchádzanie?

4 h

Neprehliadnite tiež

Digitálna rekonštrukcia Psittacosaura ilustruje, ako zviera využívalo kloaku na signalizáciu počas dvorenia.

Vedci našli zachovanú kloaku.

9 h
Desiatky robotických postavičiek Robi, ktoré si mohli zostrojiť čitatelia japonského časopisu DIY. 34-centimetrov vysoký a jeden kilogram vážiaci robot Robi rozpoznáva vyše 200 japonských fráz, dokáže chodiť, tancovať, behať a hrať futbal.

Roboty sa na ľudí začali podobať.

13 h
Demänovská jaskyňa Slobody

V tomto roku uplynie 100 rokov od objavenia Demänovskej jaskyne slobody.

14 h
Na fotografii je možné vidieť úkaz slnečnej korony na oblohe.

Ide o piatu zverejnenú fotografiu Tomáša Slovinského.

15 h

Inzercia - Tlačové správy

  1. Mimoriadny úspech značky Toyota na Slovensku v roku 2020
  2. Za špičkovým produktom na podporu imunity sú talentovaní Slováci
  3. Ako spoznať ekologickejšie potraviny? Radí odborník
  4. Ochrana prírody na Slovensku má nové ocenenie
  5. Pandemická kríza urobila obrovské PR online vzdelávaniu
  6. Absolventi Paneurópskej vysokej školy majú takmer najvyšší plat
  7. Investície s fixným ročným výnosom od 6 do 8,25 %
  8. Zanzibar: Čo treba vidieť v africkom raji
  9. Videobanking. Nová éra bankovania je tu
  10. Pandémia urýchlila zavádzanie nových technológií vo firmách
  1. Za špičkovým produktom na podporu imunity sú talentovaní Slováci
  2. Ochrana prírody na Slovensku má nové ocenenie
  3. Ako spoznať ekologickejšie potraviny? Radí odborník
  4. Budovanie zelenej značky
  5. Arval Slovakia: Spoliehajú na nás firmy z kľúčových sektorov
  6. INEKO: Základná škola v Svätom Jure je najlepšia na Slovensku
  7. Absolventi Paneurópskej vysokej školy majú takmer najvyšší plat
  8. Pandemická kríza urobila obrovské PR online vzdelávaniu
  9. Operatívny lízing zmierni dopady krízy na váš biznis
  10. Stravné pre živnostníkov teraz najvýhodnejšie
  1. V centre Bratislavy ako na dedine. Ako sa býva v hlavnom meste? 42 969
  2. Mozog Penty na kolenách: Aký je Hačšákov príbeh v Pente? 23 925
  3. Zanzibar: Čo treba vidieť v africkom raji 15 862
  4. Sedem najznámejších pyramíd v Mexiku 9 122
  5. SME.sk zaznamenalo rekordný nárast záujmu čitateľov 8 672
  6. 10 vecí, pre ktoré sa oplatí navštíviť Dominikánsku republiku 8 588
  7. Produkujeme viac odpadu, kompostujeme len tretinu 7 445
  8. Ohlúpli sme počas Covid roka? 7 345
  9. Wellness trendy, rozhovory a rady pre lepšie zdravie 7 341
  10. Ekologická móda? Slovenská firma dokazuje, že to ide 7 199