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.

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.

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?

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.

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.

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)

Najčítanejšie na SME Tech


Hlavné správy zo Sme.sk

KOMENTÁRE

Ako sa pije a žije v banskom kraji, keď bane miznú

Tak ich tu vnímajú. Ako náletové buriny, ktoré sa uchytili v pustnúcom baníckom kraji.

SVET

Ovládli súdy, tajné služby aj médiá. Čo sa deje v Poľsku?

Vládna strana Právo a spravodlivosť postupne ovládla súdnictvo či verejnoprávne médiá. Problém je, že moc už nemá kto kontrolovať.

TECH

Rozlúštili záhadu supersilného betónu starovekých Rimanov

Náš betón sa časom drobí, ten z antiky sa stáva pevnejším.

Neprehliadnite tiež

Z New Yorku do Washingtonu hyperloopom? Musk má vraj ústny súhlas

Bola by to gigantická stavba, najväčšia v USA. Mohla byť však spojiť rušné metropoly.

S partnerom nezdieľate iba posteľ, máte rovnaké baktérie

Mikroflóra z vnútra stehien odhalí vaše pohlavie.

Zavreli dva najväčšie čierne trhy na temnom webe

Polícia od prípadu Silk Road monitoruje darknet, aby vyhľadávala podobné služby.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Mexická Oaxaca: Vonia čokoládou a jedinečnými pyramídami
  2. Dobrý internet v meste i na vidieku. Dostupný je takmer všade
  3. Na tieto veci sa oplatí myslieť pred odchodom na dovolenku
  4. Volkswagen Golf: Odpoveď na takmer všetky otázky
  5. Vietnam: Krajina, ktorá rozmazná jedlom a uchváti históriou
  6. Investícia do dlhopisov s fixným výnosom 6,25 - 7,25 % p.a.
  7. I cez prázdniny testujte elektrobicykle
  8. 5 dôvodov, prečo sa prihlásiť na konferenciu ENERGOFÓRUM®
  9. V meste či mimo mesta, stále s kvalitným internetom
  10. Máte už vybranú dovolenku na júl?
  1. Mexická Oaxaca: Vonia čokoládou a jedinečnými pyramídami
  2. Funguje predaj realít aj bez maklérov?
  3. BILLA a ÚNSS skontrolovali zrak 10 380 slovenským deťom
  4. Dobrý internet v meste i na vidieku. Dostupný je takmer všade
  5. Na tieto veci sa oplatí myslieť pred odchodom na dovolenku
  6. Borguľa žiada vyrúbenie dane pre americkú ambasádu
  7. Stanovisko Klubu pre BA k mimoriadnemu rokovaniu zastupiteľstva
  8. Vietnam: Krajina, ktorá rozmazná jedlom a uchváti históriou
  9. Volkswagen Golf: Odpoveď na takmer všetky otázky
  10. Investícia do dlhopisov s fixným výnosom 6,25 - 7,25 % p.a.
  1. Vietnam: Krajina, ktorá rozmazná jedlom a uchváti históriou 7 967
  2. Volkswagen Golf: Odpoveď na takmer všetky otázky 7 932
  3. Dobrý internet v meste i na vidieku. Dostupný je takmer všade 3 465
  4. Na tieto veci sa oplatí myslieť pred odchodom na dovolenku 3 302
  5. Chcete vedieť všetko o vašej krvi? Čaká vás 6000 typov vyšetrení 2 234
  6. I cez prázdniny testujte elektrobicykle 2 114
  7. Máte už vybranú dovolenku na júl? 1 637
  8. Mexická Oaxaca: Vonia čokoládou a jedinečnými pyramídami 1 356
  9. V meste či mimo mesta, stále s kvalitným internetom 1 195
  10. Zvládnete tento test o jablkách a cideroch? Otestujte sa 856