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

Babiš rovná sa ANO, ANO rovná sa Babiš

Kdesi na konci tunela sa predsa len čosi črtá.

SVET

Ukrajina priznala vojnu s Ruskom. Slova vojna sa však bojí

Na východe Ukrajiny už aj formálne prebieha otvorený konflikt.

Neprehliadnite tiež

Prečo hrá mozog džezového a klasického pianistu rovnakú skladbu inak

Mozgy džezových a klasických pianistov fungujú rozdielne. Dokonca aj vtedy, keď hrajú tú istú skladbu.

Spravili krok k včasnému odhaleniu rakoviny, krvný test má veľkú úspešnosť

Test dokázal určiť aj päť typov rakoviny, na ktoré doteraz neexistuje skríning.

TECH_FM

Historici sa mýlia, čiernu smrť roznieslo čosi iné

Nový výskum naznačuje, ako sa problém šíril.

NASA testuje jadrový reaktor pre astronautov na Marse

Prvotné testy kompaktného reaktora v americkej Nevade boli úspešné.

Legendárna hra Age of Empires sa vráti v modernom prevedení vo februári

Hru museli v mnohých smeroch prepracovať, aby fungovala na moderných počítačoch.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  2. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  3. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  4. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  5. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku
  6. Zelené Grunty vám ponúknu viac, ako očakávate
  7. Kam do tepla v januári?
  8. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely
  9. Konzultácia so svetovými odborníkmi dokáže zachrániť život
  10. Demänovku mieša iba jeden človek. Ako si strážia receptúru?
  1. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku
  2. Alarica – new business project in the market of shoes
  3. Ako jazdiť na snehu alebo ľade?
  4. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  5. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  6. Toto tajomstvo vrcholoví športovci dlho skrývali
  7. Vlani sme si vyberali z vyše pol milióna inzerovaných áut
  8. V centre našej pozornosti sú zákazníci. Už 50 rokov
  9. Začiatok roka patrí dani z nehnuteľností
  10. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  1. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie? 16 735
  2. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli? 8 908
  3. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných 3 656
  4. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy 2 332
  5. Toto tajomstvo vrcholoví športovci dlho skrývali 2 160
  6. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy 1 998
  7. Kam do tepla v januári? 1 859
  8. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely 1 664
  9. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku 1 503
  10. Demänovku mieša iba jeden človek. Ako si strážia receptúru? 895