Premium

Získejte všechny články mimořádně
jen za 49 Kč/3 měsíce

Místo s nejslabším magnetickým polem ve sluneční soustavě máme za humny

V Mnichově připravili fyzici z tamní techniky ojedinělý experimentální prostor: místnost odstíněnou tak, aby v ní bylo co nejslabší magnetické pole. Chtějí v ní měřit něco na pohled nemožného: rozložení elektrického náboje neutronu.

Nitro místnosti „magnetického klidu“ v Mnichově. Všimněte si, že experimentální prostor se dá celý vysunout po kolejích ven, aby byla instalace a úpravy zařízení jednodušší. Na snímku jsou i dva spolutvůrci magnetické místnosti: vlevo Peter Fierlinger, vpravo Michael Sturm. | foto: TUM

Muzikanti potřebují na práci klid a ticho a vědci také. I když u nich to nemusí být zrovna přímo v akustickém smyslu slova. Astronomové vyhledávají místa bez světelného znečištění, biologové si vytvářejí v laboratoři ostrovy sterility a fyzici na Mnichovské technické univerzitě si doslova postavili oblast „magnetického klidu“. 

Malý experimentální prostor má mít různorodé využití od potenciálně přelomových fyzikálních experimentů (o nich dále) po zkoušky nových výrobků. Konstrukcí připomíná tak trochu matrjošku. Na pohled dosti nevzhlednou konstrukci tvoří hlavně dva velké kovové boxy, jejichž stěny jsou tvořeny vrstvou slitiny niklu a železa zvané Magnifer a jednou vrstvou hliníku uprostřed. Mezi oběma boxy je rozestup 2,5 metru, který podle výpočtů zajišťuje nejlepší stínění, popisují vědci své zařízení v publikaci pro Journal of Applied Physics (kopie je zdarma dostupná na arXiv.org).

Dohromady tyto vrstvy odstiňují i velmi drobné změny v magnetickém poli, ať už je má na svědomí průjezd auta, nebo třeba solární bouře. Vnější vlivy oslabí podle práce německých vědců zhruba milionkrát (tento výsledek se jim od její publikace podařilo ještě vylepšit na úroveň „oslabení“ na cca jednu sedmimiliontinu, píše server IEEE Spectrum). Proti předchozímu nejlepšímu zařízení tohoto typu je to zlepšení zhruba o dva řády (tedy stonásobné).

Vevnitř má být tedy z magnetického hlediska mimořádně stabilní prostředí. Další podobná místa byste našli někde v mezihvězdném prostoru nebo uvnitř supravodiče. Na Zemi takové prostředí mohlo vzniknout až nyní, protože při navrhování komory sehrály významnou roli pokročilé počítačové modely.

Pohled na celou sestavu magnetické místnosti v experimentální hale mnichovské technicky. Samotná experimentální komora je zhruba za lidmi v popředí. Jejich postavení vyznačuje také její přibližné rozměry.

Hon na neutron

Na samotné experimenty zbývá uvnitř boxu poměrně stísněný prostor, zhruba čtyři metry krychlové, ale na hlavní plánovaný pokus to bohatě stačí. Je jím snaha o něco na pohled nesmyslného: změřit v podstatě rozložení elektrického náboje v neutronu (přesně je to tzv. elektrický dipólový moment).

O této částici sice běžně uvažujeme jako o naprosto neutrální (všichni jsme se učili, že náboj nemá) a pro všechny praktické účely o ní tak můžeme také uvažovat. Ale při dostatečně podrobném pohledu by podle teoretiků neutron přece jen měl vypadat jako slaboučká miniaturní baterie s malým nábojem, který je v ní nerovnoměrně rozložený. A právě tyto nerovnoměrnosti v rozložení náboje by vědci chtěli změřit. 

Pro fyziky je extrémně zajímavé, že různé dnes populární fyzikální hypotézy o povaze vesmíru a jeho dnes neznámých součástí (hypotézy jako supersymetrie a její různé varianty atp., které by chtěly vysvětlit třeba povahu temné hmoty) předpovídají různou míru těchto nerovnoměrností. Pokud tedy elektrický dipólový moment neutronu dokážeme změřit, mohli bychom některé nápady zcela vyloučit a jiné naopak označit za důvěryhodnější a více se věnovat jejich ověřování.

Tak daleko ovšem nejsme. Zatím můžeme říct jen to, že pokud neutron elektrický dipólový moment má, je menší než 2,9×10−26 náboje jednoho elektronu (tzv. elementární náboj) krát centimetr (ten sice není jednotkou SI, ale v tomto případě částicoví fyzikové používají tuto poněkud nestandardní jednotku). To je hranice nejvyššího rozlišení těchto experimentů, jaké jsme zatím dosáhli. Je to neuvěřitelné malé číslo. Už sama jednotka je tak malá, že má v podstatě smysl jen ve světě základních částic, a v tomto případě je před vlastním číslem ještě více než dvacet nul. Ale neutron se zatím nenechal odhalit, a jeho moment by tedy měl být ještě menší.

Pokud tedy v Mnichově opravu dokážou posunout hranici měření ještě o zhruba dva řády níže, jak předvídá jejich model, mohli by se dočkat fenomenálního objevu. Stejně jako v případě „honu“ za elektrickým dipólovým momentem elektronu (o něm jsme psali zde) by se úspěšný objev nepochybně musel dostat do hledáčku Švédské akademie věd, a autoři by se stali žhavými  kandidáty na Nobelovu cenu.

Ale zlepšení o dva řády také nemusí nic znamenat. Skutečná hodnota totiž může ležet ještě o další dva, šest nebo třeba deset řádů níže. Ale i kdyby autoři mnichovské komory „jen“ posunuli hranice rozlišení měření, neúspěch to rozhodně nebude. Tím spíše, že se v zařízení budou provádět i další pokusy, například velmi citlivé měření mozkové činnosti či vývoj nových detektorů a elektroniky.

Autor:
  • Nejčtenější

KVÍZ: Zapomenuté funkce domácí techniky, po kterých se už nikomu nestýská

v diskusi je 19 příspěvků

13. května 2024

Byly běžnou součástí životů vás, vašich rodičů nebo prarodičů. Většinu z nich dnes však nikdo...

Sověti neuměli zkonstruovat těžký tank. Pomohl jim až německý inženýr

v diskusi je 49 příspěvků

19. května 2024

Když je řeč o sovětských těžkých tancích, výčet zpravidla začíná pětivěžovým typem T-35. Jenže...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Pět věcí, které byste s Windows měli dělat, ale možná neděláte, a naopak

v diskusi je 10 příspěvků

15. května 2024

Možná prakticky ihned po instalaci, při prvním spuštění nového PC nebo později deaktivujete některé...

Umělá inteligence od OpenAI má nový pohon. A rovnou ho dává zadarmo

v diskusi je 9 příspěvků

13. května 2024  20:34

Společnost OpenAI vůbec poprvé pořádala živé představení svých pokroků. Hlavní novinkou se stala...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Panasonic překvapil, jeden opuštěný operační systém nahradily dva nové

v diskusi je 15 příspěvků

17. května 2024

Düsseldorf (Od zpravodaje Technet.cz) Když odhlédneme od kvality zobrazovacího panelu a obvodů zpracovávajících obraz, je operační systém...

Věci, které by ve Windows 11 měli ihned opravit

v diskusi je 20 příspěvků

20. května 2024

Windows 11 z uživatelského pohledu nastavuje zrcadlo budoucnosti. Nacházejí se v něm věci uživateli...

Beneš se Mussoliniho neštítil. Před 100 lety s ním vyjednal mezistátní smlouvu

v diskusi je 34 příspěvků

19. května 2024  10:30

V polovině května 1924 jednal československý ministr zahraničí Edvard Beneš v Římě s italským...

Sověti neuměli zkonstruovat těžký tank. Pomohl jim až německý inženýr

v diskusi je 49 příspěvků

19. května 2024

Když je řeč o sovětských těžkých tancích, výčet zpravidla začíná pětivěžovým typem T-35. Jenže...

Jak Muskova firma vyřešila problém prvního čipu v mozku člověka

v diskusi je 5 příspěvků

18. května 2024

Neuralink je jedna z firem Elona Muska, o které se mnoho mluví. V lednu totiž zavedli její...

Bohužel nám to nevyšlo, oznámili manželé Pagáčovi rozchod po šesti letech

Herečka Patricie Pagáčová (35) a dramaturg Tibor Pagáč (32) se rozešli po pěti letech manželství. Žádost o rozvod zatím...

Zemřel Vlastimil Harapes. Baletní mistr Národního divadla i českých filmů

Ve věku 77 let zemřel tanečník a herec Vlastimil Harapes. Dlouhá léta byl sólistou baletu Národního divadla. Zahrál si...

Anální sex je výzva. Nejvíc tabu je však v Česku jiná praktika, říká průzkum

Erotické hračky nepředstavují podezřelou exotiku, v ložnicích jsou jako doma. Ostatně jako masturbace. I orální sex....

Svěrák se na mě nedíval jen jako na hezkou buchtu, říká Radka Pavlovčinová

Jan Svěrák ji vidí jako robotku. Radka Pavlovčinová v nové hře filmového a teď už i divadelního režiséra hraje umělou...

Plné divadlo i bazilika. Nad rakví Postlerové mluvila dcera, Töpfer i Šťastný

S herečkou Simonou Postlerovou se v prostorách Divadla na Vinohradech rozloučili kolegové i veřejnost. Nad rakví...