Neděle 20. září 2020, svátek má Oleg
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Neděle 20. září 2020 Oleg

Nobelovku získali fyzici, kteří načapali částice, jak mění „vůni“

  12:12aktualizováno  12:12
Ve Stockholmu se udělovala druhá letošní Nobelova cena, a to za fyziku. Jejími letošními nositeli jsou fyzici, kteří odhalili, že jedny z nejběžnějších částic ve vesmíru - neutrina - se dokážou měnit z jednoho typu na druhé. Takaaki Kajita a Arthur MacDonald (a jejich kolegové, nutno dodat) tím přepsali učebnice.

Pohled do nitra detektoru Super-Kamiokande, který je určen mimo jiné i k detekci neutrin. Nádrž na snímku je naplněna superčistou vodou a její stěny pokryty desítkami tisíc světelných detektorů. Ty zachycují záblesky světla, které (poměrně vzácně) vznikají při srážce neutrina s elektrony ve vodě. Na snímku je nádrž během plnění. | foto: Kamiokande Observatory

Nositeli Nobelovy ceny za fyziku jsou dva experimentální fyzici, kteří potvrdili dlouhodobé podezření a velmi přesvědčivě dokázali, že neutrina se během svého dlouhého života mohou měnit z jednoho typu - odborně se tomu říká vůně - na jiný. (Tento proces se nazývá oscilace, ale to není až tak důležité.)

Kajitův a McDonaldův úspěch se může zdát jako triviální záležitost, ale detekce neutrin je velmi, velmi obtížná. Tyto částice běžnou hmotou kolem nás prolétají neustále, ale „srazí“ se s ní jen zcela výjimečně. Detekce neutrin tak probíhá na velmi citlivých, pečlivě konstruovaných a specializovaných detektorech, kterých je po světě jenom několik. (MacDonald jeden z nich, kanadský SNO, dlouhodobě vede a byl jedním z jeho duchovních otců. Kajita pracoval spíš na interpretaci údajů z japonského detektoru Super-Kamiokande.)

Příprava detektorů detektoru Super-Kamiokande. V roce 2001 zažil detektor...

Příprava detektorů detektoru Super-Kamiokande. V roce 2001 zažil detektor velkou nehodu, kdy bylo zničeno celkem 6 600 fotonásobičů.

Vraťme se ovšem k oceněnému objevu. Náznaky toho, že neutrina mění vůni byly poprvé pozorovány v roce 1960 na experimentu v dole Homestake v Jižní Dakotě. Postupně ho potvrdily další experimenty. Trvalo to ovšem poměrně dlouho, první přesvědčivé výslekdy podaly v letech 1998 japonský Super-Kamiokande a v roce 2001 SNO. Velmi zjednodušeně dokázaly, že při pečlivě provedené inventuře některé typy neutrin chybí a jiné přebývají.

Je to dané tím, že neutrina během svého letu obrazně řečeno mění kabát. Vznikají při srážkách či rozpadech částic ve třech různých „vůních“, ale ta se postupně mění. Na Zemi pak můžeme vlastně neutrino jiného typu, než které vylétlo od zdroje. (Silným je třeba naše Slunce.) „Experimenty obou letošních laureátů byly první, které přesvědčivě doložily, že výsledky měření se výrazně odlišují od předpovědi bez oscilace – čili naznačují, že teoreticky předpovězená oscilace neutrin skutečnost velmi dobře vysvětluje,“ vysvětluje Karel Soustružník z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy.

Fyzikální důsledek existence proměny neutriny je na pohled trochu nelogický, ale z matematického hlediska z pozorování vyplývalo, že jednotlivé vůně neutrin se liší svou hmotností - což zase znamená, že neutrina vůbec nějakou hmotnost mají. „Pravděpodobnost oscilace závísí na rozdílu hmotnosti neutrin. Pokud by byly stejne, tedy například nulové, oscilace by nenastavaly,“ přibližuje Karel Soustružník důsledky pozorování.

Fakt, že neutrina mají hmotnost, byl poměrně velkým překvapením. Dlouho jsme je popokládali za nehmotné částice. Přitom nevíme, proč by to tak mělo být jinak, a jaký princip těmto částicím vlastně hmotnost dává a proč je výrazně nižší než u jiných částic. I proto se neutrina mohou stát velmi zajímavým oknem do světa fyziky, která přesahuje naše současné znalosti.

Pohled na detektor SNO 2 100 metrů pod povrchem u kanadského Sudbury v...

Pohled na detektor SNO 2 100 metrů pod povrchem u kanadského Sudbury v provincii Ontario.

Naplněný detektor Super-Kamiokande v japonském umístěná sto metrů pod povrchem...

Naplněný detektor Super-Kamiokande v japonském umístěná sto metrů pod povrchem hory Ikena Jama ve starém zinkovém dole poblíž městečka Kamioka. Nádoba detektoru obsahuje 50 tisíc tun vody, na stěnách je 13 tisíc fotonásobičů, průměr nádoby je 40 metrů.

I proto se dnes na neutrina soustředí zájem částicových fyziků. „V posledních deseti až patnácti letech jsou to nejvíce zkoumané částice,“ říká Karel Soustružník z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy. Zatím jsme ale jen na začátku. Abychom to ilustrovali: vědci například neví, jaká je absolutní hmotnost neutrin (rozhodně je velmi blízká nule). „Pravděpodobně je jejich hmotnost generována jiným způsobem, než u jiných částic, a neví se přesně jak“, říká Karel Soustružník. Vědci také vědí, jaký je rozdíl hmotností mezi jednotlivými typy. (Ve skutečnosti je to ještě trochu složitější: ví, že dva ze tří stavů jsou si hmotnostně velmi blízké a že jeden je vyšší než druhá. Třetí stav je jim oběma vzdálenější, ale není jasné, jestli je vyšší nebo nižší.)

Pohled do detektoru neutrin v čínském Daya Bay, Jde o detektor, který zachycuje...

Pohled do detektoru neutrin v čínském Daya Bay, Jde o detektor, který zachycuje neutrina z blízkých jaderných reaktorů.

Objev proměny vůní neutrin také nemá zatím žádný praktický dopad a lze si jen poměrně těžko představit, že by v dohledné době měl. Spíše jde o ocenění základní vědě, základní lidské touze objevovat nové a nepoznané.

Na rozdíl od ceny udělené v loňském roce, kdy ji získali rovným dílem Japonci Isamu Akasaki, Hiroši Amano a Šuji Nakamura (což byl trochu japonský vědecký „rebel“). Na začátku 90. let jejich práce vedla k vytvoření fungující světelné diody vydávající modré světlo. Kombinací s již dříve existující technologií zelených a červených diod se tak poprvé naskytla možnost vytvořit bílé LEDky. Tento objev spustil zásadní technologickou změnu, kterou dnes můžeme vidět prakticky na každém kroku, jak jsme psali v minulém roce.

Upozornění: Do článku jsme doplnili další informace a opravili chybu ve jménu jednoho z laureátů.

Autor:

Dny NATO 2020

Dny NATO 2020 se konají v plánovaném termínu 19. - 20. 9.. Pro návštěvníky bude areál uzavřen, ale iDNES.cz nabídne více než osm hodin unikátního přímého přenosu plného dynamických ukázek pozemní a letecké techniky.

  • Nejčtenější

Vyzkoušeli jsme eRoušku 2. Podívejte se, jak může pomoci i vám

Největší nadějí na zpomalení šíření covidu-19, která navíc nikomu nezkomplikuje život, je malá aplikace pro chytré...

Microsoft vytáhl servery z oceánu, jejich nízká poruchovost překvapila

Z mořského dna u skotského souostroví Orkneje námořníci vylovili datacentrum společnost Microsoft. Za více než dva roky...

Nová data ukázala alarmující poměr pozitivních testů. Už je nad 20 %

Epidemie koronaviru se v Česku vymyká kontrole. Napovídá tomu ukazatel, který měří poměr pozitivních testů oproti všem...

Jako vejce vejci. Nové bojové letouny F-16 budou pro všechny stejné

Americká zbrojovka Lockheed Martin změní po dohodě s představiteli amerického letectva způsob, jakým bude na...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Jak hraje 45 let stará a jak úplně nově vyrobená kazeta? Poslechněte si

Jedné je pětačtyřicet let, byla mnohokrát nahrána i přehrána, továrna, kde vznikla, dávno neexistuje. Druhá je nově...

V Česku jsou houbařské žně. Podívejte se, kde rostou nejvíc

Premium Když zaprší a pak se oteplí, přijdou houby, shodují se mykologové. A opravdu přišly. Nejvíc je hřibů smrkových. Velké...

Když ne jeho, tak aspoň jeho dítě! Psycholog Šmolka nejen o zoufalých milenkách

Premium Ve třiceti už se neprovdáš. Věta, kterou kdysi běžně slýchaly dívky nad třicet let, považované už za staré panny. Dnes...

Nemá smysl sportovce zavírat do karantény, říká fyzioterapeut Kolář

Premium Fyzioterapeut a léčitel slavných sportovců Pavel Kolář míní, že opatření proti viru jsou nekoncepční a budou mít dopady...

  • Další z rubriky

Ještě nebezpečnější, než byste řekli. Ohnivá tornáda šíří zkázu dál

Rozsáhlé a intenzivní požáry v krajině mohou být ještě nebezpečnější, než by se na první pohled zdálo. Zní to možná...

STO OBJEVŮ: Cestu od tlakového hrnce k parnímu stroji lemovaly výbuchy

Seriál Byla to dlouhá cesta od Papina k Wattovi, než lidem začal spolehlivě sloužit parní stroj. S čím vším se parní...

INTERAKTIVNĚ: Roušky nestačí. Ověřte si riziko nákazy ve 243 situacích

Exkluzivně Dva metry od sebe. Nasadit roušky. To jsou obecně užitečné rady, ale dávají lidem neúplnou představu to tom, kde jim...

Univerzita Karlova představila nový test na covid-19. Převratný není

Na Univerzitě Karlově ve středu proběhlo představení nového českého testu na přítomnost viru SARS-CoV-2. Z...

Vyzkoušeli jsme eRoušku 2. Podívejte se, jak může pomoci i vám

Největší nadějí na zpomalení šíření covidu-19, která navíc nikomu nezkomplikuje život, je malá aplikace pro chytré...

Volali ji k večeři, ale nepřišla. Zemřela s ohořelým mobilem v ruce

Patrně neoriginální příslušenství si vybralo další z mnoha obětí. Stala se jí šestnáctiletá thajská školačka. Poté, co...

Benešová: Nečekala jsem, že synova svatba bude tak emocionálně náročná

Závěr prázdnin byl pro Lucii Benešovou ve znamení svatebních příprav. K oltáři dovedla svého nejstaršího syna Luciána,...

Microsoft vytáhl servery z oceánu, jejich nízká poruchovost překvapila

Z mořského dna u skotského souostroví Orkneje námořníci vylovili datacentrum společnost Microsoft. Za více než dva roky...

Porno je reklama na fitness, říká jeden z nejstarších českých pornoherců

Je obsazovaný do pornoscén z kategorie „old and young“. Není divu, s natáčením začal před svou padesátkou a točí už...