Středa 21. února 2024, svátek má Lenka
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Středa 21. února 2024 Lenka

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

  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 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 provincii Ontario.

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 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:
  • Nejčtenější

Světová premiéra sluchátek, co jsou tak pohodlná, že je v uchu zapomenete

v diskusi je 35 příspěvků

16. února 2024  11:19

Světovou premiéru si dnes odbyla první open-ear sluchátka společnosti Bose, nazvaná Ultra Open...

Lepší než terapie. Tato sluchátka skvěle zahrají ticho i muziku

v diskusi je 20 příspěvků

14. února 2024

Ani jedna z těchto sluchátek nejsou šlápnutím vedle. Jsou mezi nimi však velké rozdíly a každý se...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Lodní výzbroj na pásech. Sturmtiger používal náboje o hmotnosti 350 kg

v diskusi je 12 příspěvků

19. února 2024

Německý vůdce Adolf Hitler byl známý megaloman. V řadě případů nebyla při zavádění techniky do...

Firma OpenAI ukázala generátor dechberoucích videí, nyní zkoumá bezpečnost

v diskusi je 57 příspěvků

15. února 2024  22:09

Jmenuje se Sora a je to nová služba firmy OpenAI, která se svým chatbotem ChatGPT zbláznila svět do...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Dokonalejší kus elektroniky nekoupíte. Prozkoumali jsme Apple Vision Pro

v diskusi je 158 příspěvků

17. února 2024

Vyzkoušeli jsme nejvíc high-tech zařízení, které si dnes můžete koupit, headset Apple Vision Pro....

VIDEO: Střílej po mně! Kameraman natočil téměř celý útok v centru Prahy

Premium Ve čtvrtek zemřelo rukou střelce Davida K. 14 obětí, 25 lidí je zraněných, z toho deset lidí těžce. Jedním z prvních na...

Máma ji dala do pasťáku, je na pervitinu a šlape. Elišku čekají Vánoce na ulici

Premium Noční Smíchov. Na zádech růžový batoh, v ruce svítící balónek, vánoční LED svíčky na baterky kolem krku. Vypadá na...

Test světlých lahvových ležáků: I dobré pivo zestárne v obchodě mnohem rychleji

Premium Ležáky z hypermarketů zklamaly. Jestli si chcete pochutnat, běžte do hospody. Sudová piva totiž dopadla před časem...

Vědci objevili nejrychleji rostoucí černou díru a nejsvítivější objekt

v diskusi je 22 příspěvků

21. února 2024  9:33

Pomocí dalekohledu Very Large Telescope (VLT) v Evropské jižní observatoři (ESO) v Chile byl...

Dočkáme se letos Windows 12? Patrně ne, protože to nedává smysl

v diskusi je 17 příspěvků

21. února 2024

Microsoft se připravuje na uvedení další dávky novinek v systému Windows. Zatímco dřív se...

Pravda o mobilech. Profesor Vrba vysvětluje vliv záření na lidské zdraví

20. února 2024

Premium Francouzi vloni zakázali prodej celé série mobilních telefonů iPhone 12. Podle nich z přístrojů...

Generativní umělá inteligence změní vyhledávání, to klasické čeká propad

v diskusi je 13 příspěvků

20. února 2024  19:43

Řada odborníků i běžných uživatelů si všímá, že výsledky vyhledávání přes dominantní Google se...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

České univerzity vyvinuly pro policii systém, kterým zastaví auto na dálku

Pražská ČVUT a brněnská VUT se chlubí unikátním systémem vyvinutým na základě poptávky policie, která chce umět...

Tak dokonalý, že tu můžete propadnout alkoholu. Čech žil v karibském ráji

Po studiu na vysoké škole ekonomické Tomáš Šapovalov cítil, že nastal ideální čas vystoupit ze zaběhlého stereotypu a...

Sexuálních scén je zbytečně moc, míní Cavill. Omlouval se kolegyni za erekci

Britský herec Henry Cavill (40) se nedávno podělil o svůj názor na filmové scény, které vyobrazují sex. Podle něj je...

Známé tváře kritizují Michala Novotného. Nejsem homofob, brání se herec

Na Michala Novotného se na sociálních sítích snesla vlna kritiky. Herec v rozhovoru pro týdeník Téma mimo jiné řekl, že...

Nikdy už nebudu hubená. Selena Gomezová se smířila s přibíráním po lécích

Selena Gomezová (31) na sociálních sítích sdílela srovnání dvou svých fotografií. Na snímku z roku 2013 je v plavkách a...