Středa 29. června 2022, svátek má Petr, Pavel
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Středa 29. června 2022 Petr, Pavel

Kdo dostane příští Nobelovu cenu? Jeden boson a neznámý počet fyziků

Největším favoritem příštího ročníku udělování Nobelových cen za fyziku je objev Higgsova bosonu. Ale personální situace kolem něj je opravdu zapeklitá.

My to říkali. Dva význační teoretici, kteří předpovídali existenci Higgsova bosonu, zachycení během středečního setkání v CERNu. Vpravo je Peter Higgs, po kterém má částice (a celý mechanismus za ní) jméno. Vlevo je Francois Englert, jehož předpověď byla "obecnější", ale také přesná a její přínos nesporný. Oba jsou kandidáty na Nobelovu cenu. | foto: AP

Letošní Nobelovy ceny jsou rozdány, ocenění vědci sotva začínají dohánět práci a spánkový deficit vzniklý díky mediálnímu cirkusu, a tak je čas se zeptat: koho čeká telefonát ze Stockholmu příští rok?

Jeden favorit je jasný. Jak jsme už psali, mezi letos oznámenými Nobelovými cenami chyběl největší fyzikální úspěch roku: objev částice, která má vlastnosti dlouho hledaného Higgsova bosonu, na urychlovači LHC. Jistě, jde stále jen o pravděpodobný objev, který nemůže potvrdit žádné jiné zařízení na světě, ale význam oznámení pro fyziku je skutečně dalekosáhlý. Je to ten typ objevu, za který se udělují Nobelovy ceny (i když ne všichni vědci s tím souhlasí). Ale kdo by ji měl dostat?

Teoretický (i praktický) zmatek

Nobelovy ceny mají dlouhou tradici. A to s sebou přináší potíže. Platí například původní pravidlo, že ocenění lze udělit maximálně třem jednotlivcům. To bylo dobré pravidlo v dobách, kdy vědecké objevy byly věcí jednotlivců či malých týmů. Ale dnes je situace o poznání komplikovanější, jak je krásně vidět na příkladu Higgsova bosonu.

Co je Higgsův boson a co dělá?

Higgsův boson je částice, která je projevem tzv. Higgsova pole. Podle obecně uznávaného fyzikálního předpokladu každý druh pole "má" svoji částici a naopak. Pokud tedy objevíme částici, potvrdili jsme i existenci pole.

Higgsovo pole je důležité, protože působí na vlastnosti ostatních částic. Nedokonalou analogií řečeno je Higgsovo pole jako mlha, která prostupuje vesmír a dává věcem "bílou barvu" (hmotnost). Děje se tak přímo, bez zprostředkování bosony.

Mělo by především dát hmotnost tzv. "intermediálním vektorovým bosonům". Tyto částice sice nikdy v životě nepotkáte, ale fungují jako "nosiče" jedné ze čtyř základních fyzikálních sil, tzv. slabé síly (častěji se používá výraz slabá interakce).

Ta působí sice na vzdálenosti relevantní maximálně tak v rozměrech jádra atomů, ale vesmír by bez ní nefungoval tak, jak funguje (vládne třeba beta-rozpad atomových jader). Možná se s ní blíže seznámíme, pokud zvládneme výrobu energie jadernou fúzí. Tento proces probíhá v režii slabé síly.

Kardinální podíl na objevu mají vědci pracující na dvou detektorech na urychlovači LHC (jsou to ATLAS a CMS), které částici zachytili. Těch je ovšem celkem zhruba šest tisíc. A udělení takovému kolektivu si v případě vědeckých Nobelových cen nedokáže nikdo představit.

Mnohem spíše by tak cena mohla připadnout teoretikům, kteří vytvořili pověstný boson ve svých představách. Poprvé to bylo v 60. letech, a to v několika po sobě rychle následujících článcích, uveřejněných během druhé poloviny roku 1964 (v časopisech Physical Review Letters a Physics Letters).

Pod jednou studií byli podepsáni Francois Englert a Robert Brout, pod další Peter Higgs a své želízko ohni mají také Gerald Guralnik, Carl Hagen a Tom Kibble. Všichni jsou v podstatě ve hře, jedinou smutnou výjimkou je Robert Brout, který vloni zemřel.

Existence Higgsova pole (tehdy tak nenazývaného) a bosonu všem vyplynula z nového řešení jednoho staršího problému. Ale ani jednoho z autorů nenapadlo, že by tak zároveň mohli vyřešit otázku hmotnosti některých částic (konkrétně otázku hmotnosti intermediálních vektorových bosonů slabých interakcí). "Je záhadou, proč si to nikdo z nás nedal dohromady už v roce 1964," řekl nedávno časopisu Science jeden z autorů prvních prací, Tom Kibble.

Nutnou syntézu provedl až v roce 1967 teoretik Steven Weinberg a o rok později pákistánský teoretik Abdus Salam. Ti pochopili, že zmíněné práce obsahují nedoceněný myšlenkový klenot. Oba excelentní vědci také uznávané ocenění po zásluze už obdrželi. Bylo to v roce 1979, kdy si ještě se Sheldonem Glashowem odnesli cenu za práci, která vedla k odhalení společné podstaty dvou základních fyzikálních sil, elektromagnetické a tzv. slabé síly. Jeden z důležitých dílků jimi vytvořené "skládanky" bylo právě i Higgsovo pole.

Aby situace nebyla tak jednoduchá, autoři prvních prací z roku 1964 Higgsovo pole a potažmo i boson zmiňovali v různé míře a s různým množstvím detailů. Například Higgs jako jediný zmiňuje existenci samotného bosonu, Guralnik, Hagen a Kibble uvádějí nejvíce podrobností a Engelrt a Brout byli jednoduše první.

Takto komplikovaná situace by mohla nahrávat i kritikům, kteří si myslí, že by se za Higgsův boson vůbec cena udělovat neměla. Pro prestižní časopis Science zapochyboval nedávno o zásluhách objevitelů třeba americký fyzik Michael Peskin z SLAC National Accelerator Laboratory, kterému není jasné, co udělali autoři nápadu tak "netriviálního", že to nemohl udělat někdo jiný. Jinými slovy se ptá: co může být na nějakém nápadu tak geniálního, když na něj přijde tolik lidí najednou?

Možností je tedy mnoho, ale český fyzik Jiří Chýla z Fyzikálního ústavu Akademie věd s námitkami nesouhlasí a tvrdí, že situace má jasné řešení: "Nobelovu cenu dostanou Higgs a Engelrt," odhaduje.

Uvidíme, jestli takový názor nakonec převáží. Skutečně totiž lze říci, že první autoři přehlédli plný význam svého nápadu. Do konečné podoby a správného kontextu jej dovedlo až trio fyziků oceněné v roce 1979. V projevu k ceně se jeden z trojice nad průběhem událostí také podivoval. Sheldon Glashow řekl: "S Higgsem a dalšími jsem v roce 1960 mluvil mnohokrát. Opomněl jsem jim říci o svém modelu, nebo na něj prostě zapomněli?"

Možná by tedy bylo nejelegantnějším řešením nikomu cenu nedávat. Ale to předbíháme. Zatím se dá říci jen tolik, že pokud někdo dokáže vyřešit nastalou situaci ke spokojenosti většiny fyzikální obce, zaslouží si z případné Nobelovy ceny zřejmě také svůj podíl.

Bosonisté na jednom místě

Články z roku 1964, které si mohou nárokovat část zásluh na případné Nobelově ceně za objev Higgsova bosonu:

BROKEN SYMMETRIES, MASSLESS PARTICLES AND GAUGE FIELDS

Autor: HIGGS, PW

Zdroj: PHYSICS LETTERS Ročník: 12 Číslo: 2 Stránka: 132-133 DOI: 10.1016/0031-9163(64)91136-9

Rok vydání: 1964

BROKEN SYMMETRY + MASS OF GAUGE VECTOR MESONS

Autoři: ENGLERT, F; BROUT, R

Zdroj: PHYSICAL REVIEW LETTERS Ročník: 13 Číslo: 9 Stránka: 321-& DOI: 10.1103/PhysRevLett.13.321

Rok vydání: 1964

BROKEN SYMMETRIES + MASSES OF GAUGE BOSONS

Autor: HIGGS, PW

Zdroj: PHYSICAL REVIEW LETTERS Ročník: 13 Číslo: 16 Stránka: 508-& DOI: 10.1103/PhysRevLett.13.508,

Rok vydání: 1964

GLOBAL CONSERVATION LAWS + MASSLESS PARTICLES

Autoři: GURALNIK, GS HAGEN, CR KIBBLE, TWB

Zdroj: PHYSICAL REVIEW LETTERS Ročník: 13 Číslo: 20 Stránka: 585-& DOI: 10.1103/PhysRevLett.13.585

Rok vydání: 1964

  • Nejčtenější

Aerolinky ruší tisíce prázdninových letů. Pilot vysvětluje proč

Tisíce zrušených letů, mnohahodinové fronty, vyčerpaný personál ostřelovaný výpověďmi. Současné letectví je v těžké...

Kladivo na ruské dělostřelectvo. HIMARS se zapojil do bojů

Americký dělostřelecký systém HIMARS, po kterém Ukrajina volá už několik týdnů, byl konečně dopraven k bojujícím...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Microsoft kdysi vyřešil jeden problém monočlánků. Trik se však nevyužívá

Bez monočlánků a baterií se dnes už jen těžko obejdeme. Musíme však mít na paměti, že jejich životnost je omezena, u...

Stop pro letoun F-35? Švýcaři prověřují podezřelé nesrovnalosti v tendru

Úspěšné tažení letounů F-35 Evropou v roce 2021 pokračovalo ve Finsku a Švýcarsku. V alpské zemi se však nad nákupem...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Slovenské ministerstvo popřelo, že by chtělo koupit stíhačky F-35 místo F-16

Válka na Ukrajině významně rozhýbala mezinárodní obchod se zbraněmi. Mnoho zemí se najednou cítí být ohroženo tak, jak...

Nadané děti mají společné rysy. Rodiče to někdy nepoznají, říká expert Mensy

Premium Pouhá dvě promile populace – tedy jenom jeden člověk z pěti set – má IQ vyšší než 150. Zhruba každý padesátý má přes...

Cesta do Chorvatska 2022: Jak projet rozkopané Slovinsko a tankovat v Maďarsku

Premium Dobrá zpráva pro dovolenkáře mířící autem na Jadran. Cesta byla letos hladká, na nejrychlejší trase přes Vídeň, Graz...

Ekonomie hlouposti: počet hlupáků „v oběhu“ je vyšší, než si myslíte

Premium Hloupí lidé patří ekonomicky k nejnebezpečnějším. Za hloupé je třeba považovat ty, kteří škodí druhým i sobě samým. V...

  • Další z rubriky

Rex zřejmě není jediný tyranosaurus, doplnit ho může císař a královna

Od roku 1905, kdy byl formálně popsán obří teropodní dinosaurus druhu Tyrannosaurus rex, se jeho vědecké jméno (často...

Posledních osm procent lidského genomu bylo konečně rozluštěno

V roce 2003 vědci oznámili, že byl nahrubo přečten lidský genom. To znamenalo, že bylo rozluštěno 92 procent lidského...

Češi pomáhají s vylepšením kvantových počítačů

I když se může zdát, že všeobecné nasazení kvantových počítačů již může být za dveřmi, není to tak jednoduché. Vytvořit...

Zajímavý dinosaurus, na kterého se na celá desetiletí zapomnělo

V roce 1937 byly vědecky popsány dva nové rody neptačích dinosaurů. Jedním byl méně známý Jaxartosaurus aralensis z...

Kouzelná oslava Mezinárodního dne jógy na Karlově mostě
Kouzelná oslava Mezinárodního dne jógy na Karlově mostě

Pražští jogíni se 21. června poprvé připojili k ostatním jogínům, aby s nimi oslavili Mezinárodní den jógy. Oslavy se zúčastnilo 400 jogínů a sešli...

Aerolinky ruší tisíce prázdninových letů. Pilot vysvětluje proč

Tisíce zrušených letů, mnohahodinové fronty, vyčerpaný personál ostřelovaný výpověďmi. Současné letectví je v těžké...

Kladivo na ruské dělostřelectvo. HIMARS se zapojil do bojů

Americký dělostřelecký systém HIMARS, po kterém Ukrajina volá už několik týdnů, byl konečně dopraven k bojujícím...

Někde bědují nad benzinem, jinde už hladoví. Zdražování pociťují lidé všude

To, že je všechno dražší a že pravděpodobně bude ještě o něco hůř, se rozhodně netýká jen Česka. Britský deník The...

Tradiční hluboká orba vadí Bruselu. Čeští farmáři mohou přijít o peníze

Premium Jarní ječmen, který se používá v pivovarnictví a sladařství, ztratí kvalitu. Česká pole už nebudou jako dřív a farmáře...

Proč dřív lidé vypadali na fotce starší. Rychleji se stárnulo, nebo je to klam?

Premium Tak schválně, udělejte si čas a zalistujte rodinnými alby. Podívejte se na svoje rodiče, prarodiče, praprarodiče. A...