Urychlovač LHC dosáhl hranic nové fyziky. A zatím žijeme

  12:55aktualizováno  12:55
Největší vědecký experiment světa, urychlovač LHC, překonal rekordní hodnotu energie srážek, které v něm probíhají. Měl by tedy být připravený k zahájení skutečné vědecké práce už v příštích dnech.

Jedeme naplno, jako na vědomí dávala budova návštěvnického centra ve středisku CERN. | foto: Lubomír Heger

Kdo se obával, že urychlovač LHC by mohl vytvořit černou díru dost velkou na to, aby zničila Zemi, může si po uplynulém týdnu oddechnout. V noci na čtvrtek 21. května urychlovač v evropském středisku CERN poprvé po šesti letech od svého spuštění dosáhl výkonu blízkému tomu, na který byl naplánován. A pořád jsme tu.

Záběry z řídícího stanoviště LHC během průběhu prvního svazku na Květnou neděli...

Záběry z řídícího stanoviště LHC během průběhu prvního svazku na Květnou neděli 2015.

Co přesně se stalo? V LHC se poprvé srazily částice s energií až 13 teraelektronvoltů (TeV), tedy jen kousek pod plánovanými 14 TeV. (Jednotka TeV se používá k určení energie částic, ale pro jiné účely je příliš malá.) Je to téměř dvojnásobek dosavadních pracovních výkonů, které byly až do přestavby probíhající v posledních dvou letech z opatrnosti omezeny zhruba na 8 TeV. Údaj je vždy součtem energií dvou částic, které jeho okruhem letí proti sobě a nakonec se střetnou, LHC tedy jednotlivé částice - konkrétně protony - urychluje každou na 6,5 TeV. 

Upgrade urychlovače měl odstranit všechna slabá místa urychlovacího okruhu. A zatím se zdá, že se to podařilo. Nejdůležitější součástí operace byla náhrada desítky tisíc vodivých spojů u supravodivých magnetů, které předtím nezvládaly proud cca 11 tisíc ampérů nutný k urychlení částic na maximální plánovaný výkon (více o opravě v naší starší zprávě). Došlo i k dalším úpravám, které zvyšují počet srážek probíhajících v urychlovači, takže vědci by měli za stejnou dobu měření získat více údajů. Proběhly i další úpravy, jejich seznam najdete ve vyčerpávajícím článku Vladimíra Wagnera na Osel.cz.

Urychlovač ještě není v plném provozu. Zatím je ve fázi, kdy se ověřují jeho technické parametry, a tak i energie je pod maximem. Dlouho se magnety LHC „trénovaly“ na požadované hodnoty - což probíhá přesně tak, jak slovo „trénovat“ naznačuje. Magnety se postupně zapínají na vyšší a vyšší hodnoty, až ztratí své supravodivé vlastnosti. Pak se vypnou a po „oddechu“ se celý proces opakuje, tentokrát na poněkud vyšší výkon. Proces se opakuje, dokud se nedosáhne cílových hodnot.

Na začátku dubna (přesně 5. 4.) pak hlavní svazek LHC poprvé provedl po své obvodu svazek protonů, postupně s vyššími energiemi. O měsíc později, 6. května, došlo k prvním srážkám částic. Dvacet sedm kilometrů dlouhý hlavní okruh fungoval v tu chvíli jen jako vodící dráha. Energii částicím (cca 900 GeV) dodaly menší urychlovače v areálu CERNu, které jsou propojené s LHC. Během května se energie srážek zvedaly, až kulminovaly v minulém týdnu.

Evropský urychlovač LHC se chystá na restart.

Pohled na čelo detektoru Alice na okruhu LHC

Zatím ale neprobíhala skutečná vědecká měření, hlavní slovo měli inženýři a technici. Sběr fyzikálně zajímavých dat by měl začít hned zkraje června. Analýza těchto údajů bude nějakou dobu trvat, ale pokud fyzikové v této zatím pro ně zcela neznámé oblasti objeví něco skutečně mimořádně nového a překvapivé, mohli bychom to vědět už během několika týdnů. Fyzikové svá očekávání z opatrnosti samozřejmě krotí, ale je to skutečně krok do neznáma, takže možné je cokoliv.

Sem se všichni podepište

Víte, kolik fyziků je zapotřebí k napsání jednoho článku? Od letošního května platí, že mnohem více než než příslušníků libovolné profese k zašroubování žárovky. V časopise Physical Review Letters totiž vyšel článek založený na výsledcích LHC, který bezpečně překonává všechny rekordy v počtu autorů: je jich pod ním podepsáno 5 154.

Text je založený na výsledcích dvou velkých detektorů na LHC (jsou to CMS a ATLAS), která probíhala před dvouletou odstávkou ukončenou letos na jaře a zpřesňuje hmotnost Higgsova bosonu (je to cca 125.09 GeV, s celkovou nepřesností cca 0.3 GeV). Je to důležitá, byť ne převratná práce, která velmi dobře ilustruje, jak složitý experiment LHC je a kolik lidí se na něm podílelo. A protože všichni vědci musí poskytovatelům peněz vykazovat výsledky, a těmi jsou obvykle publikace, musí být u textu uvedeni i lidé, kteří se na samotné práci nepodíleli a dělají „jen“ podpůrnou práci pro hladké fungování experimentu.

Nový článek je vytištěný na 33 stránkách, z nichž 24 obsahuje jen jména autorů a názvy institucí, kde pracují. Seznam autorů je tak obsáhlý, protože pro tuto konkrétní práci se spojily týmy obou zmiňovaných detektorů, které jinak pracují tak trochu „proti sobě“. Obvykle mají za úkol se spíše kontrolovat a poskytovat (každý trochu jiným metodami) pohled na jevy probíhající v urychlovači. Proto článek v počtu autorů výrazně překonává texty na dalších místech tohoto pofidérního žebříčku - na těch jsou totiž další články z výsledků LHC, ale protože je obvykle zveřejňovaly dohromady jen týmy na jednotlivých detektorech, mají obvykle zhruba o dva tisíce autorů méně.

Záběr sestavování detektoru CMS na urychlovači LHC. Je to jeden ze dvou

Záběr sestavování detektoru CMS na urychlovači LHC. Je to jeden ze dvou největších detektorů v tunelu pod střediskem CERN, které odvádí hlavní díl práce při hledání Higgsova bosonu

Kromě tohoto „monstrčlánku“ bylo z výsledků LHC v poslední době publikováno (či alespoň předběžně publikováno) i několik dalších zajímavých výsledků, založených také na analýze údajů z provozu před odstávkou. Neobjevilo se v nich zatím nic, co by fyzikům přesně ukázalo, kam zaměřit pozornost, až LHC začne skutečně sbírat údaje z oblasti, kam se částicová fyzika nikdy předtím nepodívala.

Obecně řečeno zatím vše souhlasí s předpověďmi nejrozšířenější teorie, tzv. Standardního modelu. Drobné odchylky se najdou (jako třeba v případě rozpadů mezonů B 0 a B s 0 na dvojici mion a antimion, kde detektor ATLAS detekoval jistý „nadbytek“ těchto podle standardních předpovědí velmi vzácných jevů), ale zatím nedošlo k žádnému dramatickému průlomu. Napětí a zvědavost fyziků před skutečným zahájením experimentů o to větší.

Nahlédněte do urychlovače LHC:

Oprava: V článku byla chybně jednotka teraelektronvolt napsána chybně (terra-). Chyba byla opravena.

Autor:

Nepřehlédněte:

Nejčtenější

Miliony uživatelů řeší problémy s Windows 10. Někomu i zrudla obrazovka

Aktualizace Windows 10

Kontrola aktualizací Windows se v poslední době Microsoftu nedaří tak, jak by měla. Nové aktualizace přinášejí řadě...

USA by mohly prohrát omezený konflikt s Čínou, soudí vědci ze Sydney

Americká ponorka USS Hawaii na manévrech RIMPAC 2018 u Havajských ostrovů

Vojenská nadřazenost Američanů v Jihočínském a Východočínském moři je věcí minulosti. Jejich ozbrojené síly jsou...

Kdy ani ochranný oblek nepomůže. Co dokáže granát nebo zákeřná motýlí puma

Podívejte se s námi k pyrotechnikům PČR

„Pokud mě uvidíte utíkat, snažte se mě předběhnout.“ Vtip, který laika pobaví, ale z pohledu pyrotechnika je otřepaný a...

Proč byli někteří dinosauři tak velcí? Měli něco, co savci ne

Jedním z evolučních důvodů gigantických rozměrů sauropodů byla pasivní obrana...

Největší suchozemští tvorové všech dob, pravěcí sauropodi, byli výrazně větší než všechna zvířata, která známe z naší...

Firma chtěla krávy bez rohů. Na zvláštní chybu přišli, než zvíře snědli

Geneticky modifikovaný organismus (v tomto případě kráva)

Americká společnost se pokusila genetickou úpravou skotu zbavit krávy bolesti a chovatele práce. Vytvořila plemeno bez...

Další z rubriky

Většinu dinosaurů jsme popsali až v novém tisíciletí, prvního před 195 lety

Nákres zubů a fragmentu spodní čelisti megalosaura, objevené roku 1797 ve...

O současnosti coby zlaté éře dinosauří paleontologie se mluví již nějaký ten rok. Je to však pravda? Skutečně prožíváme...

Firma chtěla krávy bez rohů. Na zvláštní chybu přišli, než zvíře snědli

Geneticky modifikovaný organismus (v tomto případě kráva)

Americká společnost se pokusila genetickou úpravou skotu zbavit krávy bolesti a chovatele práce. Vytvořila plemeno bez...

Proč je účinná látka extáze nadějný lék, vysvětlila psycholožka v Rozstřelu

Psycholožka Rita Kočárová v diskusním pořadu Rozstřel (22. 8. 2019)

Čeští psychologové chtějí pacientům podávat účinnou látku drogy známé jako extáze. Mělo by se tak dít pod přímým...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz