Věda v Big Bang Theory: Sheldon se učí na špatném příkladu

  9:00aktualizováno  9:00
Čas od času se nelze opakování vyhnout. A to je případ i dnešní "sborky a rozborky" z Big Bang Theory. Řeč totiž bude o slavném Higgsově bosonu. Také o tom, proč Sheldon není Peter Higgs a že odmítnutí fyzikálním pracím někdy svědčí.

Až budete číst tyto řádky, jejich autor do sebe bude nasávat atmosféru místa, kde se velká část popsaného příběhu odehrála. Měl by (snad úspěšně, i když kdo ví) mít za sebou exkurzi do 27 kilometrů dlouhého tunelu pod Ženevou, ve kterém v této chvíli prochází generální opravou urychlovač LHC.

Kdy se dívat?

Všechny díly, ze kterých jsou naše ukázky, budou k vidění na stanici Prima Cool.

Na třetí díl VI. série se můžete v premiéře podívat 28. května ve 21:20 (v českém znění). V anglickém znění s titulky ho můžete sledovat 29. května od 1:25 v noci.

Tento největší experiment v historii vědy vznikl z různých dobrých důvodů, ale vysoko mezi nimi se vyjímalo i hledání částice, která (a to nejen kvůli novinářům) získala přezdívku "božská".

Jde o boson, pro který se vžil název Higgsův. Částice sama o sobě je to v podstatě darebná, protože se prakticky okamžitě rozpadá a nikdy z ní zřejmě žádný užitek nebude, ale pro fyziky by její existence mohla být prubířským kamenem. Má dokázat, které teorie jsou pravdivé a které ne. Podoba Higgsova bosonu by měla pomoci určit, kterým směrem se mají vydat odborníci dále, aby odstranili mezery, které v dnešních fyzikálních teoriích jsou (především sjednocení představ o částicové fyzice a kvantové mechanice). Více najdete v našich článcích: například tady, tady, tady, nebo tady.

Bez něj by to nevycházelo

Zjednodušeně se říká, že Higgsův boson je částice, která je projevem tzv. Higgsova pole, a tedy důkazem jeho existence. Higgsovo pole by mělo umožňovat některým částicím (například elektronům), aby vůbec měly hmotnost.

Z hlediska fyziků je však jeho důležitost daná především matematicky. Higgsův boson hraje ve Standardním modelu elementárních částic důležitou roli tím, že jeho interakce s ostatními částicemi, (např. elektrony, ale především tzv. intermediálními vektorovými bosony) zajišťuje, že tato teorie je matematicky i fyzikálně konzistentní. Tedy že dává smysluplné předpovědi. "Bez něj by tomu tak nebylo a pro některé procesy by teorie předpovídala nesmysly, jako například, že pravděpodobnost nějakého procesu je větší než jedna nebo dokonce nekonečno," říká fyzik Jiří Chýla. Bez "higgse" by to prostě nevycházelo.

Zatím ne zcela potvrzený, ale dnes už prakticky jistý objev této částice v loňském roce byl fyzikální událostí posledních let. A Sheldon má v ukázce nejspíše pravdu, že "higgs" bude oceněn Nobelovou cenou.

My už jsme se na Technetu zabývali otázkou, kdo by mohl cenu dostat. Ve hře jsou hlavy fyzikálních týmů na urychlovači LHC, které boson objevily. Jejich naděje kazí jen to, že Nobelova cena vznikla přece jen v jiné době, a v jejím rámci je těžké ocenit velké vědecké týmy. A proč by ji měli dostat dva, tři lidé na vrcholu pyramidy, když se na práci podílelo několik tisíc chytrých hlav?

Možná je tak případnější, aby cena připadla teoretikům: koneckonců právě předpověď existence jedné nepolapitelné částice půl století před jejím objevem je to, co na této historii vzbuzuje největší úžas.

Jenže ani tady není situace vůbec jednoduchá. Představa o existenci Higgsova bosonu (tehdy se mu tak neříkalo) se vynořila v několika článcích uveřejněných v relativně rychlém sledu během druhé poloviny roku 1964 (v časopisech Physical Review Letters a Physics Letters). Peter Higgs byl autorem jen jednoho z nich a nedá se říci, že by byl jediný, kdo měl o částici a jejím postavení ve fyzice správnou představu (na druhou stranu ji jediný explicitně zmínil). Z "konkurence" se nejčastěji vyzdvihuje přínos Francoise Englerta a Roberta Brouta (ten už je bohužel po smrti).

Proč "božská"?

Výraz "božská částice", který se pro Higgsův boson vžil hlavně v médiích, s náboženstvím nesouvisí. Jde samozřejmě pouze o "marketingový termín". Poprvé ho použil zřejmě fyzik Leon Lederman (mimo jiné nositel Nobelovy ceny) v titulu své knihy "Božská částice: Když je vesmír odpověď, tak jaká je otázka?" (The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?). Lederman prý chtěl použít výraz "Goddamn particle", tedy zatracená částice, místo "God particle" (božská částice), ale nakladatelství ho od toho odradilo. Vědci samotní výraz mezi sebou nepoužívají, ale při vysvětlování výzkumu někteří fyzici tento výraz opráší.

Higgs nebyl dokonce ani první, předběhli ho právě dva zmínění. A jak říká Sheldon v ukázce, bylo to skutečně proto, že jeho práce byla odmítnuta a on ji musel poslat do jiného časopisu, kde byla přijata (laik by si pomalu  nevšiml: odmítli ji ve Physics Letters, přijali ve Physical Review Letters.)

Ale než byl celý proces u konce, vědec, který ji před vydáním kontroloval, upozornil na v mezidobí vydanou práci Brouta a Englerta. Higgs na ni doplnil odkaz a přidal i na konec klíčovou větu, ve které předvídá existenci částice, dnes nazývané Higgsův boson. "Jak je vidět, všechno zlé je k něčemu dobré," říká fyzik Jiří Chýla.

Higgs byl díky doplněné větě jediný, kdo tuto částici zmínil, ale co je z hlediska rozdělování zásluh horší, ani on nepředpověděl její dnešní důležitost pro fyziku.  Všem autorům šlo v roce 1964 o jiný problém a ani jednoho nenapadlo, že by mohli vzít dvě mouchy jednou ranou. Dnes už sami neví, proč je to nenapadlo. "Je to záhada," řekl nedávno časopisu Science jeden z autorů prvních prací, Tom Kibble.

Faktem je, že tento další krok byl proveden v roce 1967 slavným teoretikem Stevenem Weinbergem a nezávisle o rok později ještě Pákistáncem Abdusem Salamem.

Jejich přínos ovšem představoval jen odhalení významu Higgsova bosonu a v roce 1979 dostali Nobelovu cenu za předpověď tzv. "neutrálních proudů" a práci na sjednocení dvou základních fyzikálních sil, elektromagnetické a tzv. slabé síly do síly jediné.

Kdo si tady dělá reklamu?

Ve zvolené ukázce se ovšem objeví i zmínka o tom, že Peter Higgs je zdatný propagátor vlastní práce (Sheldon použije výraz "self-publicist"). Tu ovšem musíme na základě dosavadních údajů připsat žlučovité náladě fiktivního geniálního fyzika, spíše než v ní hledat obraz Petera Higgse samotného. Není o tom jednoduše dost důkazů.

Nebuďte jako Penny

Když se v seriálu Teorie velkého třesku mluví o vědě, s námi víte, která bije.

Ve spolupráci s televizi Prima COOL vám přinášíme upoutávky na nejnovější řadu populárního amerického sitcomu The Big Bang Theory (Teorie velkého třesku). V každé epizodě jsme pro vás vybrali jednu zajímavost z vědy, nebo techniky a rozebrali ji jako skoro jako Sheldon Cooper... Bazinga! Přece jen, neomylnému géniovi samozřejmě konkurovat nemůžeme.

V případě 1. dílu VI. série jsme si pro vás vybrali popis antropického principu.

U 2. dílu jsme od fyzika zabrousili k biologii a věnovali homeostázi.

Vlastně se zdá, že empirické důkazy dokládají pravý opak. Název Higgsův boson není Higgsovým dílem. Britský fyzik se ve veřejných prohlášeních projevuje jako zdrženlivý a skromný člověk. I podle svědectví českých fyziků, kteří se s ním setkali, vyniká především svým velmi milým, přátelským a skromným chováním. Je to údajně přesný opak postavy Sheldona a v tom je možná tajemství jeho úspěchu a všeobecné obliby.

Ukázal to i při loňském oznámení objevu Higgsova bosonu, kdy se rozplakal a rozhodně nepůsobil dojmem sebevědomého triumfátora. Pro Guardian později řekl, že ho přemohla atmosféra: "Nebylo to jako na vědeckém semináři, ale jako na fotbalovém zápase, který vyhraje domácí tým, a hrozně na mě zapůsobilo, že jsem byl při tom. Zareagoval jsem na emoce kolem, na ten pocit, že už to tu konečně je."

Ani na "své" Nobelově ceně zatím alespoň na pohled nijak usilovně nepracuje. Dokonce se mu údajně ulevilo, že Nobelova komise v loňském roce za objev Higgsova bosonu cenu neudělila: "Ulevilo se mi, protože od začátku července mě neustále někdo žádal, jestli bych nemohl udělat to či ono, takže jsem byl rád, že mi do kalendáře nepřibylo ještě tohle, a proto jsem o tom mluvil jako o úlevě," řekl znovu Guardianu.

Jeho lidské vlastnosti jsou zřejmě jeho velkou devízou. Proti ostatním "konkurentům" v teoretickém boji o Higgsův boson není jeho přínos tak velký, aby částice musela nést zrovna jeho jméno. Napsal "jen" několik důležitých článků, jiní ze jmenovaných fyziků byli podstatně plodnější. Ale pokud je lidskost Higgsovo "kouzlo", Sheldon by se měl poučit spíše jinde.

Opakování pro zapřísáhlé bosonisty

Toto je seznam článku 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, 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, 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, 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, 1964

Mohlo by vás zajímat: Černobyl

Černobylská havárie se stala 26. dubna 1986 v černobylské jaderné elektrárně na Ukrajině (tehdy část Sovětského svazu). Vzpomínka na tragédii v těchto dnech oživila televizní minisérie Černobyl.

Téma Černobyl v článcích Technet.cz:
Brzda místo plynu a plyn místo brzdy. To byl Černobyl
Havárie neskončí před rokem 2065. Černobyl polyká tuny vody a miliardy eur
Výbuch roztavil beton a tisícitunový poklop létal vzduchem. Černobyl 1986

Nejčtenější

Scéna jako z hororu. Na střeše mrakodrapu vrtule rozsekala cestující

Havárie vrtulníku N619PA na střeše budovy PAN AM 16.5. 1977

Části zdeformované vrtule se do ulic New Yorku řítily jako smrtící neřízené projektily. Vrtulník společnosti New York...

Třímachový zabiják letadlových lodí Suchoj T-4 byl velkým žroutem rublů

Suchoj T-4

Historie letectví se pozoruhodnými stroji jenom hemží. Jedním takovým byl i sovětský bombardér Suchoj T-4. Vznikl pouze...

Osudový omyl. První a poslední přistání proudového letadla v Olomouci

MiG-21F trupového čísla 0618 s nímž v Olomouci tragicky havaroval kadet Omran...

Bylo mu 23 let, když se u Přerova učil létat na vysoce výkonném letounu Mig-21F. Podcenil však zadání úkolu a při...

Kilogram má novou definici. Jeho fyzická podoba ztratila 50 mikrogramů

Kopie originálu kilogram z Paříže v americké laboratoři Sandia. Podobné vzory

Od 20. května začala platit nová definice kilogramu. Ta již nebude mít fyzickou podobu, ale bude odvozená od pevné...

Jarní aktualizace Windows 10 je ke stažení. Microsoft se moc nepředvedl

Světlý motiv v jarní verzi Windows 10  2019

Microsoft uvolnil ke stažení velkou jarní aktualizaci Windows 10. Nečekejte však žádné velké změny. Většina se odehrála...

Další z rubriky

Ryby vidí tmu jinak. Český objev z hloubi moří se dostane do učebnic

Beztrnovka stříbřitá má na poměry hlubokomořských tvorů poměrně nenápadný...

Bioložka Zuzana Musilová z Přírodovědecké fakulty se s kolegy „potopila“ do oblasti, která je Čechům obvykle vzdálená:...

Co jste si nemohli vykoledovat. Které dinosauří vejce bylo největší?

Obří zkamenělá vejce oviraptorosaurních teropodů spadající pod oorod...

Velikonoce už jsou za námi, pojďme se ještě vrátit k jejich hlavnímu symbolu a představit si největší dinosauří vejce...

Nový tyranosauroid dostal jméno po kojotovi

Suskityrannus byl po dlouhá léta označován za blíže neidentifikovatelného...

Nově zařazený tyranosauroid byl předchůdce slavného T. rexe, ale do jeho velikosti měl daleko. Dlouho se přitom...

Najdete na iDNES.cz