Zřejmě máme Higgsův boson, oznámili opatrně vědci. Ale sami už slaví

  9:21aktualizováno  9:21
Vědci z Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) objevili novou subatomární částici. Nemáme absolutní jistotu, ale téměř určitě jde o Higgsův boson, tedy částici, která by podle vědců měla vysvětlovat, jak získaly jiné částice hmotnost.

Záznam jedné srážky na urychlovači LHC, jak ji zachytil částicový detektor (konkrétně experiment CMS). Na začátku srážky byly dva proti sobě letící protony s velkou energií. Přes několik mezistupňů z nich jedním mohl být i Higgsův boson, nakonec vznikly čtyři miony (červené čáry). To jsou částice s elektrickým nábojem a vysokou energií, které se díky tomu dobře detekují. | foto: CMS (CERN)

Při pohledu zvenčí by se mohlo zdát, že ve středisku CERN panuje poněkud rozpolcená nálada. Dnes totiž proběhlo oficiální představení letošních výsledků hlavního výzkumného programu urychlovače LHC, pátrání po takzvaném Higgsově bosonu. Závěr dnešních přednášek je na pohled poněkud rozpačitý: Podařilo se najít novou částici. Odpovídá popisu Higgsova bosonu, ale nevíme, jestli to je on, píše se v podstatě v tiskovém prohlášení střediska CERN.

Co je Higgsův boson a co dělá?

Jednoduše řečeno je Higgsův boson částice, která je projevem tzv. Higgsova pole a zprostředkovává působení tohoto pole s okolím. Bez její existence by se Higgsovo pole nijak neprojevovalo.

Přitom podle teorie by Higgsovo pole mělo umožňovat některým částicím, aby vůbec měly hmotnost. Týká se to jen některých částic, například elektronů.

Z hlediska fyziků je ještě důležitější, že Higgsovo pole by mělo dát hmotnost tzv. "intermediálním vektorovým bosonům". Tyhle 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).

S tou se v životě také osobně mockrát nesetkáte, protože působí na vzdálenosti relevantní maximálně tak v rozměrech jádra atomů. Ale rozhodně existuje a vesmír by bez ní nefungoval tak, jak funguje. Možná se s ní jednou blíže seznámíme, pokud zvládneme výrobu energie jadernou fúzí. Tomuto procesu vládne slabá síla.

Ale ve skutečnosti převládá jediné - radost. Rolf-Dieter Heuer, generální ředitel CERN, po ukončení prezentací řekl: "Já bych řekl, že ho máme. Co myslíte vy?" zeptal se nabitého auditoria ve středisku CERN a odpovědí mu byl bouřlivý potlesk. Závěr je tak jasný: i když nemáme naprostou jistotu, v podstatě můžeme dnešní den považovat za den objevu Higgsova bosonu, částice, které se dostalo i pochybné přezdívky "božská".

Tohle bude zajímavé

Co přesně vědci oznámili? Výsledky ze dvou různých detektorů částic na LHC ukazují existenci s vysokou pravděpodobností (hodnota standardní odchylky je kolem 5 sigma) nové částice, kterou nikdo předtím nepozoroval. Vědci nemají úplnou jistotu, ale čísla říkají, že s velmi velkou pravděpodobností (1 : 1 744 278) pozorování není náhoda, ale skutečně důkaz existence nového bosonu. K tomu statistickému oznamování objevu se musí vědci uchýlit i proto, že nedokáží zachytit a "změřit" samotnou neznámou částici, ale jenom stopy jejího rozpadu.

Je třeba varovat, že v dějinách fyziky už byly zaznamenány případy, že i silnější "anomálie" se ukázaly být nakonec jenom přeludem. Zdánlivě potvrzený objev musel být znovu "zrušen" (například v případě pentakvarků). Ale v tomto případě je takový vývoj nepravděpodobný, protože pozorování se potvrdilo nezávisle na sobě na dvou zařízeních, detektorech CMS a ATLAS. Ty jsou zcela oddělené, i když mají společný zdroj částic, tj. LHC.

Hmotnost nové částice je zhruba 126 gigaelektronvoltů, je tedy asi 130krát těžší než proton a má zhruba hmotnost zhruba dvou atomů mědi. "Máme štěstí, že Higgsův boson má tuto hmotnost," řekla při prezentaci šéfka detektoru ATLAS Fabiola Gianottiová a dodala: "Děkuji, přírodo". Takovýto boson totiž dokážou experimentální fyzici poměrně dobře měřit a (byť jen nepřímo) sledovat. Začíná nové období ve fyzice: teď už nepůjde o hledání Higgsova bosonu, ale pátrání po jeho vlastnostech.

Fyziku proto patrně čeká v nejbližší době velmi rušná a zajímavá doba. Teoretické práce napovídají, že zatím základní fyzikální teorie částicové fyziky, tzv. standardní model, pozorování bosonu o této hmotnosti nemusí úplně vysvětlovat. Nová částice se tedy dost možná pohybuje za mantinely standardního modelu. Brzy by tak mohly vystoupat akcie fyzikálních teorií, které byly zatím považovány spíše za exotické teoretické modely, jako je například takzvaná teorie supersymetrie a další.

Na druhou stranu, standardní model (SM) rozhodně zatím neutrpěl žádnou porážku. Odchylka pozorované částice od předpovědi SM není nijak veliká a může to být jen náhoda. Vhodných srážek bylo zatím pozorováno jen velmi málo (v řádu desítkek), takže jsou na místě pochybnosti a je možné, že Higgsův boson se nakonec do standardního modelu vejde. Jasněji by mělo být poměrně brzy, LHC by měl během zbytku roku nasbírat ještě dvakrát víc údajů než během prvních šesti měsíců (protože v zimě nefunguje) a my tak získat o částici přesnější představu.

Jak se to povedlo tak rychle?

Objev přišel opravdu rychle. Na konci minulého roku z evropského střediska atomového výzkumu CERN zaznělo, že objevili náznaky existence Higgsova bosonu. V tu chvíli ovšem neměli dost údajů, aby mohli vyvrátit roli náhody.

V letošním roce ovšem LHC pracoval sice opatrně, ale i tak na rekordní výkon. A protože se provoz obešel bez technických problémů, podařilo se potřebné údaje nasbírat tak rychle, jak předpokládali jenom největší optimisté. Podle vedení CMS zvýšení výkonu vedlo ke zvýšení vhodných srážek o 25 až 30 procent.

Svou roli sehrálo i to, že detektory se podařilo vyladit tak, aby se jejich účinnost mírně zvýšila. Práce probíhaly do poslední možné chvíle, tedy týdenní technické odstávky LHC v červnu.

Nepřehlédněte:

Témata: CERN, LHC

Nejčtenější

Smrt přišla rychleji než zvuk. První rakety V-2 udeřily 8. září 1944

raketa V-2

Nebylo proti nim obrany a podle planých nadějí návykovými látkami „udržovaného“ vůdce třetí říše měly srazit zarputilé...

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...

Konec krádeží kol? Invoxia představila stopovací zařízení pod sedlo

Invoxia Bike Tracker

Vypadá jako obyčejná odrazka na kolo. Ukrývá však v sobě stopovací zařízení, které vás upozorní, pohne-li se vaše kolo...

Redaktor vibouch! Nevibouch! Jak to bylo v Černobylu podle Oprásků

Opráski z historje svjeta - Černobyl

Od jaderné katastrofy v Černobylu uplynulo letos třicet tři let. Kremelský režim výbuch nejprve tajil a posléze...

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...

V Jižní Americe objevili unikátního dinosaura. Běhal jen po dvou prstech

Možná rekonstrukce druhu Vespersaurus paranaensis

Vědci na základě zkameněliny z Brazílie popsali prvního dinosaura, který nosil celou svou hmotnost na jediném prstu....

Geneticky upravení kozlové planetu neovládnou, řekl vědec v Rozstřelu

Petr Svoboda z Ústavu molekulární genetiky AV ČR v diskusním pořadu Rozstřel....

Petr Svoboda z Ústavu molekulární genetiky AV ČR byl hostem pondělního Rozstřelu na téma výzkum kmenových buněk, při...

Najdete na iDNES.cz