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.

Témata: CERN, LHC

Nejčtenější

Na Měsíci je život. Pochází ze Země, zanesla jej tam izraelská havárie

Na Měsíci je nyní tisíce želvušek (Milnesium tardigradum), které přežijí...

Člověk na Měsíc nevkročil od roku 1972. Přesto lze říci, že na něm je pozemský život. Izraelská sonda Berešit totiž na...

Co zabilo turisty v Tatrách? Výboj, který urazí miliony metrů za sekundu

Ilustrační snímek

Pět lidí zemřelo a tři desítky jsou zraněny. To vše dokázal způsobit „jen obyčejný“ blesk. Změny, které jsou potřeba...

Na prahu objevu. Hledali středověký příkop, narazili na neznámé podzemí

Nejen na svatého Jiří vylézají hadi a štíři. Na snímku odhalený průhled do...

Mohla to být jen zavezená díra nebo bezcenné zbytky pobořeného zdiva. Na místě georadarem nalezené anomálie se však...

První test v ČR: Sennheiser Ambeo je soundbar z kategorie zázraků

Sennheiser Ambeo

Třináct reproduktorů, třináct zesilovačů, roky vývoje algoritmů a obvodů pro zpracování prostorového zvuku, reprodukce...

Silnice budoucnosti se stává minulostí. Proč solární projekt neuspěl

Solární silnice u obce Tourouvre-au-Perche v Normandii

Nejdelší úsek silnice osázené fotovoltaikou na světě, který se nachází ve Francii, má po pár letech provozu problémy....

Další z rubriky

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...

Extáze, tedy MDMA, je bezpečnější než alkohol, řekla 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...

Pentagon má novou hračku, laser vás pozná na dvě stě metrů podle srdce

Ilustrační snímek

Americká armáda bude brzy mít novou metodu identifikace lidí. K určení totožnosti už nebude potřeba otisk prstu či...

Najdete na iDNES.cz