Vědci zřejmě skutečně objevili Higgsův boson

Aktuality

zdroj: archiv Metropolu

Ženeva | Vědci z Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) dnes oznámili, že nové pokusy na subatomární částici objevené loni v červenci stále více prokazují, že by se mohlo jednat o takzvaný...

Higgsův boson. Následující text, zpracovaný podle agentury Reuters a serveru BBC, je odpovědí na několik zásadních otázek.

Co je Higgsův boson?

    Higgsův boson je posledním chybějícím článkem v takzvaném základním modelu částicové fyziky, který popisuje základní stavební kameny vesmíru. Ostatních 11 částic, které model předpokládá, již bylo nalezeno. Objev Higgsova bosonu by tak potvrdil platnost celého modelu. Pokud by nebyl nalezen, museli by vědci přehodnotit současné teorie o vzniku vesmíru.
    Vědci jsou přesvědčeni, že v první biliontině sekundy po velkém třesku byl vesmír obrovskou směsicí částic bez hmotnosti, které létaly rychlostí světla. Až interakcí s Higgsovým polem získaly hmotnost a nakonec utvořily vesmír, jak ho známe.
    Higgsovo pole je zatím teoretické a neviditelné energetické pole, které proniká celým vesmírem. Některé částice, jako třeba fotony, které vytvářejí světlo, pole neovlivňuje, a proto nemají žádnou hmotnost. Další částice ale pole přitahuje a hmotnost jim dodává.
    Lze si to názorně představit i na příkladu s celebritou. Například George Clooney (částice) jde po ulici a okolo něj je skupina fotografů (Higgsovo pole), kteří mu dodávají váhu (hmotnost). Průměrný člověk na té samé ulici (foton) se ale terčem pozornosti fotografů nestane, a tak prostě pokračuje v cestě. Higgsův boson je v tomto přirovnání oční řasou jednoho z fotografů.
    Existenci částice, které se pro její význam někdy také přezdívá "božská", předpověděl v roce 1964 britský fyzik Peter Higgs. Teorii pak rozpracoval s pěticí spolupracovníků. Vážně se po ní začalo pátrat v 80. letech minulého století v urychlovači částic poblíž amerického Chicaga, později pak v podobném zařízení v Evropské organizaci pro jaderný výzkum. Od roku 2010 se výzkumy uskutečňují ve velkém hadronovém urychlovači pod pohořím Jura na švýcarsko-francouzské hranici. První velký pokrok při pátrání po bosonu se vědcům povedl koncem roku 2011, když zúžili energetické pásmo, ve kterém je podle nich třeba tuto hypotetickou subatomární částici hledat. Novou subatomární částici, která by mohla být Higgsovým bosonem, objevili vědci v létě loňského roku. Pro potvrzení výsledků experimentu bylo ale nutné provést ještě další pokusy, nebylo totiž vyloučeno, že se při experimentu namísto Higgsova bosonu podařilo objevit jinou, mnohem exotičtější částici.

Co je velký hadronový urychlovač (LHC)?

    LHC, postavený za zhruba pět miliard švýcarských franků (asi 104 miliard Kč), je největší urychlovač částic na světě. Vědcům pomáhá simulovat podmínky podobné těm, jaké existovaly těsně po vzniku vesmíru.
    Hlavní součástí urychlovače je 27 kilometrů dlouhý kruhový tunel umístěný 50 až 175 metrů pod zemí, kterým probíhá potrubí v délce 26.659 metrů. Tok částic v potrubí je řízen a urychlován soustavou přibližně 9600 magnetů různých druhů a vlastností. Aby elektromagnety vytvořily dostatečně silné magnetické pole, musí být ochlazovány na teplotu -271,3 stupňů Celsia.
    Zařízení umožňuje proti sobě v téměř naprostém vakuu rychlostí rovnající se 99,9999991 procenta rychlosti světla vyslat dva paprsky subatomárních částic (protonů či iontů), při jejichž střetu vznikne sprška nových částic, které jsou předmětem výzkumu. Informace o vlastnostech částic vzniklých při střetu sleduje několik detektorů.

Jak se pozná, že se skutečně podařilo objevit a dokázat Higgsův boson?

    Vědci při pátrání po bosonu zkoumali různé energetické hladiny, v nichž by se částice mohla objevit. Při experimentu našli "peaky" (špičky, vrcholky) na energetickém spektru v hladině okolo 125 a 126 gigaelektronvoltů (GeV). Tyto vrcholky podle nich ukazují na novou subatomární částici, asi 133krát těžší než proton.
    Získaný výsledek je těsně pod úrovní 5 sigma, kterou částicoví fyzikové považují za hranici, při níž je možné mluvit o objevu. Úroveň 5 sigma ukazuje pravděpodobnost náhodné fluktuace pozadí, tedy chyby, v poměru jedna ku 3,5 milionu. Proto mohli vědci s poměrnou jistotou oznámit nalezení nové částice.
    Dosavadní výsledky pokusů podle vědců stále více prokazují, že by se mohlo o Higgsův boson opravdu jednat.

zdroj: www.ctk.cz

Tématické zařazení:

» Aktuality

» Zajímavosti