Hrají v supravodivosti významnou roli nečástice?  
Hypotetické nečástice, které se chovají, jako by neměly žádnou hmotnost, možná fungují jako lepidlo elektronů v Cooperových párech, na nichž je založena supravodivost.


Odhalíme někdy nečástice? Kredit: thargor6 / deviantart.
Odhalíme někdy nečástice? Kredit: thargor6 / deviantart.
Jako by nebylo dost všelijakých pozoruhodných částic, těch prokázaných i čistě hypotetických. Jistý uznávaný teoretický fyzik Howard Georgi z Centra pro fundamentální zákony přírody na Harvardu v roce 2007 vyrukoval s konceptem fyziky, která pochází z oblasti nízkých energií, obsahuje prvky soběpodobnosti (jevy jsou podobné bez ohledu na škálu velikosti, tj. škálová invariance, anglicky scale invariant) a nelze na ni napasovat částice, jak je zná Standardní model částicové fyziky.



Georgi využívá rozvernou předložku staroanglického původu a mluví o „unparticle physics“. Pokud jde o češtinu, po konzultaci s Kamilou Žáčkovou z Ústavu anglistiky JU doporučujeme zachovat hravost anglického výrazu a používat nečástice, tedy nečásticovou fyziku, podobně jako jsou nemrtví (undead). V češtině se to ostatně už takhle objevilo v roce 2007.

Adolfo Grushin. Kredit: Max Planck Institute.
Adolfo Grushin. Kredit: Max Planck Institute.


Pokud lze soudit z objemu ostře sledovaných vědeckých novinek a webových stránek, tak nečástice zatím moc velkou díru do světa neudělaly. Teď se ale v časopisu New Journal of Physics objevila zajímavá studie, která se odvolává na nečástice v souvislosti se stále dost záhadnou supravodivostí. Jejími autory jsou fyzici James LeBlanc a Adolfo Grushin z Max Planck Institutu fyziky komplexních systémů v německých Drážďanech.



Podle Grushina je důkladné porozumění všem formám supravodivosti jedním z vytoužených svatých grálů moderní fyziky. Proto se teď na supravodivosti intenzivně bádá a objevují se různé podivuhodné hypotézy, které vysvětlují pozorované chování supravodivých materiálů. LeBlanc s Grushinem navrhují, že by v supravodivosti mohly hrát klíčovou roli právě výše zmíněné nečástice. Nikdo sice ještě nečástice nenašel, ale pokud by se ukázalo, že mají co do činění se supravodivostí, tak to mohlo přispět k potvrzení jejich existence.

Howard Georgi. Kredit: Harvard University.
Howard Georgi. Kredit: Harvard University.


Teorie supravodivosti je na první pohled docela jednoduchá. Vtip je v tom, že supravodivé chování zařizují takzvané Cooperovy páry, dvojice elektronů, které drží pohromadě. V některých supravodivých materiálech jsou Cooperovy páry elektronů k sobě zřejmě kvantově vázány prostřednictvím fononů, kvazičástic vznikajících v důsledku kmitů krystalové mřížky. V některých jiných případech prý ale není úplně jasné, co vlastně drží Cooperovy páry pohromadě. Podle LeBlanca a Grushina by takovým „lepidlem“ supravodivosti mohly být právě nečástice.



Jak už samotné jméno nečástic napovídá, nechovají se tak úplně jako částice. Částice vždy mají nějakou hmotnost, který může být i nulová jako v případě fotonů, a tato hmotnost se nemění. Co se mění, je energie a hybnost částic. U nečástic by se oproti tomu měla měnit hmotnost společně s energií a hybností. Nečástice jsou vlastně souborem hmotných částic, které se dohromady chovají jako soběpodobné, tedy škálově invariantní a tváří se, jako by neměly žádnou hmotnost.

Cooperův pár elektronů. Kredit: R. Nave, HyperPhysics / Georgia State University.
Cooperův pár elektronů. Kredit: R. Nave, HyperPhysics / Georgia State University.


Pokud nečástice existují a vyskytují se v supravodivých materiálech, tak podle autorů studie fungují jako lepidlo, které lepí dohromady jinak normální elektrony v Cooperových párech. LeBlanc a Grushin se také domnívají, že supravodivost zprostředkovaná nečásticemi může být velmi odlišná od fononové supravodivosti.



Nečástice jsou zatím zcela hypotetické. Vědci po nich teď hodlají pátrat v experimentech na Velkém hadronovém srážeči LHC. Nebudou to ale mít zrovna snadné. Nečástice se chovají, jako by neměly žádnou hustotu a je tudíž velice těžké je pozorovat přímo. Badatelé se budou snažit vysledovat jejich přítomnost z chování snadněji pozorovatelných částic. Pokud by se jim podařilo objevit známky existence nečástic, tak to výrazně ovlivní výzkum supravodivosti a pochopitelně i samotných nečástic.





Literatura
PhysOrg 7. 4. 2015, New Journal of Physics 17: 033039 (2015), Physical Review Letters 98: 221601 (2007), Wikipedia (Unparticle Physics)

Datum: 09.04.2015 17:05
Tisk článku


Diskuze:

Nečástice

Pavel Kohout,2015-04-14 00:41:14

Ten název nečástice se mi moc líbí... :D Trochu jako název nečíslo, které vymyslel jeden můj kamarád, když mu nějaký program vracel "not a number" :D

Odpovědět

nehmotné nečástice nehrají neroli v neslepených ne

Josef Hrncirik,2015-04-11 09:44:04

párech nesupravodivých neelektronů až do nečekaného zkratu.

Odpovědět

Zajímavé

J Kasom,2015-04-10 03:16:36

Po dlouhé době skutečně originální přístup.Přestože jsem skeptický, autorům přeji aby z toho něco bylo.

Odpovědět

konecne krasny edukativni clanek

Mudrjaroslav Sysel,2015-04-10 01:42:21

Bravo hlasite tleskam

vynikajici clanek. Piste vic takovych clanku, nikdy jich neni dost. A pryc s temi nabozenskymi bludy!!

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace