Dramata částicové fyziky: Na urychlovačích se rýsují velké věci  
Pro milovníky nových částic, exotické fyziky a přelomových vědeckých objevů jde o jednu dobrou a jednu hodně špatnou zprávu.

 

Výrazné zelené čáry představují pár fotonů s celkovou energií 1500 GeV. Kredit: CMS / CERN.
Výrazné zelené čáry představují pár fotonů s celkovou energií 1500 GeV. Kredit: CMS / CERN.

Ve chvílích, kdy se na webu zjevuje jedna nadšená a emotivní recenze na nové Hvězdné války za druhou, je jinak ostře sledovaná částicová fyzika poněkud v pozadí dějinných událostí. Fyzici si ale podle všeho mezi těšením na ultimátní zážitek v kině našli i trochu času na své mohutné urychlovače, které si nezadají s dech beroucími technologiemi předaleké Galaxie. A nebylo to marné. Jak se zdá, i na Velkém hadronovém urychlovači se rýsují úžasná dramata, která možná brzy rozbouří celý svět vědy.

 

 

Marumi Kado. Kredit: LHC.
Marumi Kado. Kredit: LHC.


Nejprve ta dobrá, vzrušující zpráva. Oba dva experimenty, které mají na svědomí objev Higgsova bosonu z roku 2012, tedy týmy detektorů CMS a ATLAS Velkého hadronového srážeče LHC v CERN, právě zveřejnily první významnou porci výsledků od letošního opětovného spuštění vylepšeného LHC. A v těchto výsledcích mají velice předběžné, jen prchavé, ale přesto nesmírně zajímavé stopy, které svědčí o existenci nové elementární částice.

 


Zveřejněné výsledky potvrzují zvěsti, které se v posledních dnech šíří po sociálních médiích a blozích. Týmy detektorů CMS a ATLAS objevily v popelu úžasných proton‑protonových srážek neočekávaný nadbytek párů fotonů, z nichž každý nese energii kolem 750 GeV. To by mohla být stopa existence nových částic – určitě bosonů, ale ne nutně podobných Higgsovým bosonům – jejichž hmotnost by se pohybovala kolem 1500 GeV, a které by se rozpadaly právě na zmíněné páry stejně energetických fotonů. Jestli taková částice skutečně existuje, tak by byla téměř devětkrát hmotnější, než doposud nejtěžší známá elementární částice, tedy horní (up) kvark. A také dvanáctkrát hmotnější než Higgsův boson.

 

Jim Olsen. Kredit: Princeton University.
Jim Olsen. Kredit: Princeton University.


Je to skvělé, ale na bujaré oslavy je ještě brzo. Statistika pozorování dotyčných fotonů je podle všeho velice slabá. Marumi Kado z Univerzity Paříž XI, který prezentoval výsledky detektoru ATLAS, mluvil o pozorování 40 párech fotonů nad rámec předpovězený Standardním modelem. Jim Olsen z Princetonu zase prohlásil, že na detektoru CMS jich viděli dokonce jen o 10 víc, než by jich mělo být. Ani jeden z nich by se o tom za normálních okolností nezmínil, když si to ale řekli navzájem, tak s tím šli ven. Je to rozhodně zvláštní, velice podezřelé, ale stále to prý může být pouhá náhoda.

 

 

Vylepšený LHC jede na plné obrátky. Kredit: Maximilien Brice / CERN.
Vylepšený LHC jede na plné obrátky. Kredit: Maximilien Brice / CERN.


Zatím není úplně jasné, o jakou částici by mělo jít. Podle teoretického fyzika Maxima Perelsteina z Cornellovy univerzity není mezi částicemi, po nichž fyzici momentálně nejvíce pátrají v datech LHC, žádný boson s energií 1500 GeV. Prý to ale nemusí být žádná extrémní exotika. Kdyby se například ukázalo, že jde o těžší variantu Higgsova bosonu, tak by to skoro nikoho nepřekvapilo.

 


Další, rovněž velmi emotivní drama, se rýsuje v hledání supersymetrie. Tentokrát je to ale mnohem méně radostná záležitost. Pátrání po supersymetrických partnerech známých částic totiž stále vyznívá na prázdno a podle zasvěcených odborníků už prý přestává veškerá legrace. Teoretický fyzik Michael Peskin ze SLAC National Accelerator Laboratory v kalifornském Menlo Parku potvrzuje, že se teď nejvíc mluví o neúspěchu snah nalézt gluino, předpokládaného supersymetrického partnera gluonu, v oblasti do 1600 GeV. Na první pohled to možná nevypadá až tak dramaticky, Peskin se ale domnívá, že neúspěšné pátrání po gluinu posunulo supersymetrii nebezpečně blízko k bodu, ve kterém se od ní odvrátí velká část fyziků.
Vše nasvědčuje tomu, že Velký hadronový urychlovač čeká pořádně horký rok 2016. Týmy detektorů LHC očekávají mnohem více dat, ve kterých budou i nadále pátrat po osudu celého vesmíru. Můžeme čekat jásot nad objevy nových částic, i nefalšovaný zármutek a krokodýlí slzy nad ztrátou oblíbených teorií. Síla se probouzí i na LHC!



Video:  LHC Run 2: Why it Matters

 



Literatura
Nature News 15. 12. 2015.

 

Poznámka: Tématu se budeme věnovat ještě jedním, podrobnějším článkem.

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 16.12.2015
Tisk článku

Ptáci našich měst - Kapesní atlásek - Mleziva Jan Michal
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 10 Kč
cena: 8 Kč
Ptáci našich měst - Kapesní atlásek
Mleziva Jan Michal
Související články:

Objevíme celou novou rodinu tetrakvarků?     Autor: Stanislav Mihulka (11.11.2013)
Jak se vyznat v přehršli různých částic     Autor: Vladimír Wagner (31.08.2014)
Na Velkém hadronovém srážeči chytili pentakvarky     Autor: Stanislav Mihulka (14.07.2015)
Možná jsme konečně objevili exotické částice gluebally     Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2015)



Diskuze:

Oprava

Pavel A1,2015-12-16 18:03:07

Není pravda, že "Týmy detektorů CMS a ATLAS objevily v popelu úžasných proton‑protonových srážek neočekávaný nadbytek párů fotonů, z nichž každý nese energii kolem 750 GeV. To by mohla být stopa existence nových částic – určitě bosonů, ale ne nutně podobných Higgsovým bosonům – jejichž hmotnost by se pohybovala kolem 1500GeV." (Tato chyba prý byla v několika zahraničních novinách, ale v originálních materiálech není.)
Ve skutečnosti objevili přebytek párů fotonů s invariantní hmotností 750GeV, to znamená párů fotonů odpovídajících rozpadu částice s klidovou energií 750GeV. Takže ten nový boson má poloviční hmotnost, než tvrdí tento článek.

Odpovědět

top kvark

Tomáš Crhonek,2015-12-16 16:32:30

"než doposud nejtěžší známá elementární částice, tedy horní (up) kvark"

Asi byl myšlen top kvark (173GeV), nikoliv up (2.3MeV).

Odpovědět

Energie

Rudolf Svoboda,2015-12-16 15:21:01

Čím větší energie, tím víc nových částic. Otázka je, jeslti je nějaka konečná hranice

Odpovědět


Lokální maximum

Mintaka Earthian,2015-12-17 09:22:03

Konečná hranice by mohla být podobná stavu vesmíru před velkým třeskem, nebo spíše v počátku velkého třesku.

Jsou nějaké předpovědi, co bychom asi získali, kdybychom zvýšili výkon LHC o další řád, dva řády, 3, 4... ? Na přiblížení urychlených částic k rychlosti světla už jsou to jen piďihodnoty, ale vypadá to, že i tak jsou podstatné.

Zajímalo by mě, co říkají teorie o maximálním možném množství energie v nejmenší částici prostoru. Možná v něčem co by se dalo nazvat Planckova krychlička. A jestli je hmota(a její pohyb) v podstatě jen exotická forma energie, tak nejvíc by jí mohlo být v černých dírách. Co drží velikost černé díry? Proč neskončí jako jednobodová? Je to tím, že do ní částice padají z jejich pohledu, nekonečně dlouho?

Snad mé otázky z pohledu neodborníka nejsou příliš zmatené.

Odpovědět


Re: Lokální maximum

Drahomír Strouhal,2015-12-17 14:41:34

Tyhle miniaturní černé díry jen každého otravují. Já bych je všechny kvantoval.

Odpovědět


Re: Re: Lokální maximum

ota martinek,2015-12-18 17:12:10

Tam bych dal za pravdu N.H. taky jsem jako děcko řekl že je blbost aby byl vesmír černý když je plný sluncí. https://www.youtube.com/watch?v=tbE5bVl8r2g
https://www.youtube.com/watch?v=ICJxtft91zY

Odpovědět


Re: Lokální maximum

Daniel Konečný,2015-12-17 20:27:22

Jestli se nemýlím tak standardní model Higgsem předpověděl a našel už vše, co dokáže (alespoň to podstatné?). Předpovědi o tom, co získáme dalším zvyšováním, to jsou všechny ty axiony, gravitina a sumersymetrické a jiné hypotetické částice.
Spíše než s přibližováním rychlosti světla se na to dívejte jako na rostoucí energii.
Nalezení Vaší "planckovi krychličky" bude asi něco jako popis toho, co teď známe jako jednobodovou singularitu uvnitř černé díry.Takové singularity vznikají, když už teorie nestačí a obecnější teorie nekonečna odstraní.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni