Odhalí půvabné kvarky záhady Velkého třesku?  
Půvabné kvarky ze srážek atomů zlata na urychlovači RHIC překvapily neobvyklým chováním. Ohlašují příchod nové fyziky?
Vnitřnosti zařízení Heavy Flavor Tracker. Kredit: BNL.
Vnitřnosti zařízení Heavy Flavor Tracker. Kredit: BNL.

Kvarky, tedy elementární částice, které tvoří například protony nebo neutrony, mají šest „vůní“. Podle nich se kvarky dělí na up (u), down (d), strange (s), charm (c), bottom či beauty (b) a top či truth (t). Kvarku „charm“ z druhé generace kvarků se česky říká půvabný. Stejně tak jsou půvabné i částice, které tento kvark obsahují. Tento kvark ale není běžnou součástí hmoty.

 

Flemming Videbaek při instalaci zařízení HFT na urychlovači RHIC. Kredit: BNL.
Flemming Videbaek při instalaci zařízení HFT na urychlovači RHIC. Kredit: BNL.

Právě půvabné kvarky nedávno překvapily fyziky neobvyklým chováním. Tato pozorování by nás mohla přivést k hlubšímu pochopení vesmíru bezprostředně po Velkém třesku, a také vědce konečně nasměrovat k nové fyzice, pokud nějaká taková existuje.


Překvapující chování půvabných kvarků poprvé pozorovali na urychlovači těžkých iontů RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) v newyorské Brookhavenské národní laboratoři. Vytvořili tam podmínky, které odpovídají biliontinám sekundy po Velkém třesku. Klíčem k tomuto pozorování bylo nedávno instalované zařízení Heavy Flavor Tracker (HFT), což je soubor ultracitlivých fotodetektorů. S tímto zařízením fyzici analyzovali chování půvabných kvarků, které se vynořily v urychlovači z extrémní srážky o teplotě bilionu stupňů. V experimentech ověřují modely vycházející z kvantové chromodynamiky.

 

Standardní model. Kvarky fialově. Kredit: MissMJ / Wikimedia Commons.
Standardní model. Kvarky fialově. Kredit: MissMJ / Wikimedia Commons.

Aby na urychlovači RHIC vytvořili takové pekelné podmínky, tak proti sobě vypálili jádra atomů zlata téměř rychlostí světla. Když se srazily, tak to byla jízda. Vzniklo kvark-gluonové plazma, polévka hemžících se částic. Ve srážkách RHIC je tolik energie, že se tam objevují i exotičtější věci, jako právě půvabné kvarky. Mezi částicemi vzniklými ve srážce atomů zlata byly i těžké částice mezony D0, které se skládají z půvabného kvarku a anti horního kvarku. Mezony D0 existují jenom okamžik a pak se rozpadají na další částice – kaony a piony. Právě kaony a piony jsou tím, co ve skutečnosti „vidí“ experimentátoři se zařízením HFT.

 

Relativistic Heavy Ion Collider. Kredit: BNL.
Relativistic Heavy Ion Collider. Kredit: BNL.

Dosavadní modely předpokládaly, že mezony D0 jsou kvůli půvabným kvarkům příliš těžké na to, aby interagovaly s kvarky a gluony ve kvark-gluonovém plazmatu. Z experimentů na RHIC a povahy vytvořeného kvark-gluonového plazmatu ale vychází najevo, že tam nějaké interakce jsou. Fyzici teď budou muset na svých modelech zapracovat. Půvabné kvarky prozrazují nové informace o chování kvark-gluonového plazmatu a možná se časem vynoří i nějaká nová fyzika.


Flemming Videbaek z výzkumného týmu Brookhavenské národní laboratoře a jeho kolegové plánují na urychlovači zkoumat chování dalších těžkých a vzácných částic, jako například mezonů B, které tvoří spodní kvark s jedním z lehčích příbuzných. Uvidíme, co najdou zajímavého.

Video:  Splitting Atoms on Long Island


Literatura
Live Science 6. 6. 2017, Physical Review Letters 118: 212301.

Datum: 07.06.2017
Tisk článku

Čerň a stříbro - Giordano Paolo
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 229 Kč
cena: 183 Kč
Čerň a stříbro
Giordano Paolo
Související články:

Hrozí podivnůstky v americkém urychlovači RHIC?     Autor: Stanislav Mihulka (14.02.2014)
Jak silně drží antihmota pohromadě?     Autor: Stanislav Mihulka (11.11.2015)
V CERNu srazili těžká jádra s rekordní energií     Autor: Stanislav Mihulka (28.11.2015)



Diskuze:

Velký třesk - velký blud.

Jaroslav Červinka,2017-06-08 14:07:52

8. června 2017

Odhalí půvabné kvarky záhady Velkého třesku?
Neodhalí, protože žádný velký třesk nebyl, anebo třesky jsou stále dokola.
„Půvabné kvarky ze srážek atomů zlata na urychlovači RHIC překvapily neobvyklým chováním. Ohlašují příchod nové fyziky?“ To je položená otázka, která jíž neodpovídá dosažené úrovni poznání o podstatě objektivní reality, tedy vztahu mezi relativitou hmotnosti a formami EM energie.
„Kvarky, jako elementární částice, které podle částicových fyziků tvoří například protony nebo neutrony, mají šest „vůní“. Podle nich se kvarky dělí na up (u), down (d), strange (s), charm (c), bottom či beauty (b) a top či truth (t). Kvarku „charm“ z druhé generace kvarků se česky říká půvabný. Stejně tak jsou půvabné i částice, které tento kvark obsahují. Tento kvark ale není běžnou součástí hmoty.“
Není pochyb, že výsledky částicových fyziků jsou velmi zajímavé. Avšak objevených elementárních částic bude nespočetné množství. Dosavadní přístup k výzkumu vycházející z částicového chápání podstaty hmotnosti je již překonaný.
Cestou k hlubšímu pochopení jevů na úrovni elementárních částic je aplikace principů Nové relativně (ne)částicové fyziky. Ta vychází z principu jednoty všech doposud známých sil, vycházejících jako výslede sil superponovaných bosonů ZoCeLo, z nichž se postupně vytvářejí síly od gravitace přes slabou jadernou k silné jaderné. Všechny vycházejí z principu vzájemného působení lokalizované energie elektromagnetických polí. Nová relativně (ne)částicová fyzika vznikla hlubokým rozvojem levitačních modelů prof. Pavla Ošmery (VUT v Brně). Ty striktně vycházejí z vírových struktur EM energie a tvarů, často připomínající velké kosmické objekty. Pokud jde o Ošmerovy strukturální modely atomů a molekul je možno je prostudovat na stránkách internetu pod jeho jménem.
Tedy možno říci, Nová fyzika je v principu již dosti jasně formulovaní na principech energie v EM polích a vzájemném lokálním silovém působení elementárních objemů této energie, vyjádřené funkcemi Poyntingových vektorů s jejich relativním působením, v závislosti na směrech vektorů.
Studiem fyzikálních vlastností EM vírových struktur jistě dojdete k relativizaci hmotnosti a limitu hustoty energie, a z toho Vám vyplyne, že velký třesk je blud a je třeba na něj rychle zapomenout.
Na závěr je možno uvažovat o levnějším studiu elementárních částic v mezihvězdném prostoru, který je plný části všeho druhu a bude tak možno ušetřit na ohromných srážecích zařízení částic.

Odpovědět


Re: Velký třesk - velký blud.

Malomestak Veliky,2017-06-11 09:58:30

Článek je napsaný v kontextu standardního modelu, ne nějaké nové fyziky vírových struktur. Zní to opravdu zajímavě, ale má už to nějaké praktické výsledky (simulace se samozřejmě taky počítají)? Určitě bych si nenechal ujít článek na tohle téma, i když mám přehledný standardní model celkem rád.

Odpovědět

jádra

Pavel Krušina,2017-06-08 09:42:42

Zůstal bych u označení jádra atomů zlata. Ionty označujeme i atomy, kde chybí jen pár elektronů a spousta jich tam ještě zbývá. Ano, každý to ví, ale to podle mě není dobrý důvod pro nepřesné vyjadřování.

Odpovědět

Vnucuje se otázka

Tomáš Novák,2017-06-08 08:55:07

Je to vůbec bezpečné? :-)

Odpovědět


Re: Vnucuje se otázka

Petr Kr,2017-06-08 09:33:41

Není, jistá míra rizika tam je a proto se tam v době "střelby" nesmí chodit. Je to podobné jako s vlakem. V době jeho průjezdu se na koleje neleze.

Odpovědět

Ionty

Vít Výmola,2017-06-07 12:26:46

Jenom malá oprava: Fyzici v RHIC proti sobě nepálí atomy zlata, ale ionty (jádra) atomů zlata. Jednak proto, že elektronové obaly atomů je v těchto pokusech nezajímají, a jednak proto, že neutrální atomy nejde urychlovat.

Odpovědět


Re: Ionty

Milan Závodný,2017-06-07 19:40:33

Autor isto predpokladal, že to každý vie.

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