:: OSEL.CZ :: - Fyzici plánují chytat přízračné částice, které utíkají z urychlovače
Fyzici plánují chytat přízračné částice, které utíkají z urychlovače  
Experiment MATHUSLA by mohl uspět tam, kde LHC zatím vychází naprázdno. Chytíme exotickou fyziku za pačesy v krajině na francouzsko-švýcarském pomezí?
Operátoři legendárního detektoru ATLAS v útrobách LHC. Kredit: CERN.
Operátoři legendárního detektoru ATLAS v útrobách LHC. Kredit: CERN.

Na pomezí Francie a Švýcarska před časem vyrostl monumentální a nesmírně nákladný Velký hadronový srážeč LHC. Je to doslova podzemní království fyziky. Urychlují tam částice na nevídané energie, aby se pak srazily a tisíce vědců mohly analyzovat, co se po takových srážkách děje.

 

David Curtin. Kredit: University of Toronto.
David Curtin. Kredit: University of Toronto.

Do pár let by nad Velkým hadronovým srážečem měla vyrůst nová budova velikosti skladiště. Nebude tak pompézní jako kilometry chodeb urychlovačů, ale pokud se fyzici nepletou, mohli by díky tomuto zařízení významně pokročit se studiem částic a celého vesmíru. Zmíněný experiment se jmenuje MATHUSLA (Massive Timing Hodoscope for Ultra Stable Neutral Particles). Vědce přitom inspiroval biblický patriarcha Metuzalém, který se měl dožít nelidsky dlouhého věku. Úkolem experimentu MATHUSLA totiž bude lapat neobvykle dlouhověké částice, zrozené z extrémních srážek na urychlovači.

 

Je to naprosto podivuhodný nápad. LHC je největší a nejdrsnější urychlovač všech dob, alespoň prozatím. Tvoří ho podzemní prstenec supravodivých magnetů o délce 27 kilometrů, kterým 11 245-krát za sekundu proletí hejno urychlených protonů. Když se tam protony v rychlosti blízké rychlosti světla srazí, tak zástupy vědců přistátých na enormních detektorech hltají vše, co se během takové srážky stane.

 

Kolize protonu s protonem na detektoru LHCb. Kredit: LHCB.
Kolize protonu s protonem na detektoru LHCb. Kredit: LHCB.

Ale experiment MATHUSLA je v porovnání s LHC a jeho detektory jako papírový drak ve stínu stealth stíhačky. Bude stát zlomek ceny, kterou museli vědci zaplatit za LHC. Přitom by ale právě MATHUSLA mohl vyřešit problémy, které LHC – ke stále většímu znepokojení fyziků – zatím nezvládá rozlousknout.


Standardní model částicové fyziky funguje a stále proplouvá rozmanitými experimenty. Jenomže zároveň je plný děr a náznaků, že existují ještě další pasáže fyziky, k nimž jsme se zatím nedopracovali. Jednu z takových děr představuje s velkou pompou nedávno objevený Higgsův boson. Jeho hmotnost je totiž nižší, než jakou předpovídala kvantová fyzika. David Curtin z Torontské univerzity, který je jedním z autorů konceptu experimentu MATHUSLA, má podezření, že za zvláštní hmotností Higgsova bosonu budou nějaké doposud neobjevené částice.

Jessie Shelton. Kredit: Harvard University.
Jessie Shelton. Kredit: Harvard University.

Podobně jako v případě temné hmoty, což je další případ díry v našem chápání světa částic.


Teoretická fyzička Jessie Shelton z Illinoiské univerzity v Urbaně-Champaigni přiznává, že až na vydatně medializační objev Higgsova bosonu a některé další dílčí úspěchy, je Velký hadronový srážeč zatím vlastně zklamáním. Přes velké úsilí jsme se žádné další klíčové částice nedočkali. Podle Sheltonové není úplně dobrým řešením stavět ještě větší a výkonnější urychlovače typu LHC. Chce to nějaký převratný nápad.


A Sheltonová takový nápad měla. Domnívá se, že ve srážkách na LHC vznikají nepoznané částice, po nichž všichni tak touží. Ale zatím jsme je nebyli schopní detekovat. Hledané exotické částice se totiž možná nerozpadají tak rychle, jak předpokládali autoři detektorů LHC. Ať už to jsou gluina, čili hypotetičtí supersymetričtí partneři gluonů, temné gluebally ze skrytého sektoru vesmíru anebo jiné podivuhodné částice, tak prý není vyloučené, že se ve srážkách na LHC skutečně objevují. Ale existují o pár okamžiků déle, než jsme si mysleli. Pokud by to tak bylo, tak se nerozpadají v podzemí LHC, ale proletí stěnami urychlovače a tlustou vrstvou žuly, aby se rozpadly někde v lese na francouzsko-švýcarském pomezí.


V takovém případě by fyziky mohl zachránit právě experiment MATHUSLA. Když ho postaví v krajině nad LHC, tak žula mezi LHC a MATHUSLA odstíní většinu částicového chaosu mocného urychlovače. Tajuplné částice by mohly proletět. A experiment MATHUSLA, tedy 20 metrů vysoká budova napěchovaná detektory, by je mohl zachytit. Byl by mnohem jednodušší a levnější než LHC a přitom by mohl dobýt nový svět fyziky. Za nějakých 50 milionů dolarů. Pak se uvidí, jestli budou natěšení fyzici úspěšní.

Video: Inside The World's Largest Particle Accelerator


Literatura
Live Science 22. 5. 2018.

Datum: 29.05.2018
Tisk článku

Slunce - Švanda Michal
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 259 Kč
Slunce
Švanda Michal
Související články:

Najdeme brzy gluebally?     Autor: Stanislav Mihulka (09.12.2014)
Možná jsme konečně objevili exotické částice gluebally     Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2015)
Osvětlí nám temnou hmotu temné záření Slunce?     Autor: Stanislav Mihulka (14.02.2016)
Mohly by nám odhalit temný sektor vesmíru temné Higgsovy bosony?     Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2017)



Diskuze:

mentiony

Bender Rodriquez,2018-05-30 09:55:26

Takže profesor Kahuda mal pravdu že častice "Mentiony" existujú , je načase ich v dokázať mimo LHC.
Potom ešte zostávaju ešte Tachiony, Sterilné neutrina, Preony ...
Tešime sa na nové objavy

:o)

Odpovědět


Re: mentiony

Václav Dvořák,2018-05-30 21:12:01

O tom, že takové částice s netušenými vlastnostmi existují, by asi nepochyboval nikdo. Otázka je, jak to zapadne do jednoduchých teorií Mentionů nebo Tachyonů. Osobně si myslím, že tyhle názvy jsou zástupci pro zjednodušení podstatně složitějšího komplexniho modelu Univerza. Soudím, že se ještě budou všichni velmi divit, pokud se toho samozřejmě dožijí...

Odpovědět

A na oběžné dráze taky, kdy v tečně nad

Karel Rabl,2018-05-30 01:45:10

Urychlovačem by mohla prolétávat družice a sondovat co se děje v urychlovači v době srážek.

Odpovědět


Re: A na oběžné dráze taky, kdy v tečně nad

Václav Dvořák,2018-05-30 21:14:48

To by mohla už teď, věřím že spousta špionážních satelitů má zajímavé detektory, jen to synchronizovat s timingem LHC a dát výsledky vědecké komunitě.

Ovšem problém armády a tajných služeb je v tom, že nerada cokoli poskytuje ven, raději si přetáhne nejlepší vědce k sobě. Ti tím samozřejmě zahodí svoji kariéru, protože o výsledcích jejich jistě zajímavých objevů už nikdo nikdy veřejně neuslyší...

Odpovědět

Nové častice

Tomáš Habala,2018-05-29 15:50:55

K tomu, čo tu vidím, môžem len dodať, že úsmev je najlepší make-up.

Tá nová budova môže byť tiež "sklamaním". Mám podozrenie, že Štandardný model je úspešnejší, než si myslíme a popisuje naozaj všetky častice. Fyzika, ktorá je za ním, sa už neprejavuje inými časticami ale je to vzťah medzi kvantovou mechanikou a všeobecnou teóriou relativity.

Odpovědět


Re: Nové častice

Milan Krnic,2018-05-29 17:26:35

Předně děkuji za článek!
Vztah mezi zmíněnými teoriemi je pravděpodobně podobný, jako mezi kauzalitou a svobodnou vůlí. Zkrátka moc komplexní, neuchopitelný systém. Každopádně nějakých 50 (plus mínus párkrát tolik) mil USD, co to dnes je (tedy třeba podle mě to vychází dobře). Z určitých pohledů (kdy těch pohledů je jako vždy mnoho - zatracená ona komplexita :) ) nová budova zklamáním jistě nebude, z jiných zase ano, inu co. Navier-Stokes.

Odpovědět


Re: Nové častice

Václav Dvořák,2018-05-30 21:19:01

Ač laik, jsem naprosto opačného názoru. Myslet si, že Standarní model je úspěšný může jen človek, který se dívá do minulosti. Protože otázek se za poslední roky nahromadilo tolik, že jich je "neúrekom" a na žádnou z nich tenhle model nedává odpověď. Pokud pominu krkolomné teorie - prostě odpovědi, aby měly šanci na to být pravdivé, musí být jednoduché a geniální, radikálně nové.

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