Rozptyl fotonů na fotonech  
Pozorování srážky fotonu s fotonem se podařilo už dříve, na konferenci ICHEP 2020 se však prezentovaly výsledky prvního pozorování produkce dvojice intermediálních bosonů slabé interakce W během této srážky. I samotné pozorování srážky dvou fotonů, kdy se zapojuje pouze elektromagnetická interakce, je velmi náročné. Potvrzení predikce teorie elektroslabé interakce, že spolu bosony zprostředkující tyto interakce přímo interagují, je ještě daleko náročnější.

Urychlovač LHC může pracovat i jako zdroj vysokoenergetických fotonů gama a studovat vlastnosti elektromagnetické a elektroslabé interakce (zdroj CERN).
Urychlovač LHC může pracovat i jako zdroj vysokoenergetických fotonů gama a studovat vlastnosti elektromagnetické a elektroslabé interakce (zdroj CERN).

V nedávném článku o zajímavých prezentacích na konferenci ICHEP 2020 organizované v Praze jsou popsány velmi vzácné typy rozpadu nabitých mezonů K, které se popisují pomocí Feynmanova diagramu s uzavřenou smyčkou a probíhají tak s extrémně malou pravděpodobností. Na stejné konferenci byly prezentovány i výsledky pozorování velmi vzácného procesu, kdy se při srážce dvou fotonů produkují dva bosony W s opačným nábojem. V tomto případě se silné elektrické pole dvou jader, která kolem sebe prolétají při srážení dvou svazků na urychlovači LHC, využívají pro produkci fotonů s vysokou energií a studium jejich interakce. Prozatímním vrcholem tohoto výzkum je pak produkce páru bosonu W+ a W-, která potvrzuje interakci čtyř intermediálních částic, kterou předpovídá právě teorie elektroslabých interakcí. Než se podrobněji podíváme na tuto reakci, zopakujme si dosavadní výsledky studia rozptylu fotonu na fotonech.

 

Rozptyl fotonu na fotonu

Elektromagnetické vlnění nenese náboj, proto nemůže ve vakuu v klasickém přiblížení interagovat. Kvantová elektrodynamika předpověděla nejen kvantový charakter elektromagnetického pole a existenci fotonů, ale také existenci rozptylu fotonu na fotonech. Foton v kvantové elektrodynamice nemůže interagovat kvůli tomu, že nemá náboj, s druhým fotonem přímo, ale pouze prostřednictvím virtuálních párů nabitých fermionů.

 

Nejjednodušší Feynmanův diagramů pružného rozptylu fotonu na fotonu. Jde o uzavřenou smyčku se čtyřmi vrcholy, a tedy velmi malou pravděpodobností. (Zdroj Jan A. Lauber, UCL.)
Nejjednodušší Feynmanův diagramů pružného rozptylu fotonu na fotonu. Jde o uzavřenou smyčku se čtyřmi vrcholy, a tedy velmi malou pravděpodobností. (Zdroj Jan A. Lauber, UCL.)

Ty vznikají a zanikají při jeho pohybu ve vakuu. Pokud se tak setká s druhým fotonem, interaguje tento s těmito nabitými fermiony. Pokud má jít o pružný rozptyl fotonů a v koncovém stavu tak máme opět dva fotony, dostáváme nejjednodušší Feynmanův diagram se čtyřmi vrcholy a uzavřenou smyčkou. To znamená, že jde o jev s extrémně malou pravděpodobností. Potřebovali bychom tak k jejímu pozorování extrémně intenzivní svazky fotonů. Zároveň by se fotony po rozptylu velice těžko odlišovaly od fotonů vznikajících při různých pozaďových jevech, kterým se žádný reálný experiment nedokáže vyhnout.

 

Jednodušší situace je v případě, kdy dojde k nepružnému rozptylu, kdy vzniknou nové částice v podobě páru reálných fermionů. V tom případě musí energie fotonů dosáhnout nebo překročit klidovou energii těchto nově vzniklých částic. Pokud tento rozptyl neproběhne v těžišti, musí být celková energie i mnohem vyšší než tato klidová energie. Vlivem kinematiky dané zákony zachování energie a hybnosti musí značná část energie zůstat v pohybu těžiště a jen část celkové kinetické energie lze využít na produkci nových částic. To je důvod, proč pro studium nepružného rozptylu fotonů potřebujeme svazek fotonů s dostatečně vysokou energií. Klidová energie elektronů je 0,511 MeV, takže fotony musí mít energii charakteristickou pro záření gama.

Nejjednodušší diagram produkce páru leptonu a antileptonu při nepružném rozptylu fotonu s fotonem
Nejjednodušší diagram produkce páru leptonu a antileptonu při nepružném rozptylu fotonu s fotonem

V případě nepružného rozptyluje sice nejjednodušší diagram pouze se dvěma vrcholy a pravděpodobnost (účinný průřez) je vyšší, ale i tak je potřeba intenzivní svazky fotonů. Intenzivní svazky fotonů s nízkou energií nejsou problém. Excelentní jejich zdroje jsou lasery. Mnohem větším problémem je získání intenzivního svazku fotonů gama. Jednou s možností jejich produkce je využití elektronových svazků s vysokou energií, které se srážejí s velmi intenzivním svazkem laseru. V tomto případě se při pružném rozptylu elektronu na fotonu předá část jeho energie fotonu a získáme vysokoenergetický foton. Tento jev se také označuje jako inverzní comptonovský rozptyl, s odkazem na rozptyl fotonu gama s elektronem v klidu. Takto získaný svazek fotonů gama se pak pošle proti dalšímu intenzivnímu laserovému svazku. Pokud není energie fotonu gama a fotonu viditelného světla z laseru dostatečná na produkci páru elektron a pozitron, je možné využít toho, že intenzita laserového svazku je extrémně vysoká. Je tak i vysoká pravděpodobnost, že foton gama bude interagovat s více fotony laseru najednou.

 

Poprvé se tento experiment podařilo uskutečnit pomocí největšího lineárního urychlovače elektronů SLAC ve Stanfordu v roce 1998. Pomocí pružného rozptylu svazku urychlených elektronů na intenzivním svazku laseru se získal svazek fotonů gama. Ten pak v nepružných srážkách na intenzivním svazku laseru produkoval páry elektronu a pozitronu, které byly detekovány experimentem E144. Potvrdila se tak existence nepružného rozptylu dvou reálných fotonů, která vede k produkci páru elektron a pozitron, odpovídající předpovědím kvantové elektrodynamiky.

Ten experiment je mi blízký, protože se ho týkal můj první článek v časopise Vesmír. Jednalo se o diskuzi s kolegou Valentou k tomuto tématu. I zde jsem zdůrazňoval, že hlavním přínosem bylo potvrzení předpovědí kvantové elektrodynamiky o existenci nepružného rozptylu reálného fotonu s reálným fotonem ve vakuu, což je něco hodně jiného, než interakce světla a fotonů v prostředí.

I v současné době probíhají úvahy o vylepšení těchto experimentů založené hlavně na využití intenzivních urychlovačů elektronů, postavených případně i na laserovém urychlování elektronů, a popsaném jejich obráceném comptonovském rozptylu na fotonech laseru. V každém případě by takové dedikované pracoviště mohlo získat velice zajímavé výsledky.

Část tunelu a lineárního urychlovače SLAC (zdroj SLAC).
Část tunelu a lineárního urychlovače SLAC (zdroj SLAC).

 

Produkce fotonů v ultraperiferních srážkách na LHC

Další možnost studia pružného i nepružného rozptylu fotonu s fotonem je využití intenzivního elektrického pole jádra a pohybující se nabité částice v něm k produkci fotonů s vysokou energií a studiem jejich interakci. Produkce virtuálních i reálných fotonů při interakci elektromagnetického pole při blízkém průletu nabitých jader a produkce páru elektronu a pozitronu byla pozorována a využívána již dříve. Použila se například při první produkci antivodíku v laboratořích CERN a FERMILAB. V tomto případě je vhodnější mluvit o kvazi-reálných fotonech než reálných. Pravděpodobnost produkce těchto párů je poměrně vysoká a dobře v rámci Standardního modelu počítána. Využívá se tak v některých případech pro normalizaci měření zacílených na vzácnější procesy.

Zajímavý zlom přišel s pokrokem v analýze srážek protonů a těžkých iontů na urychlovači LHC. Ten umožnil vybírat ultraperiferní srážky, při kterých prolétly protony nebo jádra ve specifické vzdálenosti od sebe. Ta byla dostatečně velká, aby neinteragovaly silnou interakcí, která má omezený malý dosah. Na druhé straně se k sobě dostaly dostatečně blízko, aby intenzivně interagovala jejich elektrická pole. Zároveň byl vzájemný pohyb obou elektrických nábojů extrémně rychlý.

 

Případ nejjednoduššího Feynmanova diagramu realizace pružného rozptylu fotonu na fotonu s využitím srážky protonů nebo těžkých iontů a vzniku kvazi-reálných fotonů (zdroj: D. dÉnterria a G. Da Silveria, Phys. Rev. Lett. 111, 080405)
Případ nejjednoduššího Feynmanova diagramu realizace pružného rozptylu fotonu na fotonu s využitím srážky protonů nebo těžkých iontů a vzniku kvazi-reálných fotonů (zdroj: D. dÉnterria a G. Da Silveria, Phys. Rev. Lett. 111, 080405)

Je tak relativně vysoká pravděpodobnost, že vzniknou fotony s velmi vysokou energií a budou vzájemně interagovat. Jak bylo zmíněno, jde v tomto případě spíše o kvazi-reálné fotony. Urychlovač LHC se tak v jistém smyslu stává zdrojem fotonů s velmi vysokou energií. Získáme tak velmi efektivní nástroj pro studium rozptylu dvou fotonů a potvrzování předpovědí kvantové elektrodynamiky a teorie elektroslabé interakce, která propojuje popis slabé interakce a kvantovou elektrodynamiku.

 

Brzy se tak objevily návrhy využít ultraperiferní srážky protonů, a hlavně těžkých iontů (jader olova), pro studium elektromagnetické a slabé interakce popisované teorií elektroslabé interakce. Možnost studia pružného rozptylu fotonů se na něm uvažovala už při jeho přípravách.

Takové experimenty musely čekat na realizaci detekčních systémů nabitých částic v dopředném směru, které umožnily identifikovat ty případy, kdy nevznikly žádné nabité hadrony a nedošlo tak s největší pravděpodobností k silné interakci. Zároveň však byly zachyceny páry fermionu a antifermionu nebo bosony související s elektroslabou interakcí. Takto byly identifikovány právě ultraperiferní srážky s rozptylem dvou fotonů.

V roce 2016 se podařilo získat první evidenci pružného rozptylu dvou vysokoenergetických fotonů generovaných při ultraperiferních srážkách jader olova. Přesná analýza souboru dat získaných v druhém běhu experimentování LHC, který skončil v závěru roku 2018, umožnila pozorování 97 případů dvojic rozptýlených fotonů gama, z nichž by zhruba 27 mělo tvořit pozadí z různých procesů, které nelze od hledaných případů odfiltrovat. Jejich počet však lze odhadnout s modelů a simulace experimentu. Výsledná pravděpodobnost (účinný průřez) je velmi citlivý k projevům exotické fyziky. Zatím je však v mezích prozatím velmi vysokých nejistot měření v souladu s předpovědí kvantové elektrodynamiky a Standardního modelu.

V případě nepružného rozptylu se nejdříve takto podařily identifikovat a pozorovat případy nepružného rozptylu, při kterém vznikaly páry fermionu a antifermionu. Jak už bylo zmíněno, pravděpodobnost těchto jevů je relativně vysoká a dají se poměrně snadno identifikovat. Studoval se tak vznik párů elektronu a pozitronu i produkce mionu a antimionu, které umožňují testovat kvantovou elektrodynamiku. Nyní se podrobnou analýzou dat z druhého běhu experimentů ATLAS a CMS podařilo identifikovat případy produkce dvojice kladného a záporného bosonu W. Při nich už jsou zúčastněny i bosony slabé interakce, nestačí nám Feynmanovy diagramy kvantové elektrodynamiky, ale potřebujeme širší teorii elektroslabé interakce. Jde tak o skvělý test této teorie.

 

Jeden z nejjednodušších Feynmanových diagramů nepružného rozptylu fotonů s produkcí páru záporného a kladného bosonu W (zdroj: experiment ATLAS).
Jeden z nejjednodušších Feynmanových diagramů nepružného rozptylu fotonů s produkcí páru záporného a kladného bosonu W (zdroj: experiment ATLAS).

V budoucnu se předpokládá také studium produkce Z0 bosonů a higgsů. Ty však potřebují, podobně jako pružný rozptyl fotonu na fotonu, i v nejjednodušším případě Feynmanův diagram s uzavřenou smyčku a více vrcholy, než jsou dva. Jsou tak daleko méně pravděpodobné, ale zase velmi citlivé k exotické fyzice za Standardním modelem.

 

Nejen GZK (Greisen-Zatsepin-Kuzmin) limita

Nepřímo bude v budoucnu možné pozorovat dopady nepružného rozptylu fotonu na fotonu ve spektru vysokoenergetického kosmického záření gama. Pokud energie fotonu gama tohoto kosmického záření překročí určitou limitní energii, která je 80 TeV, postačuje dostupná energie k tomu, aby při rozptylu tohoto fotonu na fotonu mikrovlnného reliktního záření vznikl pár elektron a pozitron. Vzhledem k tomu, že hustota fotonů reliktního záření je velmi vysoká a pravděpodobnost tohoto rozptylu není malá, nedostane se záření s touto energií do větší vzdálenosti od svého zdroje. Ve spektru kosmického záření gama z vesmíru tak budeme pozorovat limitu při energii 80 TeV, která toto spektrum ořízne. K takovým energiím jsme se zatím v našich pozorováních nedostali. V budoucnu bychom však mohli tuto limitu potvrdit.

Podobnou limitu ve spektru protonového kosmického záření už se pozorovat podařilo. S konečnou platností její existenci potvrdil experiment Auger, který pozoruje kosmické záření extrémních energií. V tomto případě limita vzniká při takové energii, která stačí k tomu, aby se při reakci protonu kosmického záření s fotonem reliktního záření vyprodukoval mezon pí. Jeho produkce probíhá právě na úkor energie protonu kosmického záření. To se tak v případě, že má energii přesahující 1020 eV, což je 108 TeV, nedostane do větší vzdálenosti od svého zdroje. Tato limita se označuje jako GZK limita. Výpočet těchto limitních energií je pěkný příklad ultrarelativistické kinematiky, a i já je rád při cvičení se studenty využívám. Podobně je to s inverzním comptonovským rozptylem zmiňovaným na začátku článku.

 

Experiment ATLAS studuje pomocí ultraperiferních srážek pružný i nepružný rozptyl kvazireálných fotonů (zdroj CERN).
Experiment ATLAS studuje pomocí ultraperiferních srážek pružný i nepružný rozptyl kvazireálných fotonů (zdroj CERN).

Závěr

Pozorování elektroslabých procesů při rozptylu dvou kvazi-reálných fotonů s vysokou energií, který se realizuje na experimentech ATLAS a CMS s využitím ultraperiferních srážek protonů nebo jader olova na urychlovači LHC, je ideálním nástrojem pro hledání rozdílu mezi Standardním modelem a jeho teorií elektroslabé interakce a realitou. V budoucnu by pak mohl odhalit příznaky exotické fyziky za Standardním modelem. Zatím však všechna pozorování v rámci experimentálních nejistot standardní teorii elektroslabých interakcí plně odpovídají. Nová perioda urychlování, která začne v příštím roce s vylepšeným urychlovačem i detektorovými sestavami by mohl přinést v této oblasti zásadní zlepšení.

 

Podrobnější rozbor je v článku experimentu ATLAS o pozorování produkce párů W+ a W- bosonů v nepružném rozptylu dvojice fotonů.

 

Na experimentech s pružným i nepružným rozptylem dvou fotonů se podílejí i naši studenti. Například v rámci přípravy vypracoval David Gančarčík bakalářskou práci o této problematice. Jak se žije českým částicovým fyzikům v laboratoři CERN, se můžete podívat v tomto kresleném a hraném videu:

 

Pojmy spojené s vakuem, virtuálními a reálnými částicemi jsou populárně rozebrány v přednášce z roku 2005 (ZDE)

 

 

Datum: 11.08.2020
Tisk článku

Atlas anatomie člověka II. - Atlas of Human Anatomy II. - Grim Miloš, Helekal Ivan, Naňka Ondřej
 
 
cena původní: 849 Kč
cena: 849 Kč
Atlas anatomie člověka II. - Atlas of Human Anatomy II.
Grim Miloš, Helekal Ivan, Naňka Ondřej
Související články:

Jaký bude následník urychlovače LHC?     Autor: Vladimír Wagner (22.04.2020)
Studium vzácných rozpadů pomocí experimentů na urychlovači SPS     Autor: Vladimír Wagner (04.08.2020)



Diskuze:

Chybicka se vloudila

Karel Salavec,2020-08-11 10:40:04

"Klidová energie fotonů je 0,511 MeV" Patrne elektronu ...

Odpovědět


Re: Chybicka se vloudila

Vladimír Wagner,2020-08-11 19:44:21

Díky za upozornění na upsání. Poprosil jsem redakci o opravu.

Odpovědět

Martin Zeithaml,2020-08-11 10:37:29

Kdyby rozhodoval jen trh, zkoumalo by se jen to co vydělává a ne to co je levné a pomáhá. I dnes už je takhle extrémně deformován výzkum v oblasti medicíny, farmacie a několika dalších oborů. Jen díky nezávislému výzkumu může dojít ke skutečně prospěšným objevům. Jen je trh nesmí zamést pod koberec.

Odpovědět

V článku

Vladimír Bzdušek,2020-08-11 09:34:24

sú tri pojmy, zrážka, interakcia, rozptyl. Čo presne znamená rozptyl?

Odpovědět


Re: V článku

Pavel Brož,2020-08-11 10:43:24

Ty tři pojmy se liší především v obecnosti. Rozptyl je, když proti sobě pošlete dvě částice, anebo pošlete částici na nějaký terčík (ten se samozřejmě skládá z atomů a ty atomy taky z částic), a sledujete, jak se v důsledku interakce ty částice odkloní čili rozptýlí. Část z nich taky jen projde bez jakékoliv interakce, zatímco o těch ostatních hovoříme jako o srážkách, i když tam k žádnému "mechanickému" kontaktu těch částic vlastně de facto nedojde (protože navzájem interagují výměnou virtuálních částic, tedy pokud nejde o rozptyl fotonů či obecně bozonů na fermionech, kteréžto procesy mohou probíhat i přímo bez výměny virtuálních částic).

U rozptylu, resp. srážek, potom rozlišujeme na pružný rozptyl/srážky a nepružný rozptyl/srážky. Termíny rozptyl a srážka se jinak používají téměř jako synonyma, i když někteří odborníci mezi nimi striktně rozlišují, a slovo rozptyl používají výhradně pro pružné procesy, jiní ale zase na tom dělení nebazírují. U pružného rozptylu/srážky nedochází ke změně počtu ani druhu srážejících se částic. U nepružného dochází buď k přeměně jedněch částic na jiné, nebo ke kreaci nových částic, nebo k anihilaci srážejících se částic (např. když se sráží elektriny s pozitrony nebo protony s antiprotony). Anihilace částic je ve skutečnosti taky pouze speciální druh přeměny částic, částice s antičásticí totiž nemůže anihilovat bez vzniku minimálně dvou fotonů, takže na tento proces lze nahlížet jako na přeměnu částice a antičástice na dva fotony či obecně i jiné částice (např. na piony, které se rozpadnou až sekundárně). Pro popis rozptylu/srážky je klíčový výpočet tzv. amplitudy rozptylu, což je komplexní funkce, jejíž kvadrát udává pravděpodobnost, že dané vstupní částice se zadanými hybnostmi procesem rozptylu/srážky přejdou na určené výstupní částice se zadanými hybnostmi. Integrací přes všechny možné výstupní hybnosti a posčítáním přes všechny kanály reakce (všechny možné částicové transmutace, ke kterým během srážky může dojít) takto získáme tzv. totální účinný průřez, který vyjadřuje pravděpodobnost, že dvě srážející se částice spolu jakkoliv zainteragují.

Interakce je termín, který označujeme působení mezi částicemi. V nekvantové fyzice částice spolu interagují prostřednictvím klasických polí (elektromagnetického, gravitačního), v kvantové teorii pole je toto působení popsáno jako výměna virtuálních částic. Při typické srážce či rozptylu si srážející se částice vymění jednu či více virtuálních částic. Tento proces schematicky popisujeme tzv. Feynmanovým diagramem, což je symbolické schéma zachycující typ té výměny virtuálních částic (oproti mezi laiky rozšířenému chápání Feynmanovy diagramy nepopisují trajektorie těch částic, jde opravdu jen o abstraktní schéma usnadňující jednak klasifikaci těch procesů a jednak i výpočet výsledné amplitudy rozptylu). Interakce se ale uplatňuje nejen ve srážkových/rozptylových procesech, ale např. i ve vázaných stavech - kvarky jsou díky silné interakci drženy v nukleonech, nukleony jsou díky zbytkové silné interakci vázány v jádrech, elektrony jsou díky elektromagnetické interakci vázány v elektronových obalech. Tudíž interakce je z těch tří termínů nejobecnější.

Odpovědět


Re: Re: V článku

Vladimír Bzdušek,2020-08-11 18:04:03

Ďakujem,
za odpoveď a samozrejme aj za Vami obetovaný čas.

Odpovědět

K čemu je to dobré?

Jan Turoň,2020-08-11 08:59:44

Prosím někoho kvalifikovaného, aby mi jako laikovi objasnil smysl počínání "hrátek na exotickou fyziku" z ekonomického hlediska. Kolik stojí výroba a provoz LHC vč. platů peronálu? Kolik peněz nám ušetřily objevy vzniklé z provozu LHC? Nemohu se zbavit dojmu, že to stojí majlant a praktický užitek je nulový.

Čím dál více se škrtají peníze na vesmírný výzkum. Levné lety do vesmíru otevírají cestu k prakticky nevyčerpatelným zdrojům. Pak by byly zdroje i na LHC a základní výzkum. Od prvního letu bratří Wrightů po cestu na Měsíc (1905-1969, 64 let) uplynula skoro stejně dlouhá doba, jako od letu na Měsíc po dnešek (1969-2020, 51 let). Před půl stoletím v Rocketdyne vyrobili motory, které dnes nejsme schopni replikovat. Pokud bychom pokračovali se stejným zápalem, mohli jsme mít už dnes stálou základnu na Marsu. Místo toho se zdá, že v dohledné době přestanou lidské posádky i na orbitě, protože se dá ušetřit tím, že tam pošleme automaty. Je tu tolik technologií, které potřebují peníze na výzkum: HASTOL, scramjet, aerospike, SABRE...

Jako laik si představuju, že v Evropské komisi sedí nějaký papaláš pro vědu, který je obklopen profesory, a dohromady svými kamarádskými vazbami jako žáby na prameni jistí, aby jim peníze z grantů nikdo neodčerpával. Nebylo by lepší, kdybychom dotace zrušili a nechali rozhodovat trh, co je užitečné? Funguje tak třeba vývoj procesorů, hezky podle Moorova zákona.

Odpovědět


Re: K čemu je to dobré?

Roman Truneček,2020-08-11 09:12:55

K čemu asi tak může sloužit základní výzkum? Zkuste se trochu zamyslet a podívat se do historie :-).

Odpovědět


Re: K čemu je to dobré?

Lukáš Matějka,2020-08-11 10:09:45

Podle googlu byly celkové náklady na stavbu 4,5 miliard dolarů během deseti let. To vypadá jako hodně jen do té doby, než to srovnáme s rozpočtem NASA ve vrcholící přípravě letu na měsíc (skoro 44 miliard za rok 1966 v současných cenách). V té době by mohla NASA takových urychlovačů postavit deset za rok.
Právě typ výzkumu probíhající na LHC může (a taky nemusí) objevit nějaké zatím neznámé skutečnosti, které umožní efektivní pohyb vesmírem. Tím myslím něco lepšího než se odstrkovat reaktivní silou řízeného výbuchu

Odpovědět


Re: K čemu je to dobré?

Bohumil S.,2020-08-11 10:27:53

Pane Turoni

1) Nejste jediný daňový poplatník na světě. Já třeba jsem rád, že se z části mých daní (snad) financují experimenty LHC. Naopak třeba nechápu, proč by se z daní měla financovat taková zbytečnost, jak fotbalová reprezentace. Jsou ale lidi, kteří fotbal sledují a ti také platí daně.

2) Kvůli LHC dochází k posunu v různých technologických odvětvích - v materiálovém výzkumu, supravodičích, zpracování dat pomocí AI. Jenom o tomto tématu by jistě šlo popsat mnoho stránek.

3) Budování základen na Marsu a podobné fantazírování nemá žádný potenciál pro pozemskou ekonomiku. Jedině opět pokrok v souvisejících technologiích, ale ten probíhá i díky kritizovanému LHC. Ano, "dobývání vesmíru" zní velmi romanticky, ale v tomto století nám to v ničem nepomůže. Jde jen o plýtvání pozemských zdrojů. Nebudu se zde o tomto tématu více rozepisovat, protože je to offtopic. Tak to prostě vemte jako můj názor.

4) Levné lety do vesmíru otevírají cestu pouze ke zdrojům poznání, ale k ničemu, co přinese hmatatelný užitek na Zemi.

5) Jak už zmínil pan Truneček - jde o základní výzkum. Zjistěte si, co to je a jaký má význam. Někdy přinese praktické výsledky, jindy nikoliv. Ale to předem nikdo neví.

Odpovědět


Re: K čemu je to dobré?

Jan Novák9,2020-08-11 13:39:09

Ve vesmíru není absolutně nic co by stálo za to přivézt s náklady které vyžadují dnešní technologie. A právě trh diktuje že pokud je možné nahradit člověka ve vesmíru robotem tak se ušetří přes 90% nákladů.
Cesta na Mars: Perseverance rover 2,9 milardy dolarů. Člověk 100 miliard dolarů (NASA).

Co kdybyste se jako laik zkusil trochu informovat o technologiích na kterých jsou vesmírné lety založeny. Technologie které máme k dispozici jsou stejné jako před padesáti lety. Pálíme tuny paliva na vynesení kilogramů užitečného nákladu.Pro změnu principů potřebujeme základní výzkum - antigravitační pohon bez daleko většího pochopení fyziky nikdo nevymyslí.
Přestaňte být věřící ve vědu a staňte se vědoucím.

Právě trh dostal farmaceutický průmysl do stavu ve kterém je. Trh říká že výzkum účinnosti existujících léků proti Covid19 se nevyplatí a proto ho nikdo nedělá. Trh říká že vytvoření stopadesátéhodruhého prášku proti nachlazení kde je účinná láka paracetamol přinese větší zisk s menším rizikem než výzkum nového antibiotika. Trh říká že 30 lůžek na 10000 pacientů normálně stačí a víc je prodělečné, takže když přijde slabá epidemie tak je z ní katastrofa.

Odpovědět


Re: K čemu je to dobré?

Zdeněk Kratochvíl,2020-08-11 13:57:03

Základní výzkum je krom jiného od toho, že předem nevíme, co přinese užitek. Z dlouhodobého hlediska je to tak užitečné, že až nutné, z krátkodobého je to skvělá zábava a poučení.

Zábava a poučení vybočuje z bezprostředního ekonomo-centrického pojetí života, ktré nám dnes vnucuje kdeko (napříč kdejakým spektrem). To je pro udržení svobody a kulturnosti života naprosto zásadní.

Civilizacím, které dlouhodobě dokázaly podporovat věci, které nenesou přímý užitek, se říkávalo kultury. Zdaleka nejde jenom o to, čemu se dneska říká "podpora kultury".

Odpovědět


Re: Re: K čemu je to dobré?

Vladimír Bzdušek,2020-08-11 21:42:22

Tá predposledná veta je veľmi výstižná charakteristika relácie civilizácia vs. kultúra.
Zaraďujem si do zbierky. Vďaka!

Odpovědět


Re: Re: K čemu je to dobré?

Zita Šustová,2020-08-12 07:02:29

Pane Kratochvíl.., Je sice pravda, že základní výzkum, krom stanovených cílů, přináší i neplánované poznatky, ale principiálně kvůli těm náhodným ziskům-užitkům tu základní výzkum není. Je mrzuté, že občas se nepovede megalomanský záměr v základním výzkumu, a neúspěch se pak ospravedlňuje těmi vedlejšími užitky. Jako např. „slavná“ jaderná fůze. Ta se, podle mě, nikdy „člověku“ nezdaří, ani za 300 let, něco nepoznaného v jaderné fyzice pro úspěch brání. Ale můžeme za 300 let sečíst ony drobky „vedlejší užitky“, aby se neřeklo. Nakonec budou náklady na fůzi tak vysoké, že by jsme za ně postavili po celé zeměkouli geotermální elektrárny, tepelná čerpadla a na celé Sahaře solární panely.

Odpovědět


Re: Re: Re: K čemu je to dobré?

Bohumil S.,2020-08-12 07:33:36

Dobrý den. Zdeněk Kratochvíl má pravdu. U základního výzkumu jde primárně o lidskou zvídavost. Případné aplikace jsou vedlejší. Ale z historického hlediska zásadní.

Na LHC probíhá základní výzkum, ale fúze je aplikovaný výzkum, nikoliv základní. A k tomu, jestli se to stihne za 300let - ono hodně záleží, co pro to prakticky uděláme. Samo se to nevyvine. Do vývoje fúze jde žalostně málo prostředků v poměru k tomu, jaké od ní očekáváme přínosy. Konkrétně například ITER - rozpočet na jeho výstavbu je přibližně stejný jako ROČNÍ rozpočet NASA. A to NASA v současnosti nepracuje na žádném megaprojektu jako v 60tých letech, kdy měla rozpočet několikrát větší. ITER se staví děsně pomalu, takže ještě ani nebyl dostavěn a už má například zastaralé magnety.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: K čemu je to dobré?

Ivan Bílý b,2020-08-17 21:56:52

Nejen, že nebyl dostavěn. On se teprve teď začal sestavovat.
https://www.iter.org/doc/www/content/com/Lists/list_items/Attachments/890/2020_06_IC-26.pdf

Odpovědět


Re: K čemu je to dobré?

Mojmir Kosco,2020-08-12 07:07:29

No treba k tomu ze můžete psat na oslovi ,ze základní výzkum je k ničemu. To vse kdysi bylo zakladni výzkum .

Odpovědět


Re: K čemu je to dobré?

Ivan Bílý b,2020-08-17 21:54:19

Ptáte se zcela správně. Vždy je třeba se ptát, jestli člověk platí něco užitečného.

Částicová fyzika obecně je dneska docela daleko od praktického uplatnění. Přeci jenom energetické zdroje to asi hned tak nezmění. Nicméně to neznamená, že takový výzkum je k ničemu. Pomiňme teď sekundární výsledky - k tomu aby takový výzkum vůbec šel dělat, je třeba i spousta aplikovaného výzkumu, který už samozřejmě ten chleba zlevnit dokáže. Web, přes který tento článek čtete, je toho dobrým důkazem. Ani ty primární výsledky nejsou k zahození. Konkrétně rozptyl fotonu na fotonu není úplně odtržená věc od obyčejného všedního světa. Jeho výzkum může přinést třeba nové diagnostické přístroje.

Ani ten výzkum Vesmíru, ani ty procesory by vůbec nevznikly, kdyby na začátku nebylo hodně základního výzkumu.

Mimochodem, problém cest na Mars není jen tak nějaký problém financování. Je to obrovský problém financování. Tak obrovský, že přesunutí financí z jiných odvětví výzkumu by mu vůbec nepomohlo. Cena takového dobrodružství není jen cena vývoje dopravního prostředku, která je i tak monstrózní, ale i všeho, co se kvůli tomu neudělá jinde. Je třeba kvůli tomu nastavit poměrně velkou část ekonomiky. Podobné to bylo už u Apolla.

Co se týče těch motorů, berte to s klidem. Dneska dokážeme vyrábět lepší motory mnohem levněji. Některé postupy třeba v metalurgii nebo obrábění kovů jsou možná zapomenuty (nebo spíš opuštěny pro neefektivnost), ale i díky základnímu výzkumu umíme mnohem lepší motory. S technologiemi ze 60. let byste si o znovupoužitelnosti mohl nechat jen zdát (i když třeba RS-25 na výzkum ze 60. let také navazoval).

Doba prostě letí kupředu. Ohlíží se jen zřídka.

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