BLOG
Samuel Kováčik
Samuel Kováčik
5 250

CERN reštartuje veľký urýchľovač

Podarí sa nadviazať kontakt s paralelným vesmírom alebo ide len o mediálnu kačicu? Spýtali sme sa troch fyzikov, čo si od toho sľubujú.

Medzi najväčšie vedecké prelomy uplynulého desaťročia patrí určite aj objavenie Higgsovho bozónu, ktoré sa podarilo na urýchľovači LHC v ženevskom CERNe. Už dva roky trvá plánová odstávka, po ktorej urýchľovač nabehne na takmer dvojnásobnej energii. Môžeme očakávať niečo zaujímavé?

 

LHC je najväčšie a najzložitejšie vedecké zariadenia, aké kedy ľudstvo vytvorilo. V 27 kilometrovom tuneli sa urýchľujú častice skoro až na rýchlosť svetla. Následne sa nechajú zraziť – takmer polmiliardykrát za sekundu. Informácie z takýchto zrážok zachytáva množstvo sofistikovaných detektorov a ich spracovanie trvá mesiace až roky. Takáto fyzika už dlho nie je otázkou jednotlivcov – na experimentoch pracujú tisícky fyzikov, inžinierov a informatikov.

 

Predstavte si, že sa snažíte pochopiť, ako fungujú hodinky tak, že ich hodíte o seba a sledujete ako z nich vyletujú súčiastky“, takto opísal princíp časticových urýchľovačov fyzik Richard Feynman. Od Einsteina vieme, že hmota je formou energie. Ak chceme vytvoriť nové častice, potrebujeme dodať väčšiu energiu. Pred odstávkou sa v LHC urýchľovali častice na energie 8 TeV, po odstávke má urýchľovač nabehnúť až na 13 TeV.

 

Informovanie širokej verejnosti o progrese modernej vedy si vyžaduje isté zjednodušenia. Média to, žiaľ, často zneužívajú a vytvárajú čo najfantastickejšie nadpisy, ktorý ale (takmer) nijako nesúvisia s realitou. Je to škoda – stráca sa tým význam informovania o vede. Za všetky aspoň jeden príklad. Nedávno preletela svetom informácia, že vedci v LHC chcú nadviazať kontakt s paralelným vesmírom.

 

Ak má náš vesmír viac ako tri priestorové rozmery a ak vďaka tomu existujú isté častice, tak možno uvidíme ich stopy. V takom prípade by to znamenalo, že extra rozmery možno odpovedajú aj paralelnému vesmíru. Dvakrát „ak“ a dvakrát „možno“ je dosť na to, aby to médiá prezentovali ako (takmer) hotovú vec. Pritom je to len jeden z možných scenárov.

 

CERN_self
Jednou z výhod odstávky je možnosť ísť si pozrieť detektory naživo. Toto je experiment ALICE (a autor blogu).
Higgsova častica bol posledný dielik do skladačky, ktorú voláme štandardný model. Existujú rôzne modely fyziky za štandardným modelom, pričom všetky sú zatiaľ na úrovni hypotéz – pre žiadnu z nich ešte nemáme experimentálny dôkaz. Dúfame, že LHC prinesie práve signály novej fyziky, no nedá sa ani vylúčiť, že neuvidíme nič nové.

 

Aby som priblížil očakávania fyzikov spolupracujúcich na experimentoch v CERNe, položil som trom z nich tieto otázky :

 

            1. Čo očakávate, že po zvýšení výkonu v LHC uvidíme?
            2. Čo (takmer) určite neuvidíme?

 

Vlado Černý (FMFI UK, NA62):

Ani vzdelanie ani skúsenosti ma neoprávňujú prorokovať, čo uvidíme či neuvidíme na LHC. No ale Samo sa pýta. CERN vydal tlačové vyjadrenie s niekoľkými horúcimi námetmi, čo by to mohlo byť. Ak by anglickí bookmakeri prijímali zaujímavé stávky na tie témy, vsadil by som neveľkú sumu na to, že sa na LHC objaví častica tmavej hmoty. Že tmavá hmota vo vesmíre je a že sú to častice, vieme s rozumnou určitosťou, je to modelovo takmer nezávislé očakávanie. Otázka je len, či energia LHC bude stačiť, ale mohla by. Nestavil by som na to, že objavíme extra dimenzie, to sa mi zdá veľmi špekulatívne, i keď sexy proroctvo.

 

Tomáš Blažek (FMFI UK, ATLAS, NA62):

1. Teraz je situácia celkom iná ako pri hladaní Higgsovho bozónu. Nevieme čo uvidíme. Ale máme veľké očakávania podložené teóriou. Tou je štandardný model, v ňom je rozbitá symetria, môžme si to predstaviť ako rozbité okno. Otázka pre LHC je kto rozbil okno a čím. Toto bol od začiatku dôvod na postavenie LHC. Pre čitateľov, ktorí chcú čítať niečo hlbšie: po objave higgsa očakávame viac porozumenia pôvodu narušenia elektroslabej symetrie v našom svete a prečo k narušeniu dochádza pri energii rádovo 100 GeV. Najviac z nás teoretikov ukazuje prstom na supersymetriu.

2. Hmmm. Všetko je možné. V kvantovom svete. Len kvantová pravdepodobnosť je u všetkého iného ako supersymetria – z toho čo nám doteraz napadlo – prekliato nízka.

 

Michal Kovaľ (FMFI UK, NA62):

1. Nabratie dostatočnej štatistiky na štúdium Higgsovho bozónu a tiež pre rôzne “new physics searches”. V súčasnosti je viacero zaujímavých signálov hlásených z experimentov CMS a LHCb, ktoré však môžu byť len štatistickou fluktuáciou a nové dáta rozhodnú či je to tak, alebo či sa za nimi môže skrývať “nová fyzika”.

2. Priestor pre novú fyziku je taký veľký, že nevieme vylúčiť takmer žiaden prejav novej fyziky, kým to nevyskúšame v experimente.


Poznámky pod čiarou :

1. Jednotka TeV je energia elektrónu urýchleného napätím 1 biliónov voltov.

2. LHC je časticový urýchľovač na ktorom sú rozmiestnené rôzne detektory (CMS, Alice, Atlas, NA62, …). Práve v nich prebiehajú zrážky a pozoruje sa čo z častíc vylietava. Presnejšia štruktúra sa dá nájsť napríklad aj tu.

3. Obrázky sú z CERNu a z wikipédie.

CERN_LHC
Štruktúra urýchľovačov a detektorov v CERNe.

Text je súčasťou blogov Denníka N, nie je redakčným obsahom.
Administrátorov blogov môžete kontaktovať na adrese blog@dennikn.sk.

Aj priestor pre blogerov Denníka N vznikol vďaka vám. Predplaťte si nás a podporte našu snahu o kvalitnú žurnalistiku.

Pridajte sa k predplatiteľom

Dnes na DenníkN.sk

Absolvent teoretickej fyziky na Bratislavskom Matfyze, momentálne pôsobiaci na výskumnom inštitúte v Dubline.

Blogy

|