Nový urychlovač částic má pomoci vyjasnit vesmír

Josef Tuček
30. 8. 2008 23:10
Nositelé Nobelovy ceny se těší, pohlcení Země se nebojí
Simulované uvolnění a pak zánik tajuplné částice Higgsův boson, jak by vše mělo probíhat v novém urychlovači.
Simulované uvolnění a pak zánik tajuplné částice Higgsův boson, jak by vše mělo probíhat v novém urychlovači. | Foto: CERN

Lindau /Od zpravodaje Aktuálně.cz v Německu/ - Odkryje nám taje hmoty a vesmíru, říkají jedni.

Všechny nás zničí, varují druzí.

Řeč je o největším urychlovači částic na světě, který začne pracovat na podzim pod hranicí mezi Švýcarskem a Francií.

Podle některých hypotéz, které vážně probírají i seriózní fyzikové, by v něm mohly mimo jiné vzniknout mikroskopické černé díry: nepatrné obdoby mohutných černých děr ve vzdáleném vesmíru, které do sebe nekompromisně pohlcují vše ze svého okolí, včetně světla. Mikrodíra by podle úplných alarmistů, kteří se ovšem rekrutují spíš ze čtenářů sci-fi než z vědců, mohla stačit na pohlcení a zničení celé naší zeměkoule.

Aspoň bychom měli kam dát smetí

"Já bych se toho nebál, naopak. Kdybychom vytvořili malé černé díry, aspoň bychom věděli, kam dát smetí v Neapoli," žertoval Carlo Rubbia, nositel Nobelovy ceny za fyziku, který působí v Evropské laboratoři pro fyziku částic (CERN).

Právě v ní se největší světový urychlovač částic dokončuje. V kruhovém tunelu, dlouhém 27 kilometrů a umístěném 50 až 175 metrů pod zemí, budou v teplotě těsně blízké absolutní nule kroužit částice, urychlované pomocí magnetů. Vědci je pak chtějí nasměrovat proti sobě. Hodně si například slibují od čelní srážky protonů.

Země je bombardována z vesmíru

Se vznikem nebezpečných mikroskopických černých děr v něm však ve skutečnosti nepočítají.

Průřez Velkým hadronovým urychlovačem pod hranicí mezi Švýcarskem a Francií: Modře je značen 27 kilometrů dlouhý, podzemní kruhový tunel pro urychlování částic. Šedě je pak zobrazena trubice pro přívod částic do urychlovače. Čtyři prostory pro uskutečňování hlavních experimentů jsou spojeny s povrchem šachtami dlouhými od 50 do 150 metrů.
Průřez Velkým hadronovým urychlovačem pod hranicí mezi Švýcarskem a Francií: Modře je značen 27 kilometrů dlouhý, podzemní kruhový tunel pro urychlování částic. Šedě je pak zobrazena trubice pro přívod částic do urychlovače. Čtyři prostory pro uskutečňování hlavních experimentů jsou spojeny s povrchem šachtami dlouhými od 50 do 150 metrů. | Foto: CERN

"Vždyť na Zemi neustále dopadají nejrůznější částice z vesmíru. A žádné velké problémy nám nezpůsobují," shrnul další laureát Nobelovy ceny David Gross.

Cestování časem zatím ne

Vědecká komunita zcela nepřijala ani výpočty dvou ve světě respektovaných ruských matematiků Iriny Arefjevové a Igora Voloviče ze Stěklovova matematického ústavu v Moskvě. Ti propočítali, že v okamžiku srážek částic by se mohla otevřít takzvaná "červí díra", která by fungovala jako stroj času, či prostě propojení současnosti s budoucností.

Zatím na Zemi žádnou červí díru nemáme, takže ani cestování časem není možné. Pokud ji však v CERN vytvoří, bude od toho okamžiku možné spojení mezi různými časovými obdobími, kde červí díru v urychlovačích také budou mít.

Nebude se hodit zrovna pro výměnu cestovatelů, ale pro přenos elementárních částic, a potenciálně tedy i pro předávání zpráv.

Urychlování hadronů

Protože v zařízení se budou pohybovat částice zvané hadrony, nazývá se oficiálně Velký hadronový urychlovač. Mezi hadrony patří třeba protony, neutrony, bosony, mezony... (Znalci vědí, že se rozlišují podle počtu kvarků a antikvarků, z nichž se skládají. Ostatní lidé se možná bez této informace obejdou.)

Špičkoví fyzikové o hadronovém urychlovači debatovali při příležitosti setkání nositelů Nobelovy ceny se studenty a mladými vědci v bavorském rekreačním městečku Lindau. A maléru se nebáli. Naopak se těšili, co nového se díky zařízení dozvědí.

O setkání v Lindau také čtěte:

Jezerní debaty prolomily izolaci. Teď podněcují talenty
Laureáti Nobelovy ceny se přeli o klima. Řešení nenašli
Vědci tápou, proč je matematika těžká pro dívky

Peníze už nevrátím

Vědci doufají, že při srážkách částic v hadronovém urychlovači najdou takzvaný Higgsův boson. To je snad nejtajemnější částice současnosti. Fyzikové ji používají v teoretických modelech, ale v praxi ji ještě neprokázali.

"Věřím, že pokud Higgsův boson opravdu existuje, tak ho teď najdeme," soudil v Lindau Gerardus 't Hooft.

"A když se nenajde, vrátíte peníze za Nobelovu cenu?" ptal se žertem kolegů již zmiňovaný Carlo Rubbia.

"Ne, už jsem je utratil," odpověděl i za ostatní Martinus Veltman, který Nobelovu cenu za fyziku sdílel v roce 1999 s 't Hooftem.

Neviditelný vesmír

Nalezení Higgsova bosonu a dokonce zjištění jeho hmotnosti by vědcům umožnilo lépe pochopit vztah hmoty a antihmoty. A také zjistit, co je vlastně ve vesmíru kolem nás.

Propočty totiž ukazují, že viditelná hmota hvězd a těles, které odrážejí světlo, tvoří jen čtyři procenta celkové hmoty a energie vesmíru. Zhruba pětinu vesmíru tvoří takzvaná "temná" či "skrytá" hmota, která nevydává ani neodráží světlo ani jiná elektromagnetická záření. A celou zbývající část pak vědci nazývají "temná" či "skrytá" energie.

Vědci si už dlouho lámou hlavu nad tím, co to temná hmota a energie vlastně je. Informace o ní hledají ve vesmíru, ve fyzikálních laboratořích a nyní začnou také ve Velkém hadronovém urychlovači v podzemí.

O hledání temné hmoty a energie čtěte:

Práce na konstrukci Velkého hadronového urychlovače.
Práce na konstrukci Velkého hadronového urychlovače. | Foto: CERN

Teleskop pro výzkum tajemného záření vzlétl do vesmíru
Katrin jela kolem Evropy vážit vesmír

Práce osmi tisíc vědců

Na vývoji hadronového urychlovače a přípravě experimentů pro něj se podílelo kolem osmi tisíc vědců ze stovek výzkumných ústavů ve více než osmdesáti zemích světa. Náklady zřejmě přesáhnou šest miliard eur.

Vyplatí se to?

I na tuhle otázku odpovídali Jos Engelen, který je vědeckým ředitelem laboratoře CERN, a Lyn Evans, jenž projekt Velkého hadronového urychlovače vede. Na besedu do Lindau byli pozváni, i když ani jeden z nich Nobelovu cenu (zatím?) nemá.

"Pro urychlovač vyvíjíme technologie, které se pak mohou uplatnit v průmyslu," říkal Evans. "Dnešní medicína využívá zobrazování tkání v urychlovačích částic, které u nás možná vylepšíme," dodal Engelen.

Jednání v Lindau jsou vcelku neformální. V tomto případě zapomněli nositelé Nobelovy ceny (zleva) David Gross, George Smoot a Riccardo Giacconi na plánované setkání s novináři a přispěchali na ně od oběda. Smoot si s sebou tedy vzal i rozpité pivo.
Jednání v Lindau jsou vcelku neformální. V tomto případě zapomněli nositelé Nobelovy ceny (zleva) David Gross, George Smoot a Riccardo Giacconi na plánované setkání s novináři a přispěchali na ně od oběda. Smoot si s sebou tedy vzal i rozpité pivo. | Foto: Josef Tuček

Ale pak Lyn Evans upřímně shrnul: "Nikdo vlastně neví, jak takový fundamentální výzkum nakonec ovlivní lidskou společnost v budoucnu."

Je to vlastně jako když před stoletím fyzikové poznávali jádro atomu a netušili, že díky tomu dnes budeme mít zářiče pro ničení rakovinných nádorů, jaderné elektrárny, ale také vodíkové bomby.

Budete u převratných objevů

Urychlované protony začne pokusně urychlovačem kroužit v první polovině září. K první srážce protonů by pak mělo dojít koncem října. Celkově experimenty a jejich vyhodnocování potrvají možná desítky let.

"Největší objevy, které změnily fyziku, můžete znát jen z historických knížek, protože v té době jste ještě nežili," řekl David Gross v Lindau studentům a mladým vědcům, jejichž věk se pohyboval kolem pětadvaceti let. "Teď máte příležitost konečně být zase u úplně převratných objevů."

Foto: Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau
Čtěte rovněž o setkání v Lindau v loňském roce:
O čem přemýšlejí špičkoví vědci
 

Právě se děje

Další zprávy