Streda, 20. september, 2017 | Meniny má Ľuboslav(a)
Pridajte si svoje mesto

Veda je na pokraji veľkého objavu, na výskume sa podieľa aj Žilinčan

Veda je na pokraji veľkého objavu. Už tento rok by mali fyzici v laboratóriách na francúzsko-švajčiarskej hranici potvrdiť, či vyvrátiť existenciu Higgsovho bozónu. Je to častica spojená s mechanizmom, vďaka ktorému majú iné elementárne častice hmotnosť

Fyzik Ivan Melo pracuje na Katedre fyziky Elektrotechnickej fakulty Žilinskej univerzity(Zdroj: Michal Filek)

. Jej existenciu doteraz vedci predpokladali, ale nikdy nepo-tvrdili. Teraz sú veľmi blízko.


Na práci v tomto najmodernejšom zariadení, takzvanom veľkom hadrónovom urýchľovači (LHC), pracujú tisíce vedcov. Na teoretickej časti spolupracuje aj niekoľko Slovákov. Jedným z nich je Ivan Melo z Katedry fyziky Elektrotechnickej fakulty Žilinskej univerzity. Hovorili sme s ním o tom, čo bude objav znamenať pre chápanie nášho sveta.
Čo je to ten Higgsov bozón? O čo sa to vlastne v CERN-e usilujete?
- Higgsov bozón je posledná častica štandardného modelu fyziky, teda chápania zákonitostí nášho sveta, ktorá ešte nebola objavená. Štandardný model je teória základných, elementárnych častíc, ktorá v našom svete perfektne funguje. Všetko, čo doteraz predpovedala, bolo objavené. Posledným krokom je práve Higgs.
Takže čo je to ten Higgs? Ako vieme, že existuje?
- Či existuje, to zatiaľ nevieme. Častice, z ktorých je zložená hmota, sa delia na také, ktoré vytvárajú akési stavebné prvky, tehličky hmoty všetkého okolo nás, vrátane nás samých. Potom sú to častice, ktoré sú zodpovedné za to, že hmota drží pohromade, za silové pôsobenie medzi tými tehličkami. Napokon, dôležitá vlastnosť, ktorú má hmota, je jej hmotnosť. Práve Higgs by mal byť prejavom mechanizmu, vďaka ktorému častice majú hmotnosť. Štandardný model ho predpovedá a je práve úlohou CERN-u objaviť ho. Buď to, alebo jeho existenciu definitívne vyvrátiť a nájsť niečo iné, prečo majú častice hmotnosť.
Ako Higgs hľadáte? Ako prebiehajú samotné experimenty?
- V CERN-e prebieha veľké množstvo experimentov. LHC je asi najväčšie fyzikálne laboratórium na svete. Na výskume sa podieľajú tisíce ľudí. Hľadanie Higgsa je ako hľadanie ihly v kope sena. V LHC dochádza k desiatkam miliónov protónových zrážok a z každej lietajú stovky častíc. Všetky je potrebné zaznamenať. Je to toľko údajov, že keby experimentátori nevedeli, čo a kde majú hľadať, nedokázali by nič. Povedať im to, je úloha práve nás, teoretikov. Na celom svete je nás veľké množstvo, na Žilinskej univerzite sme dvaja.
Ako blízko ste k objaveniu Higgsovho bozónu?
- Niečo sa ukazuje. Pre optimistu to už teraz znamená, že sme Higgsa objavili. Skeptici však upozorňujú na to, že aj v minulosti sa mnohokrát podobne ukazovali sľubné objavy a nakoniec to bola neznáma chyba a nadšenie spľaslo. Problém je totiž ten, že Higgsa nikdy neuvidíme priamo. Keď vznikne, okamžite sa rozpadne na niečo iné, na iné častice, ktoré sa často ihneď rozpadnú na ešte ďalšie častice. Experimentátori teda vidia len rozpadnuté produkty, ktoré však nemusia vzniknúť len rozpadom Higgsa, ale aj priamo. Napríklad vidíme v detektore dva fotóny s veľkou energiou. Je to známka existencie Higgsa, alebo nie? O tom to celé je. Mohol tam byť Higgs, ktorý sa rozpadol na dva fotóny, alebo mohli vzniknúť aj priamo, bez Higgsa. Na to, aby sme to dokázali rozlíšiť, je potrebné veľmi podrobne tieto fotóny skúmať. Z jednej zrážky sa to zistiť nedá. Tých zrážok musí byť veľké množstvo.
Už ste teda blízko?
- Niečo sa ukazuje pri hmotnosti 125 GeV (Gigaelektrón Volt), nie sme si však stále stopercentne istí. Jasné by to malo byť do konca tohto roka. Teda, že sa definitívne potvrdí, či vyvráti existencia Higgsovho bozónu v rámci štandardného modelu.
Čo to bude znamenať, ak sa potvrdí?
- Pre fyziku častíc to bude najvýznamnejší objav za ostatných 20-30 rokov. Znamenalo by to, že štandardný model, ktorý popisuje náš svet, naozaj perfektne funguje. Avšak musím povedať, že toto nie je scenár, po ktorom by sme najviac túžili.
Po čom teda najviac túžite?
- Väčšina vedcov túži po tom, aby tam síce Higgsov bozón bol, ale aby nemal vlastnosti štandardného Higgsa.
Prečo?

- So štandardným modelom totiž nie sme natoľko spokojní. Sú v ňom určité problémy, ktoré sa na tejto úrovni len veľmi ťažko vysvetľujú. Jedným z nich je napríklad ten, prečo by mal Higgs hmotnosť 125 GeV. Prirodzenejšie by totiž bolo, aby bol oveľa, oveľa ťažší. Môže ju mať aj takúto, ale potom bude treba v teórii urobiť určité dolaďovania. Preto by väčšina fyzikov dala prednosť takému vysvetleniu pôvodu hmotnosti častíc, v ktorom síce vystupuje Higgsov bozón, ale ten nemá vlastnosti toho štandardne-modelového, ale úplne iného. Táto teória sa nazýva Teória supersymetrie a pri nej by problémy s dolaďovaním neboli.
O čo v nej ide?
- Teória super symetrie predpokladá, že ku každej častici štandardného modelu existuje supersymetrický partner, ktorý má podobné vlastnosti, až na spin a hmotnosť. A že existuje až 5 Higgsov. Ak by to tak bolo, mohli by sme sa tešiť na celú novú škálu zák-ladných častíc. K elektrónom, miónom, taónom, neutrínam, kvarkom, gluónom, fotónom W a Z bozónom by tak pribudli ich supersymetrickí partneri. Bolo by to veľmi vzrušujúce a naše chápanie by sa posunulo veľmi dopredu.
Čo ak sa Higgsov bozón nepotvrdí?
- Ak by sa nepotvrdil štandardný Higgs a ani supersymetrický, znamenalo by to „koniec“ štandardného modelu, a asi aj supersymetrií. V istom ohľade by to bolo zo všetkých možností najzaujímavejšie. Neznamená to, že nebudeme vedieť, čo ďalej. V zálohe máme množstvo ďalších teórií. Väčšina teoretikov však za najpravdepodobnejšie považuje supersymetrie.
Je hľadanie Higgsovho bozónu jediným dôvodom, pre ktorý bol postavený LHC?
- Dôvodom je niekoľko a sú rovnako zaujímavé. Napríklad je to problém tmavej hmoty vo vesmíre. Je známe, že hviezdy tvoria len maličký zlomok toho, čo vo vesmíre je, približne iba 0,5%. Ďalej vieme, že 4% síce nevidíme, ale aspoň sa správajú ako hmota, ako ju poznáme. Že je zložená z častíc zo základného modelu, pravdepodobne je to vodíkový plyn, ktorý je dostatočne chladný, aby nesvietil. Ďalej je však vesmír zložený z 20 % hmoty, o ktorej vieme, že tam je, lebo má gravitačné účinky, ale ju nevidíme a inak o nej nevieme vôbec nič. Vieme akurát to, že sa neskladá z častíc zo štandardného modelu.
Čo to teda je?
- Medzi najvážnejších kandidátov, ktorí tvoria túto tmavú hmotu, patria nové elementárne častice. Najviac sa
v tejto súvislosti hovorí o najľahšej supersymetrickej častici. Uvažuje sa tak, že ak po big bangu boli produkované supersymetrické častice, postupne sa všetky rozpadali, až zostala tá najľahšia, ktorá sa už nemá ako ďalej rozpadnúť a potuluje sa vesmírom. Je to momentálne jedna z najväčších záhad vo vesmíre, tajomstvo, z čoho je zložená tmavá hmota. Bolo by úžasné, keby LHC vyriešil túto záhadu objavom novej častice.
Keď to zrátame, dohromady je to stále ani nie 30% vesmíru. Čo tvorí zvyšných 70%?
- A to je úplná záhada. Minimálne 70% vesmíru tvorí tmavá energia. O nej už nevieme vôbec nič. Vieme iba to, že tam je a že sa určite nespráva ako hmota. Naopak, správa sa tak, že má záporný tlak. To je jediný fakt, ktorý o nej vieme. Nie je to tak dávno, kedy mali vedci predstavu, že vesmír sa po big bangu rozpína, lenže rozpínanie sa spomaľuje. Teraz však vieme, že rozpínanie sa nespomaľuje, naopak sa zrýchľuje. Dôvodom by mal byť práve záporný tlak tmavej energie.
Aj výskumom tohto sa zaoberá urýchľovač?
- Konkrétne tohto nie. Tretím dôvodom, prečo bol LHC postavený, je záhada antihmoty. Spočíva v tom, že podľa predstáv o big bangu a štandardnom modeli, boli v ranom vesmíre produkované častice a zároveň aj antičastice v rovnakých množstvách. Keďže sa vesmír rozpína a chladne, produkcia postupne ustane. Pritom je známe, že keď sa stretne častica s antičasticou, mali by sa premeniť na žiarenie, takzvane anihilovať. Pokiaľ bol rovnaký počet častíc, aj antičastíc, všetka hmota a antihmota sa mala časom premeniť na žiarenie. Lenže hmota tu evidentne je, veď aj náš svet je hmota. Záhada je, prečo zmizla antihmota a prečo tu hmota zostala.
Aké je na to vysvetlenie?
- Predstava je taká, že zrejme raný vesmír neprodukoval hmotu aj antihmotu v rovnakom množstve. Opäť vstupujú do hry supersymetrie, vďaka ktorým sa pri vysokých energiách vyprodukuje o máličko viac hmoty, ako antihmoty. Pomer bol asi taký, že zanihilovalo milión častíc hmoty s miliónom častíc antihmoty, ale jedna častica hmoty predsa len zostala. Tá jedna častica potom tvorí celý náš hmotný svet. Samozrejme, je to pomerne povedané.
Ešte niečomu sa v CERN-e na LHC venujú?
- Skúmajú sa ešte zrážky ťažkých jadier olova a vznik ďalšieho skupenstva hmoty – tzv. kvark-gluónovej plazmy. Toto skupenstvo vo vesmíre existovalo jednu mikrosekundu po big bangu.
Čomu konkrétne sa venujete vy s kolegom v Žiline?
- Nevenujeme sa práve hľadaniu Higgsa, ale teórii, ktorá vysvetľuje hmotnosť častíc inak a v ktorej Higgsov bozón nefiguruje. Ak by totiž nebol objavený a nepotvrdili by sa ani supersymetrie, bola by tu otázka, čo dáva časticiam hmotnosť. My ponúkame alternatívnu teóriu, v ktorej figuruje nová častica, ktorá je asi desaťkrát ťažšia ako Higgs a je oveľa ťažšie ju objaviť. Ak by sa potvrdila naša teória, bolo by treba čakať o 6 – 10 rokov dlhšie. Okrem toho je však aj veľa ďalších teórií.
Aký je predpoklad? Potvrdí sa Higgsov bozón?
- Ľudia, fyzici, sú pomerne presvedčení, že to už asi bude ono. Sú však aj takí, čo optimizmus krotia. Je vraj podfarbený našim očakávaním, keďže Higgsov bozón potrebujeme na to, aby fungoval štandardný model alebo supersymetrie. Keď však merania vyjadríme matematicky, na 99% sa dá povedať, že sme našli Higgsov bozón. Z minulosti sú však známe aj prípady, kedy bola pravdepodobnosť ešte vyššia a nakoniec z nového objavu nebolo nič. Treba byť opatrní.
Z CERN-u však tento rok prišla aj ďalšia zaujímavá správa o tom, že je možné vyvinúť vyššiu rýchlosť, ako je rýchlosť svetla.
- V jednom z experimentovprodukujú vedci neutrína, ktoré nasmerujú cez zemskú kôru do Talianska v Gran Sasso, kde sa ich snažia zachytiť. Snažia sa študovať ich základné vlastnosti. Medzitým sa pokúsili aj odmerať ich rýchlosť a zistili, že na miesto prišli o máličko skôr, ako by takúto vzdialenosť prešlo svetlo. Je to veľmi prekvapujúce, pretože teória relativity hovorí, že častice nemôžu prekročiť rýchlosť svetla. Ak by sa to potvrdilo, bol by to asi objav storočia a zasiahol by jeden zo základných kameňov súčasnej fyziky. Na teórii relativity je vybudovaná celá súčasná fyzika. Nemusela by sa však hneď celá úplne zrútiť. Existuje v nej totiž jedna možnosť, že by takéto častice, ktoré sú rýchlejšie ako svetlo, mohli existovať. Nikdy sa však nebrala príliš vážne.

  1. Polícia chytila na diaľnici opitého Žilinčana 488
  2. Policajti dolapili nepolepšiteľného zlodeja. Vlámal sa do 23 objektov Foto 260
  3. Verejné bicykle budú v Žiline už na budúci rok 238
  4. Porúbka hostila upršaný Red Bull Get on Top 181
  5. Obyvatelia Závodia dlho žiadali o chodník na nebezpečnej zákrute. Teraz budú mať dva 158
  6. Žilinská radnica oživuje sny o športovom megakomplexe za 60 miliónov 133
  7. Sviatok Sedembolestnej priniesol dve nehody opitých vodičov 52
  8. Žilinskí poslanci si zdvojnásobili odmeny. Vzdajú sa teraz svojho príjmu? 50
  9. Na Predmestskej ulici zbúrajú zdevastovanú bytovku 43
  10. Florbalisti aj po troch kolách stopercentní 43

Najčítanejšie správy

Žilina

Polícia chytila na diaľnici opitého Žilinčana

Muž bol obmedzený na osobnej slobode a bolo voči nemu vznesené obvinenie.

Policajti dolapili nepolepšiteľného zlodeja. Vlámal sa do 23 objektov

Mužovi hrozí trest odňatia slobody na tri až desať rokov.

Verejné bicykle budú v Žiline už na budúci rok

V Žiline by mohlo byť rozmiestnených až sto verejných bicyklov na 25 stanovištiach.

Porúbka hostila upršaný Red Bull Get on Top

Preteky boli tento rok zatiaľ najdrsnejšie v ich histórii.

Obyvatelia Závodia dlho žiadali o chodník na nebezpečnej zákrute. Teraz budú mať dva

Mesto rozbehlo výstavbu chodníka pri cintoríne. Mestský poslanec finišuje s prípravou pozemkov na druhej strane cesty.

Blízke regióny

Martinčania v hurikáne Irma: Do rána sme sa modlili, aby sme prežili toto peklo

​​​​​​​Mladý pár v noci prebrala ohromná sila vetra. Lomcovala so zadebnenými oknami, všetko vŕzgalo, triaslo sa, vonku bolo počuť buchot. Vlny na mori vraj dosahovali výšku sedem metrov a rozbíjali sa až hlboko v bielom piesku. Takto si Martinčania spomínajú na strašný hurikán v Dominikánskej republike.

V Jedľovinách buďte opatrní, niekto tam na chodníku nastražil kruté pasce

​​​​​​​Počas prechádzok v obľúbenej martinskej lokalite Jedľoviny si treba dávať pozor. Nejaký bezcitný človek tam schované v zemi poukladal pasce z ostrých klincov priamo na chodník. Ak na ne stúpite, môžete sa vážne zraniť. Či sú nástrahy určené bežcom, cyklistom, motorkárom a aký mal dotyčný na to dôvod, úplne jasné nie je.

Ako sa Oravec ubránil poľským banditom. Na začiatku bol inzerát

Nepríjemnú skúsenosť s poľskými obchodníkmi má dolnokubínsky podnikateľ, ktorý zareagoval na inzerát z internetu. V najhoršej chvíli sa obával nielen o peniaze a auto, ale aj o život.

V novembri nakupujeme v Galérii

Teraz to síce ešte tak nevyzerá, ale v budúcej Galérii Martin budeme môcť nakupovať už 30. novembra. Do toho termínu sa dnešné stavenisko má premeniť na moderný kultúrno-spoločenský priestor, v ktorom svoje služby ponúkne okolo 60 prevádzok.

Motorkár neprežil náraz do zaparkovaného auta

Prečo motocyklista vozidlo neobišiel, zisťujú policajti.

Všetky správy

Protischránkový register má prvú obeť, vypovedali nájom bratislavskej stanice

Developer, ktorý mal vlani dokončiť rekonštrukciu hlavnej stanice, výpoveď nájmu pozemkov spochybňuje.

Poučný rok. Sagan už vie, že prvý, koho sa budú chcieť zbaviť, je on

V tomto roku sa majstrovi sveta nepodarilo priblížiť k vlaňajšej úspešnej sezóne.

Pellegriniho úradníčka má blízko k IT firme spájanej s Počiatkom

Šéfka sekcie Pellegriniho úradu Denisa Žiláková má udržiavať intímny vzťah so šéfom Anextu, ktorý zarába na štátnych zákazkách.

Ficove hodinky, Dankov Mustang či Kiskov dom majetkové priznania neukážu

Predseda SNS Andrej Danko prišiel počas roka podľa majetkového priznania o osem áut.

Po vražde rozhodcu sa vrátil k hokeju. Ščurkovi v Košiciach diváci tlieskali

Hokej sa hrá pre fanúšikov a každý z nich má právo na svoj názor, tvrdí hokejista Ladislav Ščurko.

Kam vyraziť

KOLLÁROVCI V DOME ODBOROV

24. septembra
Pozývame Vás na jedinečný JUBILEJNÝ koncert kapely KOLLÁROVCI.

Prvé múzeum intermédií II.

10. júla
Prvé múzeum intermédií (PMI) je expozíciou dlhodobého charakteru, ktorá ako jediná na Slovensku predstavuje diela intermediálneho a mediálneho umenia. Pochádzajú zo zbierky PGU v Žiline, budovanej od 90. rokov. Vybrané diela sú nielen príkladmi inštalácií, objektov a rôznych foriem mediálneho umenia od začiatku poslednej dekády 20. storočia až po súčasnosť, ale zároveň dokladajú umelecké stratégie a témy, ktoré sú vo výtvarnom umení po roku 1990 prítomné.

Pavol HAMMEL a PRÚDY

22. septembra
Staré Prúdy s oživeným programom Zvoňte, zvonky v hviezdnej zostave - Pavol Hammel, Fero Griglák, Fedor Frešo, Peter Preložník a Igor “Teo” Skovay sa pre veľký úspech vracajú do Žiliny.

RICHARD III – Slovenské divadlo tanca

26. septembra
Námetom Shakespearovho RICHARDA III sa stal príbeh anglického panovníka v období jeho uchopenia moci ako aj jeho despotického vládnutia.

Karel RODEN a Jana KRAUSOVÁ - O LÁSKE

28. septembra
Je paradoxné, že sa meno spisovateľa Philippa Claudela u nás objavuje v spojení s bulvárnou komédiou. Napísal totiž jednu jedinú hru - Parle-moi d´amour. Je to komorná záležitosť, ktorá s ľahko drastickým humorom sleduje pár stredného veku, ktorý vo svojom prepychovom byte preberá najrôznejšie traumy dlhoročného manželského vzťahu. Minuloročnú novinku Parle-moi d´amour v Paríži hral v Comedie des Champs-Elysée populárny komik Michel Leeb a Caroline Siholová v réžií Michela Fagadau. Štúdio DVA ju uvádza v českej premiére v preklade Alexandra Jerie.