14. augusta 2022
cms detector

Desať rokov po Higgsovi

Aula bola narvaná do posledného miesta, ak ste neboli na zozname, nestačilo ani privstať si niekoľko hodín. Každému bolo jasné, že tento deň si budeme pamätať dlho. Dňa 4. júla 2012 sa po približne storočí zavŕšila naša snaha pochopiť, z čoho sa skladá hmota.

Do roku 1905 sa ľudia sporili, či vlastne existuje niečo ako atómy – nedeliteľné stavebné dieliky hmoty. Elektróny boli známe menej ako desaťročie, atómové jadrá ešte nepoznal nikto. V roku 1905 Einstein ukázal, že známy experiment so zdanlivo náhodným pohybom peľového zrnka sa dá interpretovať ako efekt narážajúcich molekúl vody.

Pre fyziku sa otvoril nový svet, ktorý dnes považujeme za samozrejmý, kedysi však znel ako rozprávka. Dokážeme vytvárať molekuly na mieru, rozumieme ako funguje Slnko, vieme vyrábať energiu z jadra a elektrické súčiastky s dych-vyrážajúcou presnosťou.

Zoznam fundamentálnych častíc najprv rástol, neskôr našťastie začal klesať – zistili sme totiž, že väčšina častíc nie je fundamentálna, z niečoho sa skladá – napríklad protóny sa skladajú z troch kvarkov. Zoologická záhrada fyziky nadubudla systém – plejády častíc sa skladali zo smiešne krátkeho zoznamu elementárnych častíc.

Zoznam známych elementárnych častíc.
Zoznam známych elementárnych častíc. Zdroj: WIKI.

Jeho základ tvoria častice hmoty: elektróny, kvarky a neutrína; všetky v niekoľkých variáciách. Keď k tomu prihodíte zopár častíc, ktoré sprostredkúvajú interakcie medzi nimi – napríklad fotón, teda časticu elektromagnetického poľa – dokážete vysvetliť takmer všetky vlastnosti hmoty okolo nás. Takmer, ale nie úplne.

Takzvanému štandardnému modelu časticovej fyziky niečo chýbalo. Niečo, čo by vysvetlilo, prečo niektoré častice z istého uhľa vyzerajú nehmotne a z iného veľmi ťažké. Postulovala sa existencia nového poľa – a jemu odpovedajúcej častice –, ktoré ostatným dokáže dodať hmotnosť. Tušíte správne, ide o Higgsove pole a Higgsov bozón.

Tak trochu sa tušilo, že sa ho podarí nájsť, tutovka to však podľa mnohých nebola. Higgsov bozón je v niečom iný, než ostatné známe častice. A hľadá sa naozaj ťažko. Preto sa jeho nájdenie dvomi experimentami, ATLAS a CMS, považuje za najväčší úspech nielen CERNu, ale aj fyziky ako takej.

Zavŕšenie štandardného modelu nás zanechalo na zvláštnom mieste. Máme teóriu, ktorá je presnejšia, než prakticky hocijaká iná – niektoré predpovede sedia na vyše 10 desatinných miest. A aj tak nie sme spokojní.

Vieme, že štandardný model nie je celý príbeh. Napríklad neobsahuje gravitáciu. A nerozumieme, čo sa s povahou síl stane pri vysokých energiách. Vieme, že vesmír je plný tmavej hmoty, no žiadna z častíc štandardného modelu na ňu nepasuje. Musí existovať fyzika za štandardným modelom. Akurát nevieme, že aká.

Keď sa staval Veľký časticový urýchľovač, bolo pomerne jasné, čo chceme hľadať. Keď sa teraz navrhuje „Ešte väčší časticový urýchľovač“, tak trochu tápeme – za desať rokov od objavu Higgsovho bozónu sme neobjavili nič, čo by sa dalo označiť za viac, než náznak novej fyziky. Určite existuje, no ťažko povedať, kedy sa dočkáme podobne veľkého objavu ako pred desiatimi rokmi.

[Samuel]

Pridaj komentár