Vše, co jste chtěli vědět o Božské částici – a báli jste se zeptat

Loni 4. července vydala Evropská organizace pro jaderný výzkum (CERN) zprávu, na kterou vědecký svět dlouho čekal. Během experimentů ve velkém hadronovém urychlovači byla detektory zachycena subatomární částice, která svými charakteristikami odpovídala dosud marně hledanému Higgsovu bosonu. Zda šlo skutečně o něj, nebo výzkumníci narazili na nějakou jinou, ještě "exotičtější" částici, se dosud s jistotou neví.

Kde je boson ukrytý?

Přes velmi nadějné vyhlídky není dosud existence Higgsova bosonu s absolutní jistotou prokázána. Výsledky testů, které CERN provedl v letech 2011 a 2012, se s předpokládanými hodnotami shodovaly z 95 procent. V polovině letošního března zástupci CERN uvedli, že pravděpodobnost definitivního potvrzení existence Higgsova bosonu se stále zvyšuje. Podle vědců už je fakticky jen otázkou, zda jde o "standardní" boson či některou z jeho variant.

Proč je tak důležitý?

Higgsův boson, jemuž se někdy v nadsázce přezdívá božská částice, je posledním neprokázaným článkem v takzvaném standardnímu modelu částicové fyziky. Ten popisuje vlastnosti všech známých elementárních částic a způsob, jakým spolu interagují. Model však ve své rané fázi nedokázal vysvětlit, jak získávají některé částice hmotnost. To je přitom zcela zásadní věc, neboť pokud by například elektrony neměly hmotnost, nemohly by existovat ani žádné atomy.

Kdo vymyslel boson

V roce 1964 britský fyzik Peter Higgs přišel s teorií, že elementární částice získávají hmotnost díky interakci s jinou, dosud neznámou částicí. Některé částice reagují silněji, a tudíž mají velkou hmotnost (třeba takzvaný top kvark). Jiné naopak nereagují vůbec, díky čemuž nemají hmotnost a mohou se pohybovat rychlostí světla (fotony). Výsledky experimentů nasvědčovaly, že Higgsova teorie je správná. Ona tajemná částice, nazvaná Higgsův boson, ale stále zůstává pouze hypotetickou částicí.

Večírek s celebritou

Mechanismus, jakým Higgsův boson dodává ostatním částicím hmotnost, vědci někdy přirovnávají k večírku, na který dorazila celebrita. Když se zpráva o přítomnosti slavného člověka rozšíří, ihned ho obklopí fotografové a zájemci o autogram, a tím mu znemožní další pohyb po místnosti – dodají mu hmotnost. Higgsův boson v tomto přirovnání představuje zvěst o přítomnosti celebrity.

Co vlastně víme o vesmíru?

Potvrzení existence Higgsova bosonu a určení jeho vlastností může podle některých vědců otevřít cestu k objevu celé řady zcela nových částic, včetně vícero druhů Higgsových bosonů. To by mohlo vést ke zcela novému pojetí částicové fyziky, které by šlo nad rámec současného standardního modelu. Ten je totiž překvapivě úspěšný v popisu viditelného vesmíru, který ale tvoří pouhá čtyři procenta vesmíru jako celku.

Definitivní potvrzení (nebo vyvrácení) existence Higgsova bosonu může být ještě otázkou několika let. Letos v únoru byl totiž Velký hadronový urychlovač (LHC) plánovaně odstaven. Dvouleté přerušení provozu by mělo především umožnit seřízení urychlovače na maximální výkon.