Existuje Božská částice, nebo ne? Vše, co jste o ní chtěli vědět

Nové pokusy na subatomární částici objevené loni vědci Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) stále více prokazují, že by mohlo jít o takzvaný Higgsův boson. CERN to oznámil na konci minulého týdne v tiskovém prohlášení. Šlo by o převratnou záležitost, protože podle vědeckých hypotéz může model této "božské částice" podat vysvětlení o tom, jak základní částice získávají hmotnost.

Podle vědců už fakticky zůstává otevřená jen otázka, zda jde o "standardní model" bosonu či některou z jeho "lehčích" variant, jak některé fyzikální teorie předpokládají. Na odpověď bude ale nutné si ještě nějaký čas počkat.

"Předběžné výsledky s úplnými daty z roku 2012 jsou báječné a podle mě je jasné, že máme co do činění s Higgsovým bosonem, přestože máme před sebou ještě dlouhou cestu, abychom zjistili, o jaký druh Higgsova bosonu jde," prohlásil mluvčí výzkumného týmu CMS Joe Incandela.

Tak vypadají teoretické modely bosonu:

Také mluvčí druhého výzkumného týmu ATLAS Dave Charlton reagoval s nadšením a údaje označil za výsledek obrovského úsilí mnoha obětavých lidí. Podle něj se ukazuje, že částice splňuje parametry standardního modelu Higgsova bosonu a že zjištění je dobrým základem pro budoucí měření, na jehož základě by se mělo zjistit, do jakého bosonového spektra prvek náleží.

Profesor Jiří Chýla z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR řekl, že nové výsledky "posilují svědectví předcházejících dat" a potvrzují správnou hodnotu fyzikálních hodnot dané částice. Další podrobnější znalosti o bosonech bude možné získat tak jako předtím opět ve velkém hadronovém urychlovači (LHC). V únoru ale vědci jeho provoz na dva roky přerušili, aby mohli zdvojnásobit kapacitu jeho energie a zároveň zesílit jeho bezpečnost. Poté bude zkoumání trvat dva až tři roky, než budou k dispozici důvěryhodné výsledky.

Co je Higgsův boson?

Higgsův boson je posledním chybějícím článkem v takzvaném základním modelu částicové fyziky, který popisuje základní stavební kameny vesmíru. Ostatních 11 částic, které model předpokládá, již bylo nalezeno. Objev Higgsova bosonu by tak potvrdil platnost celého modelu. Pokud by nebyl nalezen, museli by vědci přehodnotit současné teorie o vzniku vesmíru.

Vědci jsou přesvědčeni, že v první biliontině sekundy po velkém třesku byl vesmír obrovskou směsicí částic bez hmotnosti, které létaly rychlostí světla. Až interakcí s Higgsovým polem získaly hmotnost a nakonec utvořily vesmír, jak ho známe.

Higgsovo pole je zatím teoretické a neviditelné energetické pole, které proniká celým vesmírem. Některé částice, jako třeba fotony, které vytvářejí světlo, pole neovlivňuje, a proto nemají žádnou hmotnost. Další částice ale pole přitahuje a hmotnost jim dodává.

Lze si to názorně představit i na příkladu s celebritou. Například George Clooney (částice) jde po ulici a okolo něj je skupina fotografů (Higgsovo pole), kteří mu dodávají váhu (hmotnost). Průměrný člověk na té samé ulici (foton) se ale terčem pozornosti fotografů nestane, a tak prostě pokračuje v cestě.

CERN - tady se hledá Božská částice:

Pokud by základní částice neuměly hmotnost nabírat, vesmír by vypadal úplně jinak. Částice by volně poletovaly kosmem rychlostí světla a nikdy by nevytvořily atomy, z nichž pak vznikla veškerá hmota včetně celých planet a hvězd. Existenci částice předpověděl v roce 1964 britský fyzik Peter Higgs, který teorii rozpracoval s několika spolupracovníky.

Jak se pozná, že se skutečně podařilo objevit a dokázat Higgsův boson?

Vědci při pátrání po bosonu zkoumali různé energetické hladiny, v nichž by se částice mohla objevit. Při experimentu našli "peaky" (špičky, vrcholky) na energetickém spektru v hladině okolo 125 a 126 gigaelektronvoltů (GeV). Tyto vrcholky podle nich ukazují na novou subatomární částici, asi 133krát těžší než proton.

Získaný výsledek je těsně pod úrovní 5 sigma, kterou částicoví fyzikové považují za hranici, při níž je možné mluvit o objevu. Úroveň 5 sigma ukazuje pravděpodobnost náhodné fluktuace pozadí, tedy chyby, v poměru jedna ku 3,5 milionu. Proto mohli vědci s poměrnou jistotou oznámit nalezení nové částice.

Dosavadní výsledky pokusů podle vědců stále více prokazují, že by se mohlo o Higgsův boson opravdu jednat.

ČTK, kar