Heuréka!

Urychlovače částic jsou největší vědecká zařízení na světě, paradoxně se však zabývají studiem těch nejmenších částic, které jsou nejzákladnějšími stavebními kameny celého vesmíru.

Velký hadronový urychlovač (LHC), který byl uveden do zkušebního provozu 10. září 2008, je obr mezi obry. Kruhový tunel, ve kterém dochází ke srážkám elementárních částic je 27 kilometrů dlouhý. Nachází se v hloubce 50 až 175 metrů pod zemí mezi Ženevským jezerem a pohořím Jura na francouzsko-švýcarských hranicích. Dějí se tam věci pro mnohé smrtelníky naprosto nepochopitelné, pro fyziky a pro odhalení fungování světa mimořádně důležité.

Kolosální zařízení, které je největší, nejznámější a nejvýkonnější ze všech, má simulovat situaci těsně po Velkém třesku, kdy podle všeho vznikl vesmír. Tehdy panovaly opravdu extrémní podmínky, které se v přírodě už nikdy nezopakovaly. Vědci se chtějí dobrat toho, jak se chovala hmota po Velkém třesku, ještě před vznikem atomů. Experimenty tak mají pomoci poodhalit, jak vznikl vesmír a vše, co se v něm nachází.

Za tímto účelem proti sobě posílají svazky částic, jedná se o jádra atomů olova či protony. Ty jsou nejprve urychleny prostřednictvím elektromagnetického pole, které je vytvářeno téměř 10 000 supravodivými elektromagnety, až téměř k rychlosti světla a poté jsou obousměrně vstřikovány do velkého kruhového tunelu. Částice jsou schopny vykonat až 11 tisíc oběhů 27 kilometrového tunelu LHC za minutu. Při srážce takto rychle se pohybujících částic vznikne obrovské množství energie, stejná jako při srážce dvou komárů. A komáři jsou řádově mnohonásobně větší než jádra atomů. Ke chlazení supravodivých magnetů v urychlovači LHC se využívá kapalné helium, které má teplotu -271 °C, což je hodnota velmi blízká absolutní nule.

Zásadní objev

Snad největším úspěchem v desetileté historii vědeckých experimentů prováděných v LHC, byl objev Higgsova bosonu neboli tzv. „božské částice“, ke kterému došlo v roce 2012. V té době už byla existence většiny základních částic potvrzena, ale Higgsův boson dlouho odolával. Jedná se o částici, která má být zodpovědná za hmotnost ostatních částic. Její existenci předpověděl v roce 1964 Peter Higgs, částice po něm pak získala pojmenování. Jeho matematický model tzv. Higgsova pole, který pomáhal řešit otázky částicové fyziky, byl pouze teoretický. O konstrukci LHC začali vědecký svět uvažovat právě proto, aby byla existence této částice dokázána. V roce 2012 mohli vědci vykřiknout slavné "Heuréka!".

Higgsovo pole tvořené neviditelnými bosony je všude okolo nás a částice, které jím procházejí musí překonávat jeho určitý odpor a mohou být zpomalovány, čímž získávají hmotnost. Například ale nehmotné fotony nechává toto pole netečnými, a tak jej proletí rychlostí světla. Vědci tvrdí, že bez existence Higgsova pole by se všechny částice chovaly jako fotony a nikdy by tak nevznikla žádná hmota. Neexistovaly by žádné hvězdy, planety a ani LHC.

A zde se podívejte na 9 skvělých technických vymožeností, které ještě v roce 2006 neexistovaly.

GALERIE Nejmenší částice v největším urychlovači

+ DALŠÍ 3 FOTKY + DALŠÍ 4 FOTKY