Vědci z Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) ve středu v devět hodin dopoledne středoevropského času v australském Melbourne oznámili existenci nové částice, možná Higgsova bosonu. Co ale výsledky z velkého hadronového urychlovače pod švýcarsko-francouzskou hranicí znamenají? A proč lidé Higgsovu bosonu říkají božská částice? Odpovědi přinesl britský zpravodajský server Guardian.
Částice nese jméno podle Petera Higgse. Britský fyzik předpověděl její existenci už v roce 1964. Teorie, kterou rozpracoval spolu s Philipem Andersonem, je klíčová pro pochopení vzniku hmoty. Boson ve standardním modelu částicové fyziky vysvětluje, jak získaly ostatní částice hmotnost.
Pokud by základní částice hmotnost nezískaly, vesmír by dnes vypadal zcela jinak. Částice by bez hmotnosti létaly vesmírem rychlostí světla a nikdy by se nevytvořily atomy, z nichž pak vznikaly hvězdy a planety.
“Předpokládá se, že krátce po velkém třesku mnoho částic nemělo žádnou hmotnost. Tu získaly až později díky Higgsově poli. Každá částice, která s Higgsovým polem interaguje, získává hmotnost,” řekl pro Guardian vědecký korespondent Ian Sample.
Velký hadronový urychlovač (LHC), postavený za zhruba pět miliard švýcarských franků (asi 84 miliard Kč), je největší urychlovač částic na světě. Vědcům pomáhá simulovat podmínky podobné těm, jaké existovaly těsně po vzniku vesmíru.
Hlavní součástí urychlovače je 27 kilometrů dlouhý kruhový tunel umístěný 50 až 175 metrů pod zemí, kterým probíhá potrubí o délce 26 659 metrů. Tok částic v potrubí je řízen a urychlován soustavou přibližně 9 600 magnetů různých druhů a vlastností. Aby elektromagnety vytvořily dostatečně silné magnetické pole, musí být ochlazovány na teplotu -271,3 stupňů Celsia.
Zařízení umožňuje proti sobě v téměř naprostém vakuu rychlostí rovnající se 99,9999991 procenta rychlosti světla vyslat dva paprsky subatomárních částic (protonů či iontů), při jejichž střetu vznikne sprška nových částic, které jsou předmětem výzkumu. Informace o vlastnostech částic vzniklých při střetu sleduje několik detektorů.
Higgsovo pole je teoretická neviditelná energie, která se táhne celým vesmírem. Přilne k elementárním částicím, ať jsou kdekoliv, a učiní je hmotnými. Pro některé částice je pole více přitažlivé než pro jiné. Například částice světla, fotony, vůbec polem přitahovány nejsou.
Teoreticky částice nemusely vážit vůbec nic, jakmile ale pole po velkém třesku začalo fungovat, získaly svoji hmotnost.
Svoji přezdívku boson získal díky Leonu Ledermanovi, držiteli Nobelovy ceny za fyziku. Napsal knihu Božská částice: Pokud je vesmír odpovědí, co je otázka? (v originále: The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?) Sám Higgs není příznivcem tohoto pojmenování.
“Shledávám ho matoucí, protože já sám věřící nejsem. Je to určitý druh zneužití terminologie, které by mohlo některé lidi i urazit,” vypověděl Higgs.
Podle Higgse dokonce ani sám Lederman neměl v plánu částici nazvat božskou čili god particle. Chtěl ji pojmenovat goddamn particle (zatracená částice), ale editor knihy mu to nedovolil.
Higgsův boson je posledním chybějícím článkem v takzvaném základním modelu částicové fyziky. Význam tohoto modelu pro fyziky Reuters srovnává s významem teorie evoluce pro biology.
Znamenalo by to potvrzení modelu, který předpokládá, že vesmír se skládá z 12 základních stavebních kamenů, elementárních částic, které můžeme vysvětlit pomocí čtyř druhů interakcí. Ostatních 11 částic, které model předpokládá, již bylo nalezeno.
Existence Higgsova bosonu sice předpovídá základní model částicové fyziky, zatím ale nebyla potvrzena experimenty. Pokud by nebyl nalezen, museli by vědci přehodnotit současné teorie o vzniku vesmíru.
