Americký Tevatron soupeří s výkonnějším LHC o to, kdo objeví higgsův boson
25. 03. 2011
Americký urychlovač částic Tevatron je po LHC v CERNu druhý největší na světě a provozuje ho státní věděcká instituce Fermilab nedaleko Chicaga. Obvod urychlovače činí 6,3 kilometrů (LHC má 27 kilometrů v obvodu) a dochází v něm k urychlení částic k energetickým hodnotám až 1 TeV, což dalo také vzniknout jménu urychlovače. Boson je teoretická částice, která by měla být podle Standardního modelu kvantové fyziky nositelem hmotnosti, vědci však neví jakou hmotnost by měla mít částice samotná.
Hmotnost lze podle rovnice E=mc2 vyjádřit také pomocí energie a to se také běžně používá při popisu experimentů v LHC nebo Tevatronu. Při experimentech v urychlovačích dosahují částice rychlostí blížících se rychlosti světla a jejich energie roste k hodnotám, při kterých se používají jednotky TeV (teraelektronvolt je přibližně 1,6 x 10 -7 joulů.
Podle březnového prohlášení vědci s pomocí Tevatronu vyloučili energi higgsova bosonu mezi 0,156 a 0,183 TeV, to znamená zvýšení pravděpodobnosti, že dosahuje hmotnosti mezi 0,114 a 0,156 teV, jak je znázorněno na grafu vpravo. Spodní hranice byla určena předchůdcem LHC v CERNu, urychlovačem LEP, s pravděpodobností 95 %, horní hranice se stejnou pravděpodobností určují nepřímá pozorování.
Tevatron by měl ukončit provoz do konce roku 2011, jedním z důvodů je spuštění výrazně výkonnějšího LHC v Evropě (dokáže urychlit protony na energetické hodnoty až 7 TeV), ale k uzavření přispěla také rostoucí poruchovost. Američtí vědci nicméně doufají, že se jim podaří zachovat alespoň částečný provoz až do roku 2014.
Higgsův boson vědcům v CERNu stále uniká detekci, jak jej vlastně hledají?
6. 3. 2011 Data posbíraná v roce 2010 na detektoru CMS, který je součástí Velkého hadronového urychlovače (LHC) pod francouzsko-švýcarskými hranicemi, doposud neprokázala existenci Higgsova bosonu. Fyzici v CERNu hledají tento druh částice ve srážkách protonů letících proti sobě téměř rychlostí světla. Výsledkem takové kolize jsou exotické částice, které se velmi rychle rozkládají a ztěžují tak svou detekci. Jednou z těchto částic by měla být i tzv "božská částice" jak byl higgsův boson nazván v knize Leona Ledermana.
Proč vlastně vědci v CERNu higgsův boson hledají? Čím je tato miniaturní částice tak zvláštní? Jde o teoretickou částici, o které vědci pouze předpokládají, že existuje, doposud ji ještě nikdo nedetekoval, ani neexistuje žádný přímý důkaz o její existenci. Higgsův boson je součástí Stadardního modelu částicové fyziky a je považován za nositele hmotnosti elementárních částic, je tedy klíčovou součástí tohoto obecně přijímaného teoretického modelu.
Detekce higgsova bosonu ale není jednoduchá. Podle Standardního modelu některé částice hmotnost mají, například neutron nebo proton, a některé ji nemají, například foton. Hmotnost částice by měl zprostředkovávat právě higgsův boson, ten ale nelze detekovat přímo, protože se velmi rychle rozpadá na další částice. A právě podle částic, které ve srážkách v LHC vznikají při různých rychlostech srážených protonů, se vědci snaží detekovat částice, které by mohly být výsledkem rozpadu higgsova bosonu.
Bohužel vědci neznají hmotnost higgsova bosonu, a proto ani nevědí jaké množství energie představované rychlostí srážejících se protonů je třeba, aby v kolizi tato částice vznikla. Eliminační metodou zatím zjistili, jakou hmotnost higgsův boson nemá, ale i to je v tomto poli fyziky pokrok. Fyzici v LHC jsou si jisti, že částici objeví a věří, že je to jen otázka času, kdy LHC přinese první důkazy o její existenci.
Více informací
Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích
Zprávy
Katalog hvězd
Vesmírné mise
O Living future
Nejnovětší zprávy
Katalog blízkých hvězd
Nejbližší exoplanety
Vesmírné mise
rss
twitter
facebook
