Závisí od nej stabilita vesmíru. CERN zmeral najpresnejšie v histórii hmotnosť najťažšej elementárnej častice
Vedcom z CERNu sa podarilo uskutočniť nové najpresnejšie meranie vrchného kvarku, známeho tiež ako kvark t, alebo top kvark. Na tému upozornil CERN na svojom webe.
Najúspešnejšia teória
Poznať presnú hmotnosť kvarku t je mimoriadne dôležité pre pochopenie nášho sveta v tom najmenšom meradle. Detailne poznať túto najťažšiu elementárnu časticu je pre vedcov kľúčové, pretože umožňuje testovať konzistentnosť matematického popisu všetkých elementárnych častíc – štandardného modelu.

Štandardný model je mnohými fyzikmi považovaný za tú pravdepodobne najúspešnejšiu vedeckú teóriu, akú sme doposiaľ dokázali vytvoriť. Hoci štandardný model od 70. rokov 20. storočia, kedy sa objavil vo svojej súčasnej formulácii, obstál mnoho testov, nie je dokonalý.
Opisuje totiž iba tri základné interakcie (silnú, slabú, a elektromagnetickú). Gravitačné interakcie, temnú hmotu, temnú energiu, ale aj vysvetlenie prečo počas Veľkého tresku prevládla hmota nad antihmotou, by si tu však hľadal márne.
Vrchný kvark
Ako sme spomínali, dotknutá elementárna častica je vôbec tá najhmotnejšia elementárna častica akú poznáme a prispieva k nášmu chápaniu vesmíra. Pre vedcov je však dôležité, že kvark t získava svoju hmotnosť spojením s Higgsovým bozónom. Dokonca je toto spojenie vôbec tým najsilenejším (v tejto mierke), aké v štandardnom modeli poznáme, píše portál ScienceAlert.

Nemenej podstatný je aj fakt, že kvark t dokážeme kolíziou v urýchľovači, akým je Veľký hadrónový urýchľovač (LHC) „rozbiť“. Kvark t interaguje primárne silnou interakciou, ale rozložiť sa môže iba pomocou slabej interakcie. Takmer výlučne sa rozkladá na bozón W a spodný kvark, známy tiež ako kvark b.
Mimochodom bozón W bol nedávno centrom kontroverzie. Jeho doposiaľ najpresnejšie meranie totiž otriaslo samotnými základmi vedy. Nová štúdia, o ktorej sme ťa informovali aj my v samostatnom článku, totiž ukázala, že hmotnosť bozónu W je v priamom rozpore s predpoveďami štandardného modelu.
Tu do tejto kontroverzie vstupuje hmotnosť kvarku t. Jeho hmotnosť totiž môžeme použiť na predpovede o Higgsovom bozóne, ale i o bozóne W, takže poznať jeho presnú hodnotu je skutočne pre vedu kriticky dôležité.
Ak toto v tvojich očiach nepridalo na význame tohto výskumu, tak vedz, že samotná stabilita nášho vesmíru závisí od presných hodnôt hmotností Higgsovho bozónu a kvarku t. Ak by totiž hmotnosť kvarku t bola čo i len trochu iná, z dlhodobého hľadiska by náš vesmír bol menej stabilný a potencionálne môže skončiť pri podobne chaotickej a násilnej udalosti akou bol Veľký tresk.
Samozrejme, uvedené platí aj opačne, ak poznáme presnú hmotnosť bozónu W a Higgsovho bozónu, vieme predpovedať hmotnosť top kvarku. Pozoruhodné však je, že „teoretická fyzikálna definícia hmotnosti, ktorá súvisí s účinkom kvantových korekcií, je stále ťažko kvantifikovateľná pre top kvark,“ píše CERN na svojom webe.
Váženie častíc
Hoci na prvý pohľad sa to môže zdať jednoduché, zmerať presnú hmotnosť častice je komplikovaná úloha. Aby sme dokázali vytvoriť elementárnu časticu akou je aj kvark t, fyzici musia najskôr rozbiť subatomárne častice (protóny) na urýchľovači častíc. Každá jedna takáto kolízia má za následok vyvrhnutie celého radu ďalších častíc, ktoré odborníci môžu pozorne študovať.

V tak malých škálach pozorované častice vstupujú do kvantového sveta, stanú sa tak trochu nejasnými, nepolapiteľnými a ich hmotnosť je len veľmi ťažké určiť. Našťastie človek je tvor šikovný a dokáže si poradiť aj s takýmito problémami.
Jednou z možností je opakovane vykonávať experimenty a potom štatisticky spracovať výsledky, alebo ako to teraz urobili vedci z CERNu, použiť rôzne metódy merania.
Presnejšie odborníci teraz merali hmotnosť kvarku t pomocou piatich odlišných „kinematických premenných citlivých na hmotnosť top kvarku“. Pre porovnanie, predchádzajúce merania použili iba tri premenné.
Vďaka použitiu týchto dodatočných informácií, ktoré mimochodom výrazne skomplikovali analýzu, boli experti schopní spresniť merania. Okrem toho bola potrebná extrémne presná kalibrácia údajov, ale i pochopenie rôznych teoretických a experimentálnych neistôt – neistoty sa týkali toho, ako presne detektor CMS (Compact Muon Solenoid) určil vlastnosti častíc vytvorených z kvarkov t.
Hmotnosť kvarku t
Aby sme však len nechodili okolo horúcej kaše, nové najpresnejšie meranie stanovilo hmotnosť kvarku t s presnosťou na 0,22 % na 171,77 ± 0,38 GeV. Podľa odborníkov je tento výsledok zhruba o 0,12 GeV presnejší, ako predchádzajúce merania založené na tých istých údajoch. Táto hmotnosť zodpovedá teoretickej hodnote predpovedanej štandardným modelom.
Meranie vychádza z údajov zozbieraných experimentom CMS v LHC v roku 2016. Ako zrejme vieš, LHC bol z dôvodu jeho inovácie od 10. decembra 2018 vypnutý. „Reštartovať“ sa ho podarilo po 3 ročnej prestávke len pred pár dňami.
LHC bol opätovne spustený 22. apríla a aktuálne sa pripravuje na prevádzkovú fázu s názvom „Run 3“. Jej začiatok je naplánovaný na leto 2022.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Milovaná automobilka vylepšila svoj elektromobil. Má 500 km dojazd a nabije sa za 24 minút

Expert na AI exkluzívne: Toto je 20 promptov, ktoré ti zlepšia život v práci aj doma

17 000 satelitom na orbite hrozí katastrofa. Miliardové škody môže odvrátiť už len jedna vec

7 mesiacov čakania sa skončilo. Akčná séria z druhej svetovej je konečne dostupná online aj s dabingom

Zákrok, ktorého sa mnohí Slováci boja, dostal prelomové riešenie. Už nebude nikoho strašiť
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Polícia odhalila masívny podvod za 20 miliónov eur. Na Slovensku potajomky rozbehli mafiánsku taktiku

Dlhodobá PN-ka odhalila podozrenia na úrade v Žiline. Prípad už rieši kriminálka

„Slovensko nie je Rusko“: Známe osobnosti ostro reagujú na veľvyslanca, Blanárovi posielajú jasnú výzvu

Viac ako 150 nakazených. Taliansky región sa pasuje s epidémiou, hygienici varujú pred vyhľadávanými jedlami

Festival Rock Pod Kameňom ožil. Organizátori po víkende oznámili návrat k pôvodnému termínu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Číňania stvorili 140-tonové monštrum, obrovskú batériu vymenia za 4 minúty
- Zajtra štartuje najočakávanejší seriál leta. Videli sme ho, už prvá časť je brutálna
- Nestíhajú ju vyrábať. Nová elektrická Kia vyvolala celosvetový ošiaľ, musia ju limitovať
- Slováci nechápu fyziku v elektromobiloch. Batérie s vysokým dojazdom sú paradoxnou nevýhodou
- Vedci jasajú. Nová polovodičová batéria vyriešila kritický problém elektromobilov
-
- Zajtra štartuje najočakávanejší seriál leta. Videli sme ho, už prvá časť je brutálna
- Slováci nechápu fyziku v elektromobiloch. Batérie s vysokým dojazdom sú paradoxnou nevýhodou
- Číňania stvorili 140-tonové monštrum, obrovskú batériu vymenia za 4 minúty
- Vedci jasajú. Nová polovodičová batéria vyriešila kritický problém elektromobilov
- Nestíhajú ju vyrábať. Nová elektrická Kia vyvolala celosvetový ošiaľ, musia ju limitovať
-
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Zajtra štartuje najočakávanejší seriál leta. Videli sme ho, už prvá časť je brutálna
- Česi vymysleli lacnú zbraň proti dronom: Nemá radar, aj tak ich odhalí na kilometre
- Netflix vyhráva. Toto je TOP 11 najlepších seriálov tohto roka a kde ich nájdeš online
- Slováci nechápu fyziku v elektromobiloch. Batérie s vysokým dojazdom sú paradoxnou nevýhodou
Ruský export ropných produktov sa prepadol. Doplatil na útoky aj stratu európskeho trhu
Slovensko posúva dopredu jeden z najväčších energetických projektov
Veľký mýtus o elektromobiloch dostáva ďalšiu trhlinu. Batérie zvládajú aj státisíce kilometrov
Nový poplatok môže zasiahnuť hit medzi Slovákmi. Mnohí zvažujú obmedzenie nákupov
Známa slovenská tvár mieri na streamovaciu službu. Táto platforma ukáže jeho kontroverznú výpravu
Intel pokračuje v návrate medzi elitu veľkolepým plánom. Pomôcť mu má partnerstvo s Applom
Volkswagen pokračuje v masívnom prepúšťaní. Do roku 2030 to schytá až 50 000 ľudí
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Polícia odhalila masívny podvod za 20 miliónov eur. Na Slovensku potajomky rozbehli mafiánsku taktiku

Dlhodobá PN-ka odhalila podozrenia na úrade v Žiline. Prípad už rieši kriminálka

„Slovensko nie je Rusko“: Známe osobnosti ostro reagujú na veľvyslanca, Blanárovi posielajú jasnú výzvu

Viac ako 150 nakazených. Taliansky región sa pasuje s epidémiou, hygienici varujú pred vyhľadávanými jedlami

