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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneNajúspešnejšia 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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneČítajte 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

VIDEO: HBO ukázalo svoj prehliadaný seriál. Môže patriť k najlepším novinkám jesene

Pod Slovenskom má vzniknúť úložisko jadrového odpadu. Projekt za 10 miliónov sprevádza kauza

Automobilka tvrdí, že je to nemožné. Majiteľ Tesly si doma vymenil futuristický komponent

Audi si ich v Európe neželá, no už sú tu. Čínske elektrické „rakety“ lákajú ľudí cenou a výbavou

Svet je v strehu. Američania začali masívne zbrojiť
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

700-tisíc eur za najdrahšie „Géčko“ na Slovensku. Auto mafiánov aj influenceriek má za sebou 47 rokov nepretržitej výroby
PREMIUM„Provokovali sme nepriateľa, aby začal prvý.“ Bývalý elitný vojak Kadlec odhalil taktiku svojej jednotky v Afganistane

450 nových pracovných miest a výroba pre celú Európu. Na Slovensku otvorili závod za 128 miliónov eur

Stukovatením pečene trpí 40 % Slovákov: Nový výskum ukazuje, ako hesperetín odbúrava nebezpečný tuk

Máš ich doma a používaš ich denne: Onkológovia varujú pred rizikom karcinogénu v známej kozmetike, EÚ zvažuje zákaz
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Ešte väčší hit, ako sa čakalo. Netflix ovládol nový film, pomohla mu virálna kampaň
- Veľký míľnik pre Slovensko. Po 36 rokoch spustili výrobu ťažkej techniky, zákazník je tajný
- Číňania vytvorili veľký solárny panel s rekordnou účinnosťou 22 %. Keď ho dali vedľa kremíka, prišlo prekvapenie
- 8 mesiacov ticha sa skončilo. HBO rozhodlo o osude najlepšieho hororu súčasnosti
- Horúčavy budú ešte krutejšie. Vedci prehliadli zhoršujúci sa problém
-
- Ešte väčší hit, ako sa čakalo. Netflix ovládol nový film, pomohla mu virálna kampaň
- Budeme prepisovať učebnice fyziky. Protón ukrýval tajomstvo, ktoré sme roky prehliadali
- Číňania vytvorili veľký solárny panel s rekordnou účinnosťou 22 %. Keď ho dali vedľa kremíka, prišlo prekvapenie
- Tri roky čakania sa skončili. Epická sci-fi sa konečne ukázala, poznáme aj dátum premiéry
- 8 mesiacov ticha sa skončilo. HBO rozhodlo o osude najlepšieho hororu súčasnosti
-
- Budeme prepisovať učebnice fyziky. Protón ukrýval tajomstvo, ktoré sme roky prehliadali
- Ešte väčší hit, ako sa čakalo. Netflix ovládol nový film, pomohla mu virálna kampaň
- Veľkolepé sci-fi konečne bude online. Máme dátum, ponúkne ho známa služba
- Tri roky čakania sa skončili. Epická sci-fi sa konečne ukázala, poznáme aj dátum premiéry
- Koniec búraniu a káblom. Vymysleli tepelné čerpadlo, ktoré jednoducho zapojíš do zásuvky
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
Ojazdené autá na Slovensku citeľne zdraželi. Priemerná cena stúpla, mení sa aj ponuka
Umelá inteligencia produkuje sofistikovaný podvod. Odborníci varujú pred novou vlnou
Zelená domácnostiam pokračuje, no podmienky stále chýbajú. SIEA prezradila, čo sa zmení
Extrémne sucho zasahuje už 38 % Slovenska. SHMÚ varuje pred kriticky vyschnutou pôdou
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

700-tisíc eur za najdrahšie „Géčko“ na Slovensku. Auto mafiánov aj influenceriek má za sebou 47 rokov nepretržitej výroby
PREMIUM„Provokovali sme nepriateľa, aby začal prvý.“ Bývalý elitný vojak Kadlec odhalil taktiku svojej jednotky v Afganistane

450 nových pracovných miest a výroba pre celú Európu. Na Slovensku otvorili závod za 128 miliónov eur

Stukovatením pečene trpí 40 % Slovákov: Nový výskum ukazuje, ako hesperetín odbúrava nebezpečný tuk

