Posúvame naše chápanie časticovej fyziky. Vedci v CERN-e spozorovali veľmi zriedkavé udalosti
Experimenty pomocou Veľkého hadrónového urýchľovača LHC odhalili veľmi zriedkavé udalosti. Počas zrážok protónov boli totižto súčasne produkované trojice W a Z bozónov, ktoré sú nositeľmi slabej interakcie.
Ako uvádza inštitút Caltech, jeho vedci a kolegovia z CERNu učinili pozorovania, ktoré pomôžu posunúť +. Moderná fyzika dnes rozumie mnohým udalostiam a spôsobu, akým vesmír funguje. Či už ju aplikujeme v rozsahu obrovských galaxií, až po takmer nekonečne malú veľkosť na úrovni kvarkov a gluónov.
Hoci vie veľa, stále neposkytuje odpovede na otázky o povahe temnej hmoty či pôvodu gravitácie. Fyzici z Caltechu a Ženevského CERNu však za pomoci Veľkého hadronového urýchľovača (LHC) a detektora CMS (Compact Muon Solenoid) učinili experiment, ktorý im umožnil pozorovať veľmi zriedkavé udalosti schopné posunúť chápanie modernej fyziky.
Spomínaný experiment totižto zahŕňal produkciu súčasne až troch W a Z bozónov, ktoré sú známe ako subatomárne „sprostredkovateľské“ častice, nakoľko sprostredkúvajú slabú interakciu – jednu zo štyroch základných interakcií. Slabá interakcia je pritom zodpovedná napríklad aj za jav rádioaktivity, ako aj za podstatnú zložku termonukleárnych procesov prebiehajúcich na Slnku.
Samotné bozóny sú triedou častíc zahŕňajúcich gluóny, ktoré viažu jadrá atómov dohromady, a tiež fotóny, ktoré sú základnou jednotkou svetla. Patrí medzi nich aj známy Higgsov bozón, o ktorom sa predpokladá, že dáva hmote jej hmotnosť. Bozóny W a Z sú si však podobné v tom, že oba sú nositeľmi slabej interakcie, hoci Z bozón nemá žiaden elektrický náboj.
Udalosti, ktoré boli až 50-násobne vzácnejšie ako tie, pri ktorých objavili Higgsov bozón
Existenciu vyššie uvedených bozónov spolu s ďalšími subatomárnymi časticami, ako sú napríklad gluóny a neutrína, vysvetľuje takzvaný Štandardný model fyziky častíc. Vedci ale boli počas experimentov svedkami udalostí, vytvárajúcich trojice bozónov. Tie sa vyskytnú vtedy, keď sa intenzívne zväzky vysokoenergetických protónov, ktoré boli zrýchlené takmer na rýchlosť svetla, čelne zrazia v niekoľkých bodoch pozdĺž kruhovej dráhy urýchľovača LHC.
Keď sa zrazia dva protóny, kvarky a gluóny v nich sú nútené oddeliť sa od seba a v momente, keď k tomu dôjde, môžu sa objaviť bozóny W a Z. Vo veľmi zriedkavých prípadoch sa však objavia ako trojčatá: WWW, WWZ, WZZ a ZZZ. Harvey Newman, vedúci výskumného tímu, hovorí, že takéto trojčatá W a Z bozónov sú produkované iba v jednej z 10 biliónov protónových zrážok.
Tieto udalosti sú zaznamenávané pomocou detektora CMS, ktorý obklopuje jeden z kolíznych bodov pozdĺž cesty urýchľovača LHC. Zhicai Zhang, člen výskumného tímu, uvádza, že tieto udalosti sú dokonca 50-krát vzácnejšie ako tie, ktoré viedli k objaveniu Higgsovho bozónu. Dokážeme teda potvrdiť interagovanie W a Z medzi sebou.
nterakcie umožnia W a Z bozónom naviazať ďalší W alebo Z bozón, čo sa prejaví ako udalosť vykazujúca trojicu masívnych W a Z bozónov. Typická produkcia dvoch masívnych bozónov bola už predtým pozorovaná a meraná vysokou presnosťou. Ako uvádza Newman, produkcia trojice bozónov nebola konkrétnym cieľom experimentu.
Pripravené sú nové experimenty, ktoré dokážu kompletne zmeniť štandardný model fyziky častíc
Vedci sa zhromaždením dostatočného množstva údajov, vrátane mnohých udalostí produkujúcich bozóny a iné zriedkavé udalosti, snažia testovať predpovede štandardného modelu fyziky častíc s postupne rastúcou presnosťou a nakoniec tak môžu nájsť a byť schopní študovať nové interakcie, ktoré ležia aktuálne za jeho hranicami.
„Z pozorovania rotácie a distribúcie galaxií vieme, že gravitačný vplyv musí vyvíjať temná hmota, ale temná hmota nezapadá do Štandardného modelu. Nie je v ňom miesto pre tmavé častice ani gravitáciu a jednoducho nefunguje ani na energetických stupniciach typických pre raný vesmír v prvých okamihoch po Veľkom tresku. Vieme, že existuje ešte zásadnejšia teória ako je Štandardný model, ktorá ešte len bude objavená,“ hovorí Newman.
Vedci tak aktuálne pripravujú ďalšie experimenty, ktoré sú naplánované na roky 2021 až 2024. Medzitým budú vylepšené aj nástroje, aby sa zvýšila ich kapacita zberu údajov až 30-násobne.
„Existuje tu mnoho nezrealizovaného potenciálu. Množstvo doteraz zhromaždených údajov stále predstavuje iba niekoľko percent z toho, čo očakávame, že zhromaždíme po veľkých aktualizáciách detektora CMS a LHC urýchľovača pomocou projektu High-Luminosity LHC, ktorého spustenie je naplánované po dobu 10 rokov od roku 2027. Sme len na začiatku 30-ročného fyzikálneho programu, “ uvádza Newman.
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
Prirovnávajú ho k Hviezde smrti. Objekt blízko Zeme pred nami celú dobu skrýval obrovské tajomstvo
Z chemikálie vytvorili potravinu. Čínski vedci hlásia úspech, nepotrebovali ani pôdu, vodu a rastlinu
Vedci dostali veľkú nádej. Zistili, kde sú na Marse ukryté stopy dávneho života
Vedci objavili záhadné „zhluky“ v hlbinách Zeme. Môžu kedykoľvek rozpútať peklo, ktoré postihlo dinosaury
Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Rekordný júl: Odvážny Slovák stavil 200-tisíc eur, ďalší zbohatol o 13 332 %
Svetoznámu influencerku zo Slovenska sleduje 6,9 milióna ľudí: Na Tyršáku odhalí, prečo odišla do zahraničia
Vedci rozlúštili 3 000 rokov starý poklad z Babylonu. Pomohla im umelá inteligencia
Polícia vyšetruje úmrtie 4-ročného chlapca. Tragédia sa odohrala pri Liptovskej Mare
Najzamestnávateľ roka ohlásil hromadné prepúšťanie na Slovensku
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Ľudstvo rieši energetickú krízu, zatiaľ čo nás potichu ničí ešte desivejší problém
- VIDEO: V Kanade natočili pri búrke záhadnú modrú guľu. Môže ísť o fenomén, ktorý rozdeľuje vedu
- Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
- Prišla spása spaľovákov. Nový diesel má extrémnu efektivitu a spotrebu, ktorá prekoná aj elektromobil
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
- Ľudstvo rieši energetickú krízu, zatiaľ čo nás potichu ničí ešte desivejší problém
- Slováci tajne dovážajú smartfóny z Ázie za stovky eur lacnejšie. Prečo sa im to oplatí a ako škodia operátorom?
- Koniec drahého odsoľovania: Z morskej vody vedci získajú čistú vodu aj drahú surovinu
-
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Benzín a nafta definitívne skončili. Čerpacie stanice ich nahradia „novými“ palivami, vieme kedy
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
Poslanci európskeho štátu chcú zaviesť kuriózny poplatok. Zaplatíš za to, že prechádzaš jeho územím
ÚRSO varuje: Brusel nás môže uvrhnúť do energetickej krízy, môže za to plyn
Slovensko je pod paľbou. Trumpove clá môžu stáť krajinu miliardy aj 20-tisíc miest
Hotovosť je pasé: Slováci prechádzajú na digitálne platby rýchlejšie než kedykoľvek predtým
Energetici idú modernizovať Slovensko. Čaká nás prerábka, aká tu ešte nebola
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP