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.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Gigantická škvrna na Slnku zdvojnásobila svoju veľkosť v priebehu 24 hodín. Je otočená priamo k Zemi
ZAUJÍMAVÉ Neobmedzená energia je na dosah. Nový fúzny reaktor sa vojde do každej garáže
Revolúcia je konečne tu. Vedcom sa podarilo vytvoriť prvý čip pre kvantové počítače
Stavba, ktorá skrotila čiernu dieru a nesmrteľnosť. Mimozemšťanov môžeme odhaliť knihou spred 61 rokov
NESMIEŠ PREHLIADNUŤ Každý štart stál pol miliardy a mali katastrofálnu logistiku. Rakety Titan z USA napriek tomu zmenili svet
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
V bratislavskej nemocnici pacientovi vyoperovali nesprávne oko, prišiel tak o obe
Luxus a miliardy. „Skromný“ prezident Ruska čelí zaujímavému odhaleniu, píše Alexandra Murajdová
Dym šíriaci sa z Eurovea Tower mal prozaický dôvod, nešlo o žiaden veľký požiar
Poslanci prelomili veto prezidentky, Matovičovi protiinflačný balíček prešiel
Romana Tabák po padáku v OĽANO mieri do nového poslaneckého klubu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Neobmedzená energia je na dosah. Nový fúzny reaktor sa vojde do každej garáže
- Gigantická škvrna na Slnku zdvojnásobila svoju veľkosť v priebehu 24 hodín. Je otočená priamo k Zemi
- Odstrihnutie od ruského plynu je pomalé. Šéf VW tvrdí, že budeme čeliť kríze, ktorá aj zastaví fabriky
- Stavba, ktorá skrotila čiernu dieru a nesmrteľnosť. Mimozemšťanov môžeme odhaliť knihou spred 61 rokov
- Predstavili novú generáciu batérií. Zničia Teslu a ponúknu dojazd 1 000 km
-
- Neobmedzená energia je na dosah. Nový fúzny reaktor sa vojde do každej garáže
- Odstrihnutie od ruského plynu je pomalé. Šéf VW tvrdí, že budeme čeliť kríze, ktorá aj zastaví fabriky
- Gigantická škvrna na Slnku zdvojnásobila svoju veľkosť v priebehu 24 hodín. Je otočená priamo k Zemi
- Tromfne Harry Pottera? Netflix predstavil veľkofilm plný mágie a čarovných bytostí, takto bude vyzerať
- Nereálne aj pre všetky „nafťáky“. Mercedes zlomil vlastný rekord v dojazde na jedno nabitie
-
- Ostrý štart 2022. Netflix aj HBO vytasia nadupané novinky, toto všetko si pozrieš
- AKTUÁLNE: Ruská raketa dopadla na Zem, vymkla sa kontrole a nevedeli ju ovládať
- Neobmedzená energia je na dosah. Nový fúzny reaktor sa vojde do každej garáže
- Elektrická Mazda má mizerný dojazd, automobilka poslala zákazníkom najbizarnejšiu radu desaťročia
- Priprav si vreckovky. Dorazil nový Harry Potter – čo hovoria prvé ohlasy?
Elektrické kolobežky a bicykle oľutovali, Taliansko ich počty zníži
Ďalšie problémy v najväčšej ukrajinskej jadrovej elektrárni. „Situácia je neudržateľná“
České bezpilotné drony by mohli strážiť hranice EÚ. Fíni ich chcú nasadiť kvôli Rusku
Našli najväčšiu baktériu na svete. Uvidíš ju voľným okom a chytíš aj do ruky
Od piatku bude na oblohe unikátne vesmírne divadlo. Uvidíš ho aj zo Slovenska
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
V bratislavskej nemocnici pacientovi vyoperovali nesprávne oko, prišiel tak o obe
Luxus a miliardy. „Skromný“ prezident Ruska čelí zaujímavému odhaleniu, píše Alexandra Murajdová
Dym šíriaci sa z Eurovea Tower mal prozaický dôvod, nešlo o žiaden veľký požiar
Poslanci prelomili veto prezidentky, Matovičovi protiinflačný balíček prešiel
Romana Tabák po padáku v OĽANO mieri do nového poslaneckého klubu
Copyright© 2022 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené