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

RECENZIA Toto je najlepší fotomobil roka 2026. Bližšie k zrkadlovke som nič lepšie nedržal (RECENZIA)

Legendárna vesmírna stanica otvorila dvere bežným ľuďom. Takto sa tam dostaneš aj ty

Marvel skúsi nemožné. Ulovil megahviezdu a vzkriesi prepadák, ktorý už dvakrát pohorel

Japonská automobilka prehrala boj s elektromobilmi. Majiteľom odporúča návrat k benzínu

Rusko už permanentne posiela drony do štátu NATO. Vojna eskaluje v nebezpečnej zóne EÚ
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Milionár zostavil nekompromisný rebríček. Odhalil, kde dovolenkuje svetová elita a ktoré miesta už stratili lesk
PREMIUM„Topiaci sa človek väčšinou nekričí.“ Odborníčka vysvetľuje, ako ho zachrániť a neohroziť seba

„Pán Tatier“ si mal u Černáka objednať vraždu mafiánskeho bossa. Dostal sa na čelo Tatravagónky aj Mäsokombinátu Prešov

MAPA: Hygienici varujú pred hnačkami a vyrážkami. Nekvalitnú vodu odhalili v 16 jazerách a bazénoch na Slovensku

„Zákazník zjedol všetko, potom napísal, že sa to nedalo jesť.“ Martin z Humenného vybudoval značku, ktorá boduje
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Väčšina ľudí ju nikdy nevypne. Televízory kazí funkcia, ktorú výrobcovia zapínajú automaticky
- Slováci počas horúčav zapínajú klimatizácie v najhoršom čase. Tento trik ti zníži účet až o tretinu
- Je to tu. Najväčšie fantasy roka sa ukazuje v prvom traileri, odhaľuje veľkú vojnu
- Program na večer je jasný. Akčný veľkofilm 2026 práve dorazil na známu službu aj s dabingom
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Väčšina ľudí ju nikdy nevypne. Televízory kazí funkcia, ktorú výrobcovia zapínajú automaticky
- Dve automobilové veľmoci sa spojili a trh sa otriasa. Európu zaplavia novými dostupnými autami
- Program na večer je jasný. Akčný veľkofilm 2026 práve dorazil na známu službu aj s dabingom
- Juhokórejská automobilka valcuje trh. Jej elektromobily kupujú ľudia po celom svete
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Slováci ju stále kupujú, Európa jej dáva zbohom. Ikonická súčasť áut mizne rekordným tempom
- Majú zásoby až 100 miliárd m³. Prehliadaný štát dodá EÚ nový zdroj plynu, spustia ho rekordne rýchlo
- Väčšina ľudí ju nikdy nevypne. Televízory kazí funkcia, ktorú výrobcovia zapínajú automaticky
- Dve automobilové veľmoci sa spojili a trh sa otriasa. Európu zaplavia novými dostupnými autami
Klimatická zmena ohrozuje cesty, železnice aj letiská. Európa na nové extrémy nie je pripravená
Nemecko kritizuje nové pravidlá EÚ pre plyn. Riskujeme energetickú bezpečnosť
Elektromobily na Slovensku prudko pribúdajú. Za rok ich počet vyskočil o 65 %
Mochovce sa posunuli k spusteniu 4. bloku. Reaktor je uzavretý, blíži sa prvá štiepna reakcia
Extrémne sucho sa rozšírilo na veľkú časť Slovenska. Najhoršia situácia je v týchto oblastiach
Čínske autá zaplavujú Rusko. Export sa za rok viac než zdvojnásobil
Apple na chvíľu zosadil Nvidiu. Trhy začínajú pochybovať o AI bubline
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Milionár zostavil nekompromisný rebríček. Odhalil, kde dovolenkuje svetová elita a ktoré miesta už stratili lesk
PREMIUM„Topiaci sa človek väčšinou nekričí.“ Odborníčka vysvetľuje, ako ho zachrániť a neohroziť seba

„Pán Tatier“ si mal u Černáka objednať vraždu mafiánskeho bossa. Dostal sa na čelo Tatravagónky aj Mäsokombinátu Prešov

MAPA: Hygienici varujú pred hnačkami a vyrážkami. Nekvalitnú vodu odhalili v 16 jazerách a bazénoch na Slovensku

