V úterý 30. března 2010, ve 13,10 hodin SELČ začala nová éra fyziky. Srazily se čtyři svazky protonů.
V jedné z největších staveb lidstva, ve 27 kilometrů dlouhém kruhovém tunelu, který je umístěn 50 až 175 metrů pod zemí a po celé délce se chladí na teplotu kapalného helia - tj. 271°C, jen o dva stupně více než je absolutní nula, se podařil pracovníkům Evropské střediska jaderného výzkumu CERN experiment, na který se připravovali dvacet let.
V urychlovači LHC se srazily proti sobě dva paprsky protonů, letící rychlostí 299 792 kilometrů za sekundu, každý tlačen energií 3,5 TeV. Ještě nikdy se žádné částice, mající takovou energii, nesrazily. Je to sice kinetická energie pouhých sedmi letících komárů, ale zkoncentrovaná do jednoho jediného protonu, částice je přitom bilionkrát menší než komár. Při vzájemném střetu protonů vznikla sprška nových částic.
Velký hadronový srážeč LHC, největší urychlovač částic na světě, je velmi komplikované zařízení. Stavěl se a prověřoval skoro třicet let. Do země na hranici mezi Francií a Švýcarskem se poprvé koplo v roce 1980. Na jeho konstrukci se podílelo přes 200 vědců z 34 zemí. Mezi nimi byla i celá řada vědců z Akademie věd ČR a z Matematicko fyzikální fakulty UK. Při konstrukci urychlovače se uvažovalo s materiály i s postupy, které v době přípravy ještě vůbec nebyly vynalezeny. Nároky na materiály i na provedení byly obrovské.
Dne 10. září 2008 byl konečně LHC spuštěn, musel být ale za dva týdny na 14 měsíců odstaven, poněvadž z komplexu unikalo helium. Porucha na chladicím systému prakticky znemožnila pokračovat v experimentech. K tomu, aby se magnety, které vlastně udržují paprsek, staly supravodivými, a tak nekladly elektrickému proudu odpor, musejí být ochlazeny na teplotu -271,3 °C. Jenže chladicí systém nebyl schopen teplotu udržet. Přístroj za jednu miliardu eur se musel opravit.
Nová epocha fyziky začala
Tisíce fyziků na celém světě na podobný okamžik čekaly s netrpělivostí. Jeden z vedoucích pracovníků z CERNU, Guido Tonelli, neskrýval nadšení: „Stojíme na prahu nové fyziky", nechal se slyšet. Je to okamžik srovnatelný s krokem Neila Armstronga na povrch Měsíce. V CERNU je to první krok k poznání, jak vznikl vesmír, jak vypadal velký třesk, jak fungují černé díry, zda existuje ještě další rozměr prostoru kromě těch dosud známých. Kosmologie (věda o vzniku vesmíru) zatím pracovala pouze s hypotézami a matematickými výpočty. Nyní má k dispozici laboratoř, kde si může hypotézy ověřit a kde může pozorovat ty nejzákladnější částice, z nichž je složen celý svět.
Zařízení zároveň pomůže pochopit, jaké síly mezi nimi působí. Těmi současnými prostředky je člověk schopen pozorovat jenom asi čtyři procenta vesmíru. Zaznamenat a popsat dokáže zhruba dvacet tři procent, která tvoří temná hmota. Ta svým gravitačním polem působí na ostatní hmotu a jen kvůli tomu o ní víme.
Zbytek, tedy celých sedmdesát tři procent vesmíru, tvoří neznámá temná energie či hmota, o níž nevíme vůbec nic. Je to, jako bychom od tušeného domu znali jenom vstupní dveře a podle nich soudili na celou stavbu. Pootevřít tyto dveře mají právě experimenty na LHC.
Zatím se srazily dva balíky částic. Svazky stále obíhají rychlostí 11 000 oběhů za jednu sekundu. Každou dvanáctou hodinu by mělo dojít ke srážce. Jenže to nestačí. Vědci budou postupně přidávat a zvětšovat počet svazků až na předpokládaný stav, kdy tunelem proletí naráz 2 800 balíků částic. Ke konci tohoto roku se začne se stlačováním svazků do co nejmenšího objemu tak, aby se podařilo dostat do co nejmenšího objemu co nejvíce energie. Celý experiment by měl trvat 18 až 24 měsíců a mělo by se dosáhnout dvojnásobné energie, dvakrát 7 TeV. Celková energie 14 TeV je maximum, kterého se dá na LHC dosáhnout. Pak bude přístroj opět nejméně na rok odstaven, aby mohly být prověřeny všechny jeho části a komponenty a aby vědci dostali čas ke zpracování údajů. V tom jim bude pomáhat celosvětová síť vzájemně propojených počítačů GRID, přičemž na vyhodnocování se využije jejich volná kapacita, poněvadž není v možnostech jednoho výpočetního střediska zpracovat takové kvantum údajů.
Pohltí nás černá díra?
Nepohltí. CERN vytvořil studijní skupinu, která se tímto problémem zabývala a došla k závěru, že to není možné. Sice při srážce může černá díra vzniknout, ale malilinká. Její energie bude tak malá, že se prakticky vmžiku rozpadne. Co je to mžik? V tomto případě 10-22 sekundy. Nakonec - už miliardy let bombardují naši planetu kosmické paprsky o podstatně vyšší energii, než vyprodukuje LHC a žádná černá díra nás ještě nevcucla.
-
|2010-04-15 21:44:00 Ondřej Vomáčka - Černá díraCituji: "Je to první krok k poznání, jak fungují černé díry." a potom.: "Sice při srážce může černá díra vzniknout, ale malilinká. Její energie bude tak malá, že se prakticky vmžiku rozpadne." Pokud platí první věta, tak jak si můžeme být jistí platností třetí věty? :-) ... ale ono není nic tak horké jak se to navaří, a jestli LHC navaří černou díru, mohou jí tam honit dokolečka izolovanou od ostatní hmoty, takže bude čas přijít na to, jak jí zalepit. :-)
-
Tohle nic není, to zatím neovlivní náš život, alespoň těchto desetlet. Já mám něco lepšího:
www.parostroje.wz.cz
www.photobucket.com/parostroje
-
|2010-04-24 21:26:23 erpy - jde o něco jiného ...V současné době je na vrcholu fyziky částicová fyzika hlásající , že atomy a jejich součásti jsou samostatnými entitami a tvoří vesmír . Ano , podle této teorie fyziky vznikly jaderné zbraně i elektrárny a mnoho dalších aplikací . Nicméně , teorie nedokáže rigorosně odpovědět na mnoho dalších otázek a tak vznikají další upřesnění této částicové fyziky , jako je strunová M teorie a taky jiné . Pokud LHC najde nezpochybnitelně ve zkouškách se srážejícími částicemi hypotetickou ( jistě vypočtenou ) částici zvanou Higgsův boson , který by teorii sjednotil a podpořil , částicová teorie přežije další časový úsek a studenti fyziky se budou učit pořád stejné věci . Nenajde-li se onen boson , bude nutno fyziku přehodnotit a vrátit se k vlnové fyzice , kde částice jsou jenom informaci ( jakousi frekvenci , nějaké energie ) zavinuté části prostoru ( pole) a v tomto poli jsou závislou entitou . Jako mnhokrát ve vědě a fyzice zvlášť , se vrátime k Maxwelovým rovnicím a začneme od nového začátku . Ale to jenom pro případ , že onen Higgsův boson se ukáže vědeckým přeludem .
-
|2010-05-06 07:57:21 Ondřej VomáčkaKrize současné fyzike je zjevná a narůstá do rozměrů, které dle mého nejsou udržitelné. K vysvětlení chování vesmíru si již přibíráme do počtu takové věci, jakými je temná hmota, o které nevím nic, než to, že nám dorovnává naše rovnice, kterým věříme. Krize je navíc taková, že fyzikové se již uzamkli vůči radikálnímu přehodnocení poznatků a jsou uzavření vůči alternativám. Vypracoval jsem teorii postavenou na Einsteinově vzorci, avšak proměnnou s časem je v něm hmotnost, nikoliv energie s rychlostí. Vyjádřit se dá takto m=E/c2. Ta teorie mi dovoluje vysvětlit spoustu věcí, ale vědecká veřejnost je k ní zcela hluchá. Stále čekám, že mne nějaký vědec kontaktuje a probere se mnou onu teorii, ale Akademie Věd se zdá být dokonale utěsněným řapíkem, ze kterého stále nikdo nevychází.