i

Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

OBJEV: nová částice těžší než proton

 |  8. 7. 2017

Zoologická zahrada částic, ze kterých se skládá hmota, je o jeden exemplář bohatší. Vědci, pracující s obřím urychlovačem částic LHC v CERNu oznámili objev nové částice, čímž se podařilo potvrdit její předpokládanou existenci. Vědecký tým objev oznámil v časopisu Physical Review Letters.

Urychlovač LHC pracuje tak, že dva svazky částic urychlí v opačných směrech na velmi vysoké rychlosti a poté je nechá vzájemně srazit. Vzniká gejzír hmoty rozbité na ty nejmenší stavební kameny, jež jsme v dané chvíli schopni pozorovat. Většinu z nich známe, týmy ale prahnou po detekci částic, jejichž existenci jsme si zatím jen teoreticky propočítali. Existují zpravidla jen zlomky sekund.

Takto byl přesně před pěti lety (4. července 2012) oznámen objev Higgsova bosonu. Nyní vědci pracující na největším urychlovači všech dob oznámili objev částice, která patří mezi baryony. To jsou těžké částice (řecký výraz barys totiž znamená těžký) s klidovou hmotností stejnou anebo vyšší, než je hmotnost protonu. Hmotnost nově identifikované částice je asi 3621 MeV, což je téměř čtyřikrát více, než v případě nejznámějšího baryonu, protonu.

Baryony

Baryony, jaké známe, jsou tvořeny elementárními částicemi – kvarky. Ty mají různé „vůně“, určující jejich fyzikální vlastnosti. Fyzikové je v minulosti pojmenovali takto:

d – dolů kvark (angl. down)

u – nahoru kvark (angl. up)

c – půvabný kvark (angl. charm)

s – podivný kvark (angl. strange)

b – krásný kvark (angl. beauty) nebo spodní (angl. bottom)

t – svrchní kvark (angl. top) či pravdivý (angl. truth)

V případě nového objevu jde o částici, která vznikla spojením dvou těžších půvabných kvarků a jednoho lehčího nahoru kvarku, jak vědci již dříve poeticky začali některé tyto elementární částice nazývat. Vzniklý baryon však dostal zcela nepoetické označení EJ cc ++ (Xi cc ++ ). Měl by být dvojnásobně těžký, než nejtěžší dosud známý baryon.

Existenci této částice vědci již dříve teoreticky předpokládali, objev tedy významně potvrzuje správnost modelů, s nimiž současná částicová fyzika pracuje. Současně však předpokládají, že nově objevená částice by mohla pomoci zpochybnit některé naše dosavadní představy o tom, jak jsou protony utvářeny a z jakého stavebního materiálu jsou „slepeny“. Dva těžké a jeden lehký kvark by totiž baryonu EJ cc ++ měly dát mírně odlišnou strukturu protonů a neutronů.

„Na rozdíl od jiných baryonů, v nichž trojice kvarků komplikovaně tančí kolem sebe, uvnitř dvojnásobně těžkého baryonu se kvarky chovají jako planetární systém. Dva těžké půvabné kvarky tu hrají roli těžkých hvězd obíhajících jedna kolem druhé, nahoru kvark pak kolem tohoto binárního systému obíhá,“ zdůrazňuje bývalý mluvčí vědeckého týmu LHCb, Guy Wilkinson.

Fyzikové z CERNu mají nyní zájem nalézt další zástupce rodiny dvojitě těžkých baryonů. Očekávají, že pozorování EJ cc ++ na LHC jim je pomůže odhalit.

Kde se částice tak dlouho skrývala a proč nebyla objevena již dříve? Tým potřeboval velké množství měření, aby její existenci dokázal ve statistikách odhalit s dostatečnou přesvědčivostí. Aby mohl tým fyziků „otevřít šampaňské“, potřeboval statistickou významnost alespoň 5 sigma. Objev EJ cc ++ je však podpořen statistikou s mírou významnosti 7 sigma. Dá se tedy říci, že tento výsledek nebude následovat blamáž s ohlášeným „objevem“ částic, letících vyšší rychlostí, než rychlostí světla.

 

Čtěte také: Zpráva CERNu o objevu

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyzika

O autorovi

Marek Janáč

Marek Janáč (* 1971) je publicista, rozhlasový a televizní dokumentarista, autor dvou knih a osmi CD s populárně-vědeckou tematikou. Za svou tvorbu získal řadu ocenění na domácích i mezinárodních festivalech. Popularizaci vědy považuje za dílo na úrovni jazykového překladu básně. Jeho ideálem je – na rozdíl od bonmotu srovnávajícího dobrý překlad s ženou – překlad věrný i krásný zároveň.
Janáč Marek

Doporučujeme

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Ondřej Vrtiška  |  16. 7. 2018
Manželé Hana a Dalimil Dvořákovi se seznámili v laboratoři. A nebylo to naposledy, co zaujetí pro organickou chemii ovlivnilo jejich životy i mimo...
Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

John Smellie  |  16. 7. 2018
Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří...
Ztracený potápník

Ztracený potápník uzamčeno

Josef Lhotský  |  16. 7. 2018
„Konference jsou od toho, abys tam navazoval styky a chlastal,“ řekl mi kdysi… — Povídka proplétající osudy tří velkých postav biologie.

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné