Malý "Velký třesk" se podařil

Dva protonové paprsky se srazily s nepředstavitelnou silou. V řídícím středisku poblíž Ženevy vzápětí propuklo nespoutané nadšení.

Epochální experiment v evropském urychlovači částic, který simuloval podmínky v počátcích rozpínání vesmíru, včera naplnil očekávání evropských vědců. Ale až po pár odkladech.

Nadějně rozběhnutý pokus nejprve zbrzdily banální závady na jednom z magnetů, které automaticky aktivovaly bezpečnostní systém. Podle fyziků to byl jen rutinní problém, kterému se žádné složité zařízení nevyhne.

Nakonec se vše podařilo. Ostře sledovaná srážka vysoce energetických částic, které se srazily v obřím prstencovém urychlovači na francouzsko-švýcarských hranicích silou sedmi teraelektronvoltů (TeV), přitom byla od počátku vnímána jako jeden z nejambicióznějších vědeckých experimentů všech dob.

"Už jenom setkání paprsků bylo samo o sobě výzvou," řekl agenturám Steve Myers, technologický ředitel Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN), která projekt připravila. "Je to jako vypálit z obou břehů Atlantiku dvě jehly tak, aby se v polovině cesty srazily," nabídl přirovnání.

Odkrývání temné hmoty

Řídící středisko včera nestíhalo odpovídat na gratulace lidí z celého světa, kteří pokus sledovali v přímém přenosu přes internet. Vědce teď čeká vyhodnocení výsledků pokusu. Další experimenty v urychlovači přitom budou pokračovat.

Vědci zdůrazňují, že se mohou značně přiblížit představě o tom, jak někdy před 13,7 miliardy let probíhalo rozpínání vesmíru.

Chtějí především získat více informací o takzvané temné či skryté hmotě, neviditelné substanci, která podle jejich studií tvoří 23 procent celého vesmíru. Klasická hmota složená z atomů tvoří jen pět procent vesmíru. Zbylých 72 procent tvoří temná energie, jejíž podstata je zatím neznámá.

Fyzici nyní napodobují v tubusu situaci pouhou biliontinu vteřiny po vzniku vesmíru. Každá ze srážek nepatrných částeček hmoty by měla podle vědců vytvořit jakousi malou obdobu velkého třesku.

"Otevíráme kapitolu nové fyziky, nových objevů," prohlásil Rolf Heuer, který stojí v čele CERN.

Částice dosahují při experimentu téměř rychlosti světla. Vědci mezi nimi hledají částici zvanou Higgsův boson. Ta údajně způsobila, že vesmírná hmota začala po velkém třesku nabývat skupenství. Vytvořily se první hvězdy a planety.

"Víme o té částici vše, jen nevíme, zda vůbec existuje," říká Heuer.

Obdivuhodný pokrok

Pokus měl pomoci tyto nejasnosti osvětlit. Srážku vytvářely dva protonové paprsky, z nichž každý má sílu 3,5 teraelektronvoltů. Jejich energie se při srážce sčítá.

Pro představu: elektronvolt odpovídá energii, kterou získá elektron urychlený ve vakuu napětím jednoho voltu. Předpona tera- je přitom dvanáctou mocninou desíti. Představuje tedy bilion základních jednotek. A tato energie se bude v průběhu experimentu dále zvyšovat. Srážky mají dál pokračovat po dobu 18 až 24 měsíců. Jen na konci roku má projít urychlovač krátkou odstávkou.

"Pokud se nám podaří odhalit skrytou hmotu, naše znalost se rozšíří na 30 procent vesmíru, to by znamenalo obrovský pokrok," vysvětluje Rolf Heuer. Odklady nepokládá za problém. Už dopředu vědci upozorňovali, že může trvat i celé dny, než se podaří vyvolat srážku.

První experimenty se v evropském urychlovači uskutečnily už v roce 2000. Tehdy byla uměle vytvořena látka, která existovala ve vesmíru pouhých deset mikrosekund po jeho vzniku.

Povedlo se

První úspěšnou srážku dvou protonových paprsků v urychlovači CERN přivítali vědci potleskem

Foto: Reuters

Experiment v evropském urychlovači CERN

Unikátní fyzikální pokus v obřím podzemním urychlovači u švýcarské Ženevy má napodobit podmínky velkého třesku, kterým začalo podle současných teorií před 13,7 miliardy let pozorovatelné rozpínání vesmíru.

Urychlovač částic LHC je největším zařízením svého typu na světě, obvod tunelu činí 27 kilometrů. Vybudovala jej Evropská organizace pro jaderný výzkum (CERN) pod pohořím Jura na švýcarsko-francouzské hranici.

Urychlovač částic LHC

1. Zdroj částic (protonů nebo iontů)
2. Před vstupem do urychlovače LHC jsou částice rozděleny do dvou paprsků.
3. Částice se srazí a čtveřice detektorů zaznamená údaje o nových částicích vzniklých při kolizi.

Komplex CERN (vlevo)

Částice - protony či ionty - jsou na počátku pokusu rozděleny do dvou paprsků, jež jsou vyslány proti sobě do urychlovače LHC, kde získají rychlost blízkou rychlosti světla. Po srážce paprsků čtveřice detektorů zaznamená údaje o subatomárních částicích, které při kolizi vznikly.  

Víceúčelový detektor CMS (vpravo)

A Paprsek přichází tudy
B Částice se srážejí
C Zde přichází druhý paprsek
D Detektory