Panorama I: Češi pomáhají luštit tajemství vzniku hmoty a vesmíru

10-11-2007

Celý vesmír okamžitě zanikne. Také taková apokalyptická zpráva se před několika lety objevila v některých médiích. Stalo se tak v souvislosti s výstavbou největšího urychlovače částic na světě LHC v Evropské laboratoři fyziky částic CERN u Ženevy. Toto monstrum je v podstatě prstencovým tunelem o délce 27 kilometrů, ukrytém asi 90 metrů pod zemí, a obklopeném mohutnými detektory. V zařízení budou proti sobě vypuštěny svazky protonů. Až dosáhnou téměř rychlosti světla, dojde ke srážce. Na okamžik by v urychlovači měly zavládnout podmínky, které panovaly v kosmu krátce po tzv. velkém třesku. A právě odtud se odvíjejí některé katastrofické úvahy. Zánik celého vesmíru vyvolaný experimentem CERNu je samozřejmě tou nejdramatičtější představou. Není prý ale vyloučen ani vznik černé díry, která by mohla ohrozit Zemi.

Je možné, že nastane taková situace, kdy v důsledku experimentů v urychlovači dojde ke vzniku černé díry? Profesor Michal Suk z Matematicko fyzikální fakulty Univerzity Karlovy, jeden z našich expertů v CERNu, se usmívá.

"Myslím, že to nenastane. To jsou hypotézy. Černá díra je samozřejmě pod otazníkem, ale není to tak horké."

Trošku to připomíná situaci před prvním podmořským výbuchem vodíkové bomby. Tehdy zazněly obavy, že do vzduchu vyletí celá zeměkoule. Je zřejmé, že se tak nestalo. O tom, že obavy z urychlovače LHC jsou rovněž liché, jsme se měli přesvědčit už letos v listopadu. Uvedení do provozu bylo ale kvůli technologickým problémům odloženo na druhou polovinu příštího roku.

Michal Suk, foto: autorMichal Suk, foto: autor "Urychlovač potřebuje ohromné množství supravodivých magnetů a supravodivý materiál není tak rychle dostupný, jak se původně zdálo."

Na činnosti CERNu, této největší světové částicové laboratoře, se podílí dvacet evropských zemí včetně České republiky. Úzce s CERNem ale spolupracují také Američané nebo Japonci. Celkem se na výzkumu podílí několik tisíc vědců. Ti zde hledají odpovědi na základní otázky: co je to hmota, jaké jsou zákonitosti jejího vzniku, jaké jsou principy vzniku hvězd i celého vesmíru. Prakticky jedinou metodou, jak lze složení hmoty a zákony, kterými se řídí, zkoumat, jsou právě srážkové experimenty částic v urychlovačích. Informace o těchto srážkách, při kterých se hmota v souladu se slavnou Einsteinovo rovnicí E=mc2 mění v energii a naopak, kdy se objevují nové částice, se získávají pomocí obřích detektorů na obvodu urychlovače. Největším z nich bude ATLAS. Rozměry tohoto detektoru jsou skutečně úctyhodné" výška desetipatrového domu, váha 7000 tun. Na výstavbě ATLASu, především na jeho ´srdci´ hadronovém kalorimetru, se podílejí intenzivně i čeští vědci.

Foto: ČTKFoto: ČTK "V České republice spolupracují na ATLASu tři instituce: Univerzita Karlova, České vysoké učení technické a Akademie věd České republiky. Každá ta instituce se účastní na výstavbě určité části detektoru. Například my a Akademie věd děláme na hadronovém kalorimetru, ČVUT a akademie dělají na vnitřním detektoru. Potom je ještě řada věcí kolem. Každá skupina, která pracuje na výstavbě některého z detektorů, se potom zúčastní analýzy dat příslušného detektoru. Tok informací z ATLASu je ohromný."

Česko ale neposkytuje pro urychlovač LHC jenom své nejlepší mozky ze základního výzkumu. Do výstavby se úspěšně zapojily i české firmy.

"České firmy se samozřejmě podílí. Sám jsem se zúčastnil jednání a koordinace práce na stínění pro projekt ATLAS. To dělala Škoda Plzeň. Řada firem pak dělala různé elektronické přístroje a různé montážní práce. Náš průmysl se na stavbě urychlovače opravdu podílel. Ta škodovka, to byl opravdu velký projekt."

Foto: ČTKFoto: ČTK Projekt ATLAS je považován za jeden ze špičkových programů světové vědy pro 21. století. Je to dosud největší projekt v oblasti fyzikálního výzkumu v historii lidstva. Kromě ATLASu budou na urychlovači ještě tři další mohutné detektory. Pro srovnání výkonu - nové detektory urychlovače LHC mají za jediný den produkovat tolik údajů, kolik jich vytvořily detektory bývalého urychlovače LEP, který činnost skončil v roce 2000, za celý rok. Jedním z důležitých výzkumů, které na LHC čekají, bude pátrání po hypotetickém Higgsově bosonu, částici, která je jakýmsi kamenem mudrců a podle fyziků je klíčem k pochopení vzniku hmoty ve vesmíru. Ozvali se někteří pesimisté, kteří kladou otázku, co se stane, když monstrum za miliardy eur žádné nové částice nenalezne. A sami si hned odpovídají: fyzika by se otřásla v základech. Většina vědců je naopak přesvědčena, že urychlovač LHC bude chrlit jeden objev za druhým. Třeba dokonce také vznikne už zmíněná černá díra, ale v miniaturním provedení, což by vědcům umožnilo prozkoumat ´zblízka´ její vlastnosti. A čeští vědci chtějí být u toho.

10-11-2007