V LHC se poprvé povedlo urychlit svazek atomů

LHC – Large Hadron Collider – velký hadronový srážeč, je zařízení provozované Evropskou organizací pro jaderný výzkum (CERN). Celé je umístěné v podzemí, jde o kruhový tunel o obvodu 27 km, který leží pod Francií a Švýcarskem. V prstenci dochází k urychlování paprsků částic, až k rychlostem blížícím se rychlosti světla. Po dosažení potřebné rychlosti, a tedy i energie, se svazky nechají srazit a sledují se vzniklé částice. Jedním z největších úspěchů tohoto zařízení bylo objevení Higgsova bosonu v roce 2012.[1] V současnosti se kromě srážek subatomárních částic, začínají pomocí LHC studovat i srážky atomů.[2]

LASER
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – optický zdrojmonochromatického, koherentního elektromagnetického záření. Princip popsal Albert Einstein již v roce 1917, první laser byl uveden do provozu roku 1960 Theodorem H. Maimanem.
Kvarky
Jsou elementární částice, z nichž se skládají hadrony. Podle současných znalostí nemají vnitřní strukturu a jsou tedy nedělitelné. Mají spin ½, jde tedy o fermiony. Kvarky rozdělujeme na šest tzv. vůní: d (dolů, down), u (nahoru, up), s (podivný, strange), c (půvabný, charm), b (spodní, bottom), t (svrchní, top).
Elektrony
Subatomární částice nesoucí záporný náboj. V atomu ho nacházíme v elektronovém obalu.
Mion
Nestabilní elementární částice se záporným nábojem a spinem ½. Je to lepton ze skupiny fermionů.
Temná hmota
Hypotetická forma hmoty, která umožňuje vysvětlit nepoměr mezi pozorovaným a vypočítaným množstvím hmoty ve vesmíru. Aktuálně se předpokládá, že se vesmír skládá ze 4 % klasické, baryonové hmoty, 23 % temné hmoty a 73 % temné energie.

Letecký pohled na CERN, LHC vyznačen žlutou čarou

Letecký pohled na CERN, LHC vyznačen žlutou čarou. Credit: Maximilien Brice (CERN)/Commons

Práce s atomy je komplikovaná, protože mají poměrně velkou hmotnost a jsou křehké, mohou ztratit elektron, čímž by došlo k jejich nárazu do stěny urychlovače, který by tím mohl být poškozen. Což u tak drahého zařízení není žádoucí. Proto nejprve vědci začali s atomy xenonu a k olovu se dostali až na konci experimentů.

V prvním běhu bylo do LHC vpraveno 24 dávek atomů, které vytvořily stabilní svazek s nízkou energií, ten kroužil uvnitř prstence hodinu. Poté byl výkon LHC zvýšen na maximum a svazek uvnitř kroužil dvě minuty. Pokud by velké množství částic vybočilo z kurzu, dojde k automatickému zrušení paaprsku, tím se chrání LHC a jeho supravodivé magnety.

Jakmile se podaří optimalizovat manipulaci s těmito atomovými paprsky, chtějí je vědci začít ostřelovat laserem, ten způsobí excitaci elektronů na vyšší energetické hladiny, následnou deexcitací dojde k vyzáření elektromagnetického záření. Díky tomu, že se atomy budou pohybovat při velice vysokých rychlostech, bude i energie emitovaného záření vysoká a dostaneme se až do oblasti gamma záření. Uvolněné paprsky gamma budou schopné produkovat kvarky, elektrony a miony, které by se mohly přeměnit na jiné částice, případě jiné formy hmoty, např. temnou hmotu.

Jde o první krok ve výzkumu, který může poskytnout velmi zajímavé výsledky.

Odkazy

  1. New results indicate that new particle is a Higgs boson
  2. The Large Hadron Collider Just Successfully Accelerated Its First Atoms

Napsat komentář

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.