Domů     Kde se odhalují vesmírná tajemství? Hluboko pod Alpami!
Kde se odhalují vesmírná tajemství? Hluboko pod Alpami!
6.6.2018

Alpská krajina je bezesporu jednou z nejkrásnějších oblastí, kterými se Evropa může pochlubit.

Proto až nepatřičně zní, že pod panenskou přírodou na francouzsko-švýcarských hranicích se ukrývá výkřik moderní techniky, zařízení, které pomáhá odhalovat dosud neobjasněné záhady fyziky. Známý Velký hadronový urychlovač.

Urychlovač zvaný LHC (Large Hadron Collider) je v současnosti největším urychlovačem částic na světě, i když Číňané slibují, že do roku 2025 postaví zařízení ještě mohutnější.

LHC vybudovala jej Evropská organizace pro jaderný výzkum (CERN) pod pohořím Jura na francouzsko-švýcarských hranicích poblíž Ženevského jezera.

Tunel není umístěn vodorovně, ale má mírný sklon, protože tehdejší technologie nebyly schopny zajistit hloubení tunelů skrz některé horniny.
Tunel není umístěn vodorovně, ale má mírný sklon, protože tehdejší technologie nebyly schopny zajistit hloubení tunelů skrz některé horniny.
reklama

Rekordní teplota, antihmota, Higgsův boson a další dosud nepoznané částice, s tím vším by si vědci nemohli potřást rukou, kdyby nebylo Velkého hadronového urychlovače.

Urychlovač umožňuje vyslat proti sobě dva paprsky částic (protonů či iontů), při jejichž vzájemném střetu poté vznikne sprška nových částic, které poté experti důkladně zkoumají.

Urychlovač byl uveden do provozu v roce 2008. V roce 2013 byl na dva roky odstaven a dočkal se modernizace a s ní souvisejícího dvojnásobného zvýšení výkonu.

„Výjimečné na LHC není jen energie srážek, ale také počet kolizí za sekundu, který je rovněž vyšší, než umožňoval jakýkoli jiný urychlovač v historii,“ přibližuje David Newbold z univerzity v Bristolu, který se podílí na zdejších experimentech.

LHC je instalován v kruhovém tunelu o obvodu 27 kilometrů v hloubce 50–150 m pod zemí.
LHC je instalován v kruhovém tunelu o obvodu 27 kilometrů v hloubce 50–150 m pod zemí.

Srážky částic v urychlovači mohou podle vědců vytvořit podmínky existující jen několik zlomků vteřiny po vzniku vesmíru. Hlavní součástí LHC je kruhový tunel, který je umístěn 50 až 150 metrů pod zemí.

Ten LHC zdědil po svém předchůdci, urychlovači LEP (Large Electron-Positron Collider).

V tunelu, jenž byl připraven již v roce 1980, probíhá speciální potrubí o délce 26 659 metrů, kde mají částice naprostý klid ke své práci v podobě vzájemných kolizí. Ani vzduch je tu neruší, vládne zde téměř absolutní vakuum.

Když automobil narazí do zdi, důsledky mohou být fatální, ale když se dva vozy čelně srazí při jízdě, je katastrofa zajištěna. Energie dvou protijedoucích vozů se totiž sčítá.

A u částic je to stejné, pokud se srazí při tempu blížícímu se rychlosti světla, vzniklá kinetická energie je obrovská. V urychlovači LHC vzniká při srážkách 100krát vyšší energie, než kdyby částice šly pouze „hlavou proti zdi“.

Proud částic v potrubí řídí a urychluje soustava přibližně 9600 magnetů různých druhů a vlastností. Elektromagnety musejí vytvořit velmi silné pole, proto je tekuté hélium ochlazuje jen necelé dva stupně nad absolutní nulu.

Při této teplotě dosáhne slitina nobia a titanu, z níž jsou magnety vyrobeny, takzvané supravodivosti, tedy stavu, při kterém kladou protékajícímu elektrickému proudu téměř nulový odpor.

Částice v urychlovači je samozřejmě nutné sledovat. K tomu slouží čtyři hlavní a dva vedlejší detektory. Mezi nejdůležitější zaznamenávané charakteristiky sekundárních částic patří dráha letu, jejich rychlost, hmotnost, elektrický náboj a energie.

Členství v CERNu otevírá českým vědcům dosud netušené možnosti.
Členství v CERNu otevírá českým vědcům dosud netušené možnosti.

Částice nevstupují do velkého okruhu ihned, nejdříve je čeká trénink v menších přidružených urychlovačích. Tam se rozehřejí na správnou provozní teplotu. Poté se rozdělí do dvou proudů a vstoupí do světel ramp uvnitř hlavního urychlovače.

V tu chvíli jsou částice už v takové ráži, že dosáhnou rychlosti rovnající se 99,9999991 % rychlosti světla. A tak za pouhou jedinou vteřinu oběhnou celý okruh jedenáctkrát.

Pokud nějaký experiment trvá deset hodin, částice urazí stejnou vzdálenost, jako by se vydaly ze Země na cestu k Neptunu.

Částice jsou nejen rychlé, ale také velmi malé. Pravděpodobnost srážky je nepatrná, zajistit kolizi je stejně obtížné, jako proti sobě vystřelit dvě jehly ze vzdálenosti 10 kilometrů tak, aby se srazily čelně. Přesto, jak již bylo zmíněno, o kolize zde nakonec není nouze.

Statisticky připadá na každých 200 000 000 000 částic pouze 20 střetnutí, oba proudy se však střetnou mnohokrát, takže každou vteřinu dojde k asi 600 000 000 srážkám.

V LHC lze vytvořit mnohem vyšší teplotu, než jaká vládne na Slunci.
V LHC lze vytvořit mnohem vyšší teplotu, než jaká vládne na Slunci.

Mezi největší úspěchy urychlovače LHC bezesporu patří potvrzení existence Higgsova bosonu. Životnost této éterické částice je téměř neměřitelná, badatelé mohou pozorovat jen stopy po ní. Jde o čas o délce ve zlomcích sekundy (10-23 sekundy).

Za takovou dobu by částice, letící rychlostí světla, stihla překonat vzdálenost sotva o délce průměru jádra atomu. Přesto by se bez Higgsova bosonu současné modely fyziky rozpadaly, či by badatelé docházeli k nesmyslným závěrům.

Objev Higgsova bosonu znamenal pro vědu vyřešení jedné z jejích zásadních otázek, jímž bylo doplnění skládačky tzv. standardního modelu. Ukazuje se však, že tato částice by mohla posloužit i jako odrazový můstek k vyřešení dalších dosud nevyřešených problémů. Mezi ně patří i záhady související s temnou energií.

V urychlovači byla také navozena nejvyšší teplota. Srážkami jader atomu olova zde fyzikové vytvořili miniaturní ohnivé koule o teplotě 10 000 000 000 stupňů Celsia. To je milionkrát větší výheň, než jaká panuje uprostřed Slunce.

„Při těchto teplotách se taví dokonce i protony a neutrony,“ jásal spoluautor výzkumu David Evans z Birminghamské univerzity ve Velké Británii. I tento pokus souvisel s navozením podmínek, jaké vládly krátce po vzniku vesmíru.

V LHC badatelé rovněž pozorovali antihmotu, když zde zachytili 38 antiatomů antivodíku. LHC je nyní v nejlepších letech a nejlepší kondici, takže i v budoucnu můžeme očekávat řadu překvapivých objevů pocházejících z jeho lůna.

Zdroje informací a fotografie
reklama

Související články
Věda a technika
Starý dobrý vypínač: Z jakých důvodů se světlo zapíná právě takhle?
Stačí jediný pohyb prstu a místnost se zalije světlem. Vypínač patří k nejběžnějším předmětům v domácnosti, přesto jeho podobu, umístění i způsob ovládání provází překvapivě zajímavý příběh. Když se elektřina stěhuje do domácností, nemění totiž jen způsob osvětlení. Učí člověka novému každodennímu rituálu. Ještě před nástupem elektřiny lidé rozsvěcují plynové lampy otáčením malého kohoutku. Když […]
Věda a technika
Proč se nám chce spát po vydatném obědě? Za ospalostí není jen plný žaludek
Zná to téměř každý. Dojíme poslední sousto, opřeme se o židli a najednou máme pocit, že bychom nejraději zavřeli oči a na chvíli zmizeli ze světa. Odpolední ospalost přitom není pouhým důsledkem přejedení. Svou roli hrají biologické hodiny, hormony, složení jídla i signály, které si mezi sebou posílají střeva a mozek. Proč nás po obědě […]
Věda a technika
Pro lásku k moři: Co dalo lidem svobodu pod vodní hladinou?
Ještě v prvních desetiletích 20. století bylo potápění spojeno s těžkou objemnou výstrojí.  Neforemné skafandry s přilbami byly závislé na dodávce vzduchu z hladiny. Pak však přišel zlom, který cestu do světa pod vodní hladinou zpřístupnil i pro laiky. Ba co víc, poskytl jim netušenou svobodu! V době druhé světové války se ve Francii zrodil […]
Věda a technika
Ferrari: červená nádhera
Když se narodí, cesty patří povozům s koňmi. Nikdo nečeká, že by se mělo něco změnit. Pak se tu a tam objeví automobil. Jeden, dva… a vůně motoru je omámí. Najednou chtějí také v ruce držet volant, závodit, osedlat si tu neskutečnou sílu. Ti nejšikovnější se navždy zapíší do dějin. Rachot motorů na závodním okruhu je ohlušující. […]
záhady a tajemství
Některá místa se nám zdají povědomá, přestože jsme tam nikdy nebyli. Záhada déjà vu
Vstoupíte do cizího domu, rozhlédnete se po místnosti a najednou vás polije zvláštní pocit: přesně tohle už jste přece někdy zažili! Víte, kde stojí stůl, tušíte, co přijde za okamžik, a přesto si nedokážete vybavit jedinou skutečnou vzpomínku. Jako by vám někdo na okamžik pustil reprízu života, který jste nikdy nežili. Jde o tajemné poselství […]
Karyn Kupcinetová: Věděla víc, než měla?
Hollywood je místo s nejvyšší koncentrací celebrit a skandálů. Nevyhýbají se mu ovšem ani záhadná úmrtí a nikdy neobjasněné vraždy. Jako příběh mladé herečky, která zemřela dřív než se stihla proslavit. Dvaadvacetiletá Karyn Kupcinetová (1941-1963) je na počátku slibné kariéry. Za sebou má téměř dvě desítky seriálů a malých filmových rolí. Zemře však dřív než […]
Člověk slabě svítí. Jenže vlastní světlo nikdy neuvidíme
Když večer zhasneme, naše tělo podle všeho úplně nezmizí ze světa světla. Člověk totiž skutečně vysílá fotony. Ne takové množství, aby se podle něj dala najít cesta do kuchyně, natož aby se rozzářila ložnice. Jde o tak slabé světlo, že lidské oko nemá šanci ho zachytit. Přesto ho dokážou odhalit citlivé vědecké přístroje. Každý z […]
Thelma Todd: Záhadná smrt na předním sedadle
Hollywood je místo s nejvyšší koncentrací celebrit a skandálů. Nevyhýbají se mu ovšem ani záhadná úmrtí. K nejslavnějším případům patří tragický konec krásné Thelmy. Byla to vražda, sebevražda nebo nehoda? Počátkem třicátých let je Thelma Toddová (1906–1935) jednou z nejvýznamnějších hereček Hollywoodu. Na kontě má 120 filmů po boku takových legend jako bratři Marxové nebo […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
historyplus.cz
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
„Prvotřídní kvalita, dovoz z Itálie,“ přesvědčuje kupec s látkami bohatou pražskou měšťanku. Žena pečlivě osahává štůček mušelínu. „Vezmu si pět loket,“ prohlásí. Kupec rychle naměří požadovanou délku. Pořádný kus mu přitom zůstane za prsty…   „Na šaty ho bude málo, milostpaní. Stačí jenom na sukni,“ zhodnotí švadlena množství růžového mušelínu. „Ošidili vás, podívejte.“ Vezme do ruky dřevěnou
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
enigmaplus.cz
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
V oblasti Paola na předměstí hlavního města La Valetta na Maltě se v roce 1902 dostala skupina dělníků do problémů. S několika se při rozbíjení skal propadla zem. „Dostaňte nás odsud, něco tady je,“ z
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
epochanacestach.cz
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
Návštěvou jednoho města si snadno zajistíme program třeba na celý víkend. Boskovice totiž nabízejí hned dvě významné architektonické památky, vzdálené od sebe jen půl kilometru. A tak se vydejme za hradem i za zámkem do krásné jihomoravské krajiny. Trhová osada Boskovice na okraji Drahanské vrchoviny vznikla někdy ve13. století, a už v roce 1313 kronikáři zaznamenali
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
epochalnisvet.cz
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
Nad vodou se převalují chuchvalce mlhy, ze kterých se náhle vynoří siluety několika člunů. Mají velmi podivnou posádku. Dobře živení, po zuby ozbrojení muži v černých uniformách a na straně druhé: zubožená těla oblečená v chatrných vězeňských hadrech. Co tato přízračná scéna znamená?   Je jaro roku 1945, druhá světová válka se chýlí ke konci. Jezero Stolpsee
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz