Domů     Velký hadronový urychlovač: Fyzikální klenot 21. století
Velký hadronový urychlovač: Fyzikální klenot 21. století
11.4.2021

Jedno z nejdůležitějších fyzikálních zařízení, které umožňuje pohled na ty nejmenší části našeho světa a které dokáže věci pro většinu smrtelníků naprosto nepochopitelné.

Vědci díky němu mohou nahlédnout pod roušku tajemství, která obestírá vznik a fungování našeho vesmíru.

O sestrojení a zprovoznění podobného zařízení odborníci debatují už od minulého století a po skončení druhé světové války začínají budovat první urychlovače částic, tedy přístroje sloužící k výzkumu elementárních částic.

Již počátkem 80. let se fyzikové v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN) začnou zabývat vzdálenější budoucností – celé roky pracují na technických a fyzikálních možnostech nového zařízení, které ve světě nemá obdoby.

Velkolepý gigant

Jejich sny se splní v prosinci roku 1994, kdy dá Rada CERN stavbě zelenou.

Na návrhu Velkého hadronového urychlovače (anglicky Large Hadron Collider) neúnavně pracuje více než 10 000 vědců ze stovky zemí světa, samotné jeho vybudování spolkne asi 5 miliard švýcarských franků (více než 103 miliard korun) a do zkušebního provozu je slavnostně uveden 10. září 2008. Je umístěn do tunelu o délce 27 kilometrů, jenž se v hloubce 50–175 metrů pod zemí táhne na území mezi Ženevským jezerem a pohořím Jura na franouzsko-švýcarských hranicích.

Na konstrukci revolučního zařízení se podílejí tisíce vědců z celého světa. (Foto: Simon Waldherr /Creative Commons / CC BY-SA 4.0)
Na konstrukci revolučního zařízení se podílejí tisíce vědců z celého světa. (Foto: Simon Waldherr /Creative Commons / CC BY-SA 4.0)

Závody v podzemí

Jednotlivé částice v něm ve dvou oddělených trubicích obíhají v opačných směrech, často téměř rychlostí světla, tedy 300 000 m/s. Ve čtyřech bodech, kde se trubice protínají, se pak spolu čelně srazí.

Tím vzniknou částice nové, mezi kterými vědci hledají důkazy o existenci doposud pouze předpokládaných nebo dokonce zcela neznámých entit.

Urychlení částic a jejich stlačení má na starost více než 9000 supravodivých elektromagnetů, které ke svému fungování potřebují teplotu –271 °C.

Až na samý počátek

Hlavní poslání urychlovače je více než vznešené. Zařízení vědcům umožňuje simulovat situaci těsně po Velkém třesku, kdy se měl zrodit vesmír. Tehdy panovaly velmi extrémní podmínky, které se v přírodě od té doby již nikdy nezopakovaly.

Vědci se tak pokoušejí zjistit, jak se po třesku chovala hmota, ještě před tím, než vznikly atomy. A kýžený úspěch na sebe nenechá dlouho čekat.

Na jaře roku 2013 potvrdí existenci do té doby pouze hypotetické subatomární částice známé jako Higgsův boson, který hraje klíčovou roli ve vysvětlení původu hmotnosti ostatních elementárních částic.

Díky výzkumu Higgsova bosonu se podaří potvrdit standardní model částicové fyziky! (Foto: Lucas Taylor/CERN / Creative Commons / CC BY-SA 3.0)
Díky výzkumu Higgsova bosonu se podaří potvrdit standardní model částicové fyziky! (Foto: Lucas Taylor/CERN / Creative Commons / CC BY-SA 3.0)

Neviditelná záhada

V srpnu 2018 pak CERN oznámí, že se jí dokonce podařilo dokázat rozpad Higgsova bosonu na dvě elementární částice zvané kvarky b a potvrdit tak standardní model částicové fyziky! Tím ale výzkumy zdaleka nekončí.

V polovině loňského roku organizace přijme novou strategii do nadcházejících let. Zaměřit se chce především na výzkum takzvané temné hmoty, která podle fyzikálních předpokladů obklopuje galaxie, kvůli neschopnosti odrážet světlo je však neviditelná.

Krok drží i Češi

Členských států, které urychlovač využívají pro výzkum, je v současné době 22 a každý z nich musí odvádět poplatky za provoz na základě HDP. Patří mezi ně i Česká republika, která přispívá asi 200 milionů korun ročně.

Oželet takovou částku rozhodně stojí za to – účast ve výzkumu přináší pro český průmysl řadu pozitiv.

„Můžeme na základě detektorů, které jsme vyvinuli pro CERN, vytvářet různé průmyslové aplikace,“ vysvětluje Jaroslav Bielčík z ČVUT. „Moji kolegové na fakultě tak vyvíjejí podobné detektory s aplikacemi třeba do medicíny nebo ochrany životního prostředí,“ dodává.

K urychlení a stlačení částic je zapotřebí přes 9000 supravodivých elektromagnetů. (Foto: gamsiz / Creative Commons / CC BY-SA 2.0)
K urychlení a stlačení částic je zapotřebí přes 9000 supravodivých elektromagnetů. (Foto: gamsiz / Creative Commons / CC BY-SA 2.0)
Foto: Titulka (Foto: Simon Waldherr / Creative Commons / CC BY-SA 4.0) commons.wikimedia.org
Související články
Věda a technika
Fascinující lidský mozek
S ohledem na fungování lidského mozku platilo dlouho paradigma, že v dospělosti pracuje už jen s vybudovanými neurálními cestami a netvoří si nové. Až na začátku 21. století se prokázalo, že se mozek vyvíjí i v dospělosti.   Neuroplasticita či plasticita mozku je termín, který označuje vývoj změn v mozku v průběhu života jedince. Neuroplastické […]
Věda a technika
Okřídlený zabiják B-2: Stroj připomínající můru unikne i radarům!
V klidu vstoupí do afghánského vzdušného prostoru, sestoupí na požadovanou výšku, zamíří cíl a bomby už padají na potemnělou krajinu. O několik tisíc metrů níže si nepřátelští vojáci libují, jaký mají klídek. Na radaru totiž nic nevidí. Stačí, aby se objevily a lidé se okamžitě mají na pozoru. Americká armáda to moc dobře ví, a tak […]
Věda a technika
Fascinují Pennsylvania Station: Když orli odlétají…
Kdykoliv míří po kolejích do nebo z New Yorku hlava Spojených států amerických nebo jiní důležití tuzemští i zahraniční státníci, odjíždí z 11. nebo 12. koleje. Rozhodně nejde o konec nádraží, cestující tu mohou nastoupit do vlaků na celkem 21 kolejích obsluhovaných 11 nástupišti. A že je tu pořádně živo – kapacita tohoto nádraží je […]
Věda a technika
Anestezie: Bolest dostala utrum díky večírku
Bez anestezie byly dějiny chirurgie spíše dějinami bolesti. I když od starověku se prověřovaly nejrůznější způsoby, jak během operací docílit znecitlivění, nejběžnější praxí zůstávalo řezání do člověka při jeho plném vědomí. Bolest dostala utrum až díky večírku.   V 19. století se mnohé večírky neobešly bez nehořlavého plynu s nevýraznou vůní a nasládlou chutí. Zábava s oxidem […]
reklama
zajímavosti
Proč se na Velikonoce světí oheň a co znamená červené vajíčko?
Od nepaměti znamená oheň teplo domova. Například už v antice se rodina kolem něj schází, kdykoli chce řešit něco důležitého. Vdává-li se dívka, její matka odebere z rodinného ohniště žhavé uhlíky a jde jimi zapálit oheň v novém domově své dcery. Vyhasnutí ohně se považuje za špatné znamení. Ohně si proto všímá i Bible a považuje ho za […]
Tři pečené symboly Velikonoc: Mazanec, beránek a jidáše
„Jak pastýř pase své stádo, beránky svou paží shromažďuje, v náruči je nosí, březí ovečky šetrně vede,“ tak vystupuje Bůh ve Starém zákoně. Hebrejská tradice považuje ovci a jehně za symbol člověka jako člena Božího stáda. Nejčastější obětí Bohu se stává právě beránek, přikazuje to ve starozákonních předpisech Mojžíšův zákon. Nový zákon jako beránka označuje ukřižovaného […]
Míč: Nezbytnost stará 4500 let
O kolik nezapomenutelných zážitků by člověk přišel, nebýt jeho – dechberoucích chvílí v tenise, basketbalu a samozřejmě fotbalu. Neuskutečnil by se bez něj třeba legendární moment, kdy Antonín Panenka pošle vršovickým dloubákem kulatý nesmysl doprostřed branky a udělá z Československa v roce 1976 mistry Evropy. Dá se do něj kopat, házet ho, odpalovat nebo naopak […]
9 největších tajemství chlupatých mazlíčků. Co všechno nevíte o kočkách?
Kočky známe všichni, přesto stále existuje množství zajímavostí, které ne každý ví a zná. Věděli jste například, že kočky se domestikovaly samy? A přemýšleli jste někdy o tom, proč se říká, že má kočka devět životů? A k čemu slouží kočičí předení? Je toho totiž spousta a my se dnes podíváme na symbolických devět zajímavostí, které […]
reklama
věda a technika
Zoo v tekutém dusíku
Říká se jim zamrzlé zoo, protože místo chovu zvířat schraňují v tekutém dusíku jejich buňky. Ty jsou mnohdy jedinou nadějí pro záchranu kriticky ohrožených a vyhynulých druhů.   Tříletý hřebec Kurt je pořádný divoch. Pobíhá, kope kolem sebe, jedné klisně odkousnul kus ocasu a od člověka se rozhodně pohladit nenechá. A jeho ošetřovatelům ze safari parku […]
Moderní lanovky: Zázraky soudobého inženýrství
Historie lanovek sahá do daleké minulosti – zařízení na způsob lanových drah se využívala už ve 4. století před naším letopočtem v Číně pro přepravu materiálu na stavby. Na vývoji lanovek v průběhu staletí je tak možné sledovat, jak se neustále zdokonalovala lidská zručnost a možnosti moderní techniky. Přelomem pro vývoj lanovek byl především vynález […]
Mechanismus z Antikythéry: Proč se nacházel na ztroskotané lodi a kdy začal fungovat?
Kolem roku 65 př. n. l. se nedaleko řeckého ostrova Antikythéra potopila loď. Její vrak roku 1900 objevili sběrači mořský hub. Místo se proslavilo zejména nálezem tzv. mechanismu z Antikythéry, Jde o ozubené soukolí sloužícího k zaznamenávání pohybu Slunce a Měsíce. Třebaže zbytky lodi byly během 20. století zkoumány hned několikrát, nebyly z nich vyloveny všechny cennosti. Roku […]
Jak bojovat proti bolesti?
Co je to vlastně bolest? Jedná se o nepříjemný smyslový i pocitový zážitek, který je pro nás obrannou reakcí a varováním před hrozícím nebo již i existujícím poškozením tkání. Z tohoto důvodu bychom ji tedy nikdy neměli podceňovat… Různorodé vnímání bolesti Většina lidí ji už zřejmě někdy zažila a ví, jak dokáže znepříjemnit život. Navíc […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Moderní rezidence u rovníku
rezidenceonline.cz
Moderní rezidence u rovníku
Rezidence vznikla v rovníkovém Ekvádoru. Betonová stavba rozvržená do tvaru písmene T působí přes svou masivní konstrukci příjemně svěžím, elegantním a odlehčeným dojmem. Tři podlaží, tři obytná kř
Vnuci objevili v mém rodném domě poklad
skutecnepribehy.cz
Vnuci objevili v mém rodném domě poklad
Myslela jsem, že ten dům dokonale znám. Jako dítě jsem ho prolezla od sklepa až po půdu. Přesto vnuci našli pokoj, o němž neměl nikdo ani tušení. Ten dům kdysi postavili mí praprarodiče a já jsem v něm vyrůstala. Proto jsem si myslela, že ho znám dokonale, už můj otec ho měl prozkoumaný a ukázal mi jako dítěti všechny
Útok z hlubin: Potopila německou ponorku UB-85 mořská nestvůra?
epochalnisvet.cz
Útok z hlubin: Potopila německou ponorku UB-85 mořská nestvůra?
Německé ponorky byly za první světové války skutečným postrachem Atlantiku. Jejich torpéda rozsévala zkázu mezi spojeneckými loděmi a bylo velmi těžké je zničit. O to větší překvapení čekalo na námořníky z britské lodi HM Coreopsis II, když se jim zcela bez boje vzdala posádka obávané ponorky UB-85. Jejich plavidlo totiž prý potopila mořská příšera!  
Einstein v praxi: K čemu je nám obecná teorie relativity?
21stoleti.cz
Einstein v praxi: K čemu je nám obecná teorie relativity?
Publikoval přes 300 vědeckých prací a dal lidstvu nejslavnější rovnici světa E= mc2. Dodnes patří k největším vědeckým hvězdám, ke zhmotnělé tvůrčí genialitě, protože jeho speciální teorie relativity
Jachta Milano od prémiových Tankoa Yachts má na palubě i kino
iluxus.cz
Jachta Milano od prémiových Tankoa Yachts má na palubě i kino
Italská společnost Tankoa Yachts přináší milovníkům moře nový důvod, proč vyplout na otevřené vody. Jejich nejnovější klenot, 70 metrů dlouhá luxusní jachta Milano, vzdává hold svému italskému jménu -
Září na špici Zlaté pagody přes 5000 diamantů?
historyplus.cz
Září na špici Zlaté pagody přes 5000 diamantů?
Mluví se o ní jako o jednom ze zapomenutých divů světa. Není se ani čemu divit. Šweitigoumská pagoda je úchvatná, obzvláště pak v podvečer, když ji paprsky zapadajícího slunce doslova rozzáří. Její povrch je totiž ze zlata. Použito ho prý bylo větší množství, než jaké tvoří zlaté rezervy v britských bankách. Na její špici se navíc blyští
Velikonoční boží milosti neboli křehotiny
tisicereceptu.cz
Velikonoční boží milosti neboli křehotiny
Křehké cukroví se na Vysočině nepřipravuje jen na Velikonoce. Sváteční pochoutka prababiček v neděli provoní celý dům. Zkusíte si ho vyrobit také? Suroviny 250g hladké mouky 2 žloutky Kousek m
Glore Psychiatric Museum: Straší tu labilní duchové utýraných pacientů?
enigmaplus.cz
Glore Psychiatric Museum: Straší tu labilní duchové utýraných pacientů?
V některých významných muzeích se nacházejí artefakty, které do našeho světa údajně přitahují cizí síly. V jiných se zase objevují přízraky lidí, kteří byli kdysi na těchto místech umučeni k smrti. Mn
Jičínské perly: Staré Hrady a židovský hřbitov
epochanacestach.cz
Jičínské perly: Staré Hrady a židovský hřbitov
Jižně od Jičína v obci Libáň stojí původně gotický hrad s renesančním zámkem Staré Hrady. Stejně jako samotný Jičín i zdejší místo dokonale zapadá do pohádkového kraje. Staré Hrady u Jičína Vybírat si můžeme hned z několika pohádkových prohlídkových okruhů, v nichž se seznámíme s více než čtyřmi stovkami pohádkových bytostí. Čekají opravdu všude. Vypravit se za
Jak hořké potraviny prospívají našemu zdraví?
nejsemsama.cz
Jak hořké potraviny prospívají našemu zdraví?
Už naše babičky věděly, že hořká jídla napomáhají celkové pohodě a mají léčivé účinky. Hořké látky konzumované s mírou mohou přinést mnoho dobrého. Od nepaměti se používají především pro své pozitivní účinky na trávení. Nejen bylinky Potravin, které jsou zdrojem hořké chuti, je na výběr mnoho. Jde například o mandle, para ořechy, mák, pohanku, žito, jehněčí maso
Velikonoční paráda z prvního kvítí
panidomu.cz
Velikonoční paráda z prvního kvítí
Velikonoce jsou tady! Přinášíme vám několik tipů, jak si je udělat krásné s pomocí prvního kvítí! Ve stejnokroji Že sestava v kabátku stejného střihu dokáže udělat úplně jiný dojem než bez kabátku, platí nejen u vojáčků. Kabátek přitom může být zcela jednoduchý, klidně z papíru nebo pruhu jutoviny. Jarní ikebana Pokud chcete neobvyklou květinovou dekoraci,
Jak slavila Zlata Adamovská svoje půlkulatiny?
nasehvezdy.cz
Jak slavila Zlata Adamovská svoje půlkulatiny?
Zlata Adamovská (65) ze seriálu Ordinace v růžové zahradě oslavila narozeniny. A zavzpomínala v té souvislosti, že si pro ni život přichystal dost perných chvil. Všechno jí vynahradila až láska s Pet