Úterý 18. května 2021
Svátek slaví Nataša, zítra Ivo
Oblačno, déšť 15°C

Podcast: Zázrak v kvantové fyzice. Vědci zachytili neviditelnou částici s energií tisícového roje komárů

Autor: jim - 
4. května 2021
05:00

Mezi vědci zabývajícími se kvantovou fyzikou vzbudil v březnu velký poprask článek v prestižním časopise Nature. Tým odborníků totiž na arktické observatoři IceCube zachytil neutrino s obří energií. Podle fyzika Michala Malinského jsme měli extrémní štěstí, neboť toto neutrino putovalo vesmírem miliony let a svou pouť zakončilo na Zemi. Proč je to pro odborníky důležitý objev a jak kvantová fyzika ovlivňuje dnešní svět, se dozvíte v Blesk Podcast.

Před pěti lety hlásili fyzici zabývající se fungováním vesmíru důležitý objev, že naměřili výskyt gravitačních vln, které předpověděl již Albert Einstein. Ve stejném roce se na jižním pólu odehrál jiný pozoruhodný úkaz, o němž se nejspíš budou učit studenti ve vysokoškolských skriptech. V arktické krajině zachytila Neutrinová observatoř IceCube částici, která zde ukončila svou miliony let dlouhou pouť. Čím byla natolik zvláštní?

Podle výsledků zveřejněných v časopise Nature se jednalo o neutrino s obří energií. „Neutrina jsou relativně běžné částice, které máme všude kolem sebe, akorát o nich nevíme. Mají totiž speciální vlastnost, na rozdíl od ostatních běžných částic jako elektrony nebo protony, které tvoří společně s neutrony atomová jádra a atomy, tak neutrina nemají žádný elektrický náboj a interagují se zbytkem světa pouze prostřednictvím slabé jaderné síly, a proto se dokáží velmi dobře ukrývat před snahami o jejich detekci,“ vysvětlil Michal Malinský z Ústavu částicové a jaderné fyziky Karlovy univerzity. Neutrina tak putují vesmírem dlouhé roky skrz téměř cokoliv a málokdo si jich všimne.

Podle Malinského nejsou tyto částice vůbec vzácné a na Zemi dopadají ze Slunce kvanta neutrin s různou energií. „Každým čtverečním centimetrem našeho těla každou sekundu projde několik desítek miliard neutrin. Jsou to neutrina pocházející z jádra Slunce, ale my jsme dokonce ponoření v moři neutrin, která zbyla po velkém třesku při vzniku vesmíru,“ řekl kvantový fyzik. 

6 tisíc komárů

Přesto na Zemi dopadlo jedinečné neutrino, jaké lidé do té doby nenaměřili. Na jižním pólu ho zachytila Neutrinová observatoř IceCube, která má v hloubce přibližně kilometr pod ledem na dlouhých provazech navěšené skleněné koule, jimiž dokáže detekovat průlet neutrin. Odkud k nám částice s obří energií doputovala, netušíme, ale observatoř podle Malinského rozeznala alespoň směr. „Nevíme přesně, jak neutrino mohlo vzniknout. S velkou pravděpodobností se jedná o kosmického tuláka, který k nám přiletěl z nějaké velmi vzdálené galaxie. Pravděpodobně se zrodil v některém z aktivních galaktických jader při extrémně energetických procesech, které takto aktivní galaktická jádra umějí, a nejspíš putoval miliony let, než to neutrino interagovalo v arktickému ledu,“ komentoval odborník, jak vznikla tato pozoruhodná částice, jejíž energií jsou vědci fascinovaní.

Podle Malinského mělo neutrino 6 petaelektronvoltů, což je energie naprosto neslýchaná z hlediska běžných dějů v částicové fyzice. „Jeden teraelektronvolt je energie, kterou má komár, když na vás sedne. Jenomže komár je tvořen zhruba deset na dvacátou částicemi. To je ohromné množství částic. Představte si, že takto velká energie je nesena jednou částicí. A ta částice, co jsme měřili v roce 2016 je ještě zhruba šest tisíckrát větší, než je jeden teraelektronvolt. Takto energetické částice jsou extrémně vzácné,“ připodobnil množství energie, kterou mělo neutrino, Michal Malinský. A to, že dopadlo zrovna do oblasti, kde se neutrina měří, a reagovalo s další částicí, je až zázračné štěstí. 

Teorie za Nobelovku

Einstein se svého objevu nedočkal, neboť první gravitační vlna byla zachycená až sto let po jeho objevu. Sheldon Lee Glashow se naopak jistého zadostiučinění dočkal. V roce 1979 byl za svůj model, co se stane, když neutrino reaguje s látkou, odměněn Nobelovou cenou za fyziku. V roce 2021 bylo potvrzeno, že jeho výpočty byly správné. 

„Glashowova rezonance je určitý proces, který může podstoupit neutrino o určitě energii, pomocí kterého můžeme říct, že se jednalo o neutrino nebo antineutrino. Ten proces je unikátní v tom, že nefunguje u neutrina, která mají výrazně nižší nebo vyšší energie. V tomto případě se trefilo právě do černého a tím, že došlo ke Glashowově procesu, na sebe prozradilo to, že je to antineutrino, tedy antilátka,“ vysvětlil vědec potvrzení přes 40 let starou hypotézu.

O zjišťování stáří částic vody nebo o využití kvantové fyziky v současné technice, promluvil vědec Michal Malinský v pořadu Blesk Podcast:

Video Blesk Podcast: Zázrak v kvantové fyzice. Vědci zachytili částici s energií roje komárů 

frantacizek ( 4. května 2021 05:51 )

,který bych tady ani snad nečekal..

frantacizek ( 4. května 2021 05:47 )

jen doplním, že to srovnání antihmoty a její složky v podobě antičástic, jak zmínil kolega redaktor, si ani tak třeba studenti nepletou jako spíše antičástice s každou elementární částicí, se kterou jsou v permanentní interakci, až do toho bodu anihilace, tedy rozpadu. Rozdíl je tam přitom jen v opačném znaménku el.náboje, v magnetickém momentu obou a v některých kvantových číslech. Jinak samotná délka života antičástice a elementární částice je už víme stejná, hmotnostně jsou taky na tom stejně a intereagují pomocí stejného spinu antičástice jsou pak hmotou antihmoty, tam si ani nejde nic plést, pane redaktore. fajnový podcast

Zobrazit celou diskusi
Další videa