Fyzici převezou antihmotu v dodávce. Extrémně nestabilní antičástice zachytí do vakuové pasti

Ve švýcarském CERNu plánují transport antihmoty. Díky tomu budou vědci mnohem lépe schopní sledovat, jak vypadá reakce mezi hmotou a antihmotou.

Antihmota je notoricky nestabilní, při setkání s hmotou dochází k explozi. Vědci se ale naučili udržet ji pod kontrolou – a také se snaží využívat ji jako nástroj, který prospěje lidstvu.

Minulý měsíc začal projekt, v jehož rámci proběhne první transport této hmoty pomocí náklaďáku – následně bude využita pro výzkum dosud neznámých procesů, které probíhají v této výjimečné hmotě. Vědci se tímto způsobem pokusí pochopit, co se děje v nitru neutronových hvězd, které obsahují nejhustější formu hmoty ve vesmíru.

„Dlouho jsme antihmotu studovali jen pro ni samotnou, ale teď jsme ji ovládli natolik, že ji lidé mohou využívat k dalším účelům,“ uvedl pro Nature Alexandre Obertelli, fyzik z Technické university v Darmstadtu, který celý projekt vede. Projekt se jmenuje PUMA neboli antiProton Unstable Matter Annihilation a probíhá ve středisku CERN v Ženevě.

Evropská organizace pro jaderný výzkum je mezinárodní organizace se sídlem v Ženevě. Je známa též pod zkratkou CERN (z franc. Conseil Européen pour la recherche nucléaire).

Byla zřízena roku 1954. Cílem organizace je spolupráce evropských států v oblasti čistě vědeckého a základního výzkumu, jakož i výzkumu s ním do značné míry souvisejícího. Organizace se nezabývá činností pro vojenské účely, výsledky jejích experimentálních a teoretických prací se zveřejňují nebo jinak zpřístupňují veřejnosti. ČR se účastní její činnosti od roku 1993.

V CERNu umí vytvořit antiprotony, vzácné zrcadlové obrazy protonů, tím, že vystřelují protonový paprsek na kovový cíl, pak silně zpomalí vzniklé antiprotony, aby se daly využít v experimentech. Obertelli a jeho kolegové plánují, že antičástice zachytí do pasti tvořené vakuem a magnetickými a elektrickými poli; kdyby se totiž setkala s hmotou, došlo by k explozivní reakci.

Celou past pak naloží do dodávky a převezou ji – jen několik stovek metrů do nedalekého objektu experimentu jménem ISOLDE, který zase vytváří vzácná radioaktivní jádra, která jsou příliš nestabilní na to, aby se dala převážet. „Zní to úplně jako science fiction, řídit náklaďák, který veze antihmotu,“ prohlásil Charles Horowitz, teoretický jaderný fyzik z Indiana University Bloomington, který se na projektu podílí. „Vlastně je to ale skvělý nápad.“

CERN
Zdroj: Maximilien Brice (CERN)/Wikimedia Commons

Protože k anihilaci antiprotonů dochází tak snadno (při interakci s protony i neutrony), představují jedinečný způsob, jak studovat nezvyklé konfigurace radioaktivních jader, Zatímco normální atomová jádra mají protony a neutrony rovnoměrně, radioaktivní izotopy obsahují neutrony navíc. Tato nerovnováha může vést ke vzniku různých „exotických“ jevů, například ke vzniku jakýchsi obalů, které jsou bohatší na neutrony než protony.

  • Existenci antihmoty předpověděl v roce 1928 britský fyzik Paul Dirac. Brzy poté (v roce 1932) Američan Carl David Anderson antihmotu skutečně objevil ve srážkách vysokoenergetických částic kosmického záření. Pokud víme, žádná volná antihmota dnes ve vesmíru neexistuje. Vědci se domnívají, že těsně po velkém třesku, kdy vesmír vznikl, hmota a antihmota existovaly zároveň, ale hmoty bylo více. A to při vzájemné anihilaci způsobilo, že zbyla pouze hmota. Dnešní popis částic hmoty a částic – nosičů síly, se nazývá standardní model; tento model není bez slabin a ačkoli už po více než 20 let úspěšně prochází všemi experimentálními testy, není standardní model úplným popisem přírody. Anihilace hmoty a antihmoty v minulosti zničila velkou část vesmíru, a proto dnes pozorujeme jen malý zbytek vesmíru.

Tím, že vědci budou sledovat, jak se liší anihilace antiprotonů s protony a neutrony, chtějí pochopit, jak tyto procesy probíhají a jaké to má důsledky. A protože tyto procesy probíhají tak rychle, budou se dát zachytit i jádra, která existují jen extrémně krátkou dobu. „Jde o test, který jsme zatím nebyli schopní na exotických jádrech provést,“ dodal Horowitz.

Obertelliho tým doufá, že vyrobí past, která udrží rekordní množství miliardy antiprotonů – to je přibližně stokrát více než doposud. Budou uložené při teplotách čtyři stupně nad absolutní nulou ve vakuu srovnatelném s hlubokým vesmírem. „Bude to rozhodně výzva, ale myslím si, že je to realizovatelné,“ popsala pro Nature Chloé Malbrunotová, fyzička specializovaná na antihmotu.

Vyvinout a otestovat tyto technologie bude trvat přibližně čtyři roky, experiment by se tedy mohl odehrát už roku 2022. Pokud bude úspěšný, vědci doufají, že by pak mohli antihmotu převážet i na větší vzdálenosti.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Mnohým AI chybí dostatečná opatření při dotazech vztažených k terorismu, varuje zpráva

Mnoho modelů umělé inteligence (AI) nemá dostatečné bezpečnostní mechanismy proti žádostem o „pomoc při teroristické operaci“, uvádí iniciativa Tech Against Terrorism v páteční zprávě.
před 7 hhodinami

Za padesát let zmizely tři čtvrtiny volně žijících obratlovců

Populace volně žijících obratlovců klesly v letech 1970 až 2022 v průměru o 73 procent. Největšími hrozbami pro tyto živočichy jsou ztráta a degradace stanovišť, nadměrné využívání přírodních zdrojů, klimatická změna, znečištění, invazní druhy nebo nemoci. Nejhůře jsou na tom sladkovodní populace živočichů, které poklesly průměrně o 85 procent. Vyplývá to ze Zprávy o stavu planety 2026 (Living Planet Report).
před 10 hhodinami

Emise skleníkových plynů za poslední dekádu měly dopad na sílu veder v Evropě, ukazuje studie

Když Evropu zasáhne mimořádná vlna veder, dokážou klimatologové poměrně dobře stanovit, jakou roli v ní sehrála člověkem způsobená změna klimatu. Nedávno publikovaná studie si ale klade mnohem složitější otázku – dá se v konkrétní vlně veder rozeznat vliv části skleníkových plynů, konkrétně těch, které lidstvo vypustilo teprve během posledních deseti let?
před 14 hhodinami

AI vyřešila stovky matematických problémů, tvrdí OpenAI. Vědci protestují

Společnost OpenAI zaměřená na výzkum a vývoj umělé inteligence (AI) zveřejnila rozsáhlou sbírku matematických výpočtů, které vytvořil její nový interní model. Podle deníku The New York Times (NYT) výsledky na jednu stranu odhalují, čeho jsou nejpokročilejší modely AI schopny, ale vyvolávají i otázku, do jaké míry se výsledky opírají o práci skutečných matematiků. Překotný vývoj AI také vyvolává obavy, že firmy technologii vyvíjejí rychleji, než se změně dokáže přizpůsobit akademické prostředí.
8. 10. 2026‌‌

Rakovina dutiny ústní zabije ročně stovky Čechů. Člověk ji může odhalit sám, radí stomatolog

Stovky lidí ročně zbytečně zemřou na rakovinu dutiny ústní, hlavně proto, že se s touto diagnózou dostanou k lékaři pozdě. Ve skutečnosti mohou ale hodně udělat sami, tento nádor se dá totiž odhalit i pomocí samovyšetření. Včasný záchyt je pro toto zhoubné onemocnění klíčový, říká v rozhovoru pro ČT24 přednosta Stomatologické kliniky FN Plzeň Lukáš Hauer.
8. 10. 2026‌‌

Větrné elektrárny mohou ochlazovat mořskou hladinu, ukázal výzkum

Spočítat dopady větrných elektráren na okolí není úplně snadné – zejména na moři, kde existuje spousta nejrůznějších vlivů, jejichž dopady komplikují vyhodnocení. Teď přišli s kvalifikovanými odhady experti ze Skotska.
8. 10. 2026‌‌

Zemřela Margaret Hamiltonová, která vyvíjela programy pro NASA

Ve věku devadesáti let zemřela americká softwarová inženýrka Margaret Hamiltonová, která vedla tým, jenž vyvíjel letový software pro program Apollo amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA). Informoval o tom její někdejší zaměstnavatel, Massachusettský technický institut (MIT).
8. 10. 2026‌‌

Největší soukromá archeologická společnost na světě končí, stovky vědců jsou bez práce

„Archeologie jako byznys s růstovou strategií“ – takový byl záměr americké soukromé společnosti Chronicle Heritage, která zaměstnávala stovky archeologů, antropologů a paleontologů. Na začátku října přestala fungovat, možná i kvůli obavám z budoucího nedostatku financí.
8. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.