Vědci zřejmě poprvé detekovali v urychlovači LHC nepolapitelná neutrina

Mezinárodnímu týmu Forward Search Experiment (FASER) se poprvé v historii podařilo na urychlovači v CERNu detekovat částice, které by mohly být neutriny.

Neutrina jsou základní částice, které poprvé věda předpověděla roku 1931. Tehdy fyzik Wolfgang Pauli popsal hypotézu, která ukazovala, že by měly existovat takové částice – a dokonce popsal, jak by měly vznikat. Jenže najít důkaz bylo mnohem složitější, podobně jako třeba u předpovědi černých děr. To se povedlo až o čtvrt století později.

Jenže od té doby je s neutriny stále problém – protože mají velice malou hmotnost (vědci dokonce dlouhou dobu uvažovali o tom, že by mohla mít hmotnost nulovou), dají se jen nesmírně obtížně detekovat. A už vůbec se je nedařilo objevovat při rozpadech částic v  urychlovačích, jaké jsou třeba v CERNu.

To se teď ale změnilo. Skupina fyziků totiž v odborném žurnálu Physical Review D popsala, že šest neutrinových interakcí pozorovali během experimentů roku 2018 – od té doby se pokoušeli pozorování ověřovat. Experiment proběhl ve Velkém hadronovém urychlovači (LHC) v zařízení CERN poblíž Ženevy ve Švýcarsku.

„Před zahájením tohoto projektu nebyly na urychlovači částic pozorovány žádné známky neutrin,“ uvedl spoluautor studie profesor Jonathan Feng. „Tento významný průlom je krokem k hlubšímu pochopení těchto nepolapitelných částic a jejich role ve vesmíru.“

Podle něj objev učiněný během pilotního projektu poskytl jeho týmu dvě zásadní informace. „Zaprvé ověřil, jaká poloha je správným místem pro detekci neutrin z urychlovače,“ řekl Feng. „Zadruhé jsme prokázali, že právě emulzní detektor je vhodný k pozorování těchto druhů interakcí neutrin.“

Jak spatřit nespatřitelné

Přístroj se skládal z olověných a wolframových destiček střídaných vrstvami emulze. Během srážek částic na LHC některá z produkovaných neutrin narážejí do jader v hustých kovech a vytvářejí částice, které procházejí vrstvami emulze a vytvářejí stopy, které jsou po zpracování viditelné. Tyto otisky poskytují vodítka o energiích částic, jejich vůních a o tom, zda se jedná o neutrina nebo antineutrina.

Podle Fenga funguje emulze podobně jako fotografie v době před digitálními fotoaparáty. Když je film vystaven světlu, fotony na něm zanechávají stopy, které se po vyvolání filmu odhalí jako obrazce. Výzkumníci z FASERu byli podobně schopni pozorovat interakce neutrin po odstranění a vyvolání vrstev emulze detektoru.

„Poté, co tým FASER ověřil účinnost přístupu emulzního detektoru pro pozorování interakcí neutrin vznikajících na urychlovači částic, připravuje nyní novou sérii experimentů s kompletním přístrojem, který je mnohem větší a podstatně citlivější,“ řekl Feng. Zatímco pilotní detektor vážil asi 64 kilogramů, přístroj FASERu bude mít více než 2400 kilogramů a bude mnohem reaktivnější a schopnější rozlišovat jednotlivé druhy neutrin.

Od roku 2019 se Feng spolu se svými kolegy připravuje na provedení experimentu s přístroji FASER, který má zkoumat temnou hmotu na urychlovači LHC. Doufají, že se jim podaří detekovat takzvané temné fotony, což by vědcům umožnilo poprvé nahlédnout do toho, jak temná hmota interaguje s běžnými atomy a ostatní hmotou ve vesmíru prostřednictvím negravitačních sil.

„Vzhledem k výkonu našeho nového detektoru a jeho prvotřídnímu umístění v CERNu očekáváme, že v příštím běhu LHC, který začne v roce 2022, budeme schopni zaznamenat více než 10 tisíc neutrinových interakcí,“ uvedl spoluautor výzkumu David Casper. „Budeme detekovat neutrina s nejvyššími energiemi, která kdy byla vyprodukována z lidmi vytvořeného zdroje.“

Podle něj je FASER unikátní v tom, že zatímco jiné experimenty dokázaly rozlišit jeden nebo dva druhy neutrin, tento experiment bude schopen pozorovat všechny tři vůně a jejich antineutrinové protějšky. Casper uvedl, že v celé historii lidstva bylo pozorováno pouze asi 10 tau neutrin, ale očekává, že jeho tým bude schopen během příštích tří let tento počet zdvojnásobit nebo ztrojnásobit.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Evropa se příliš spoléhá na čínské zelené technologie, varují experti

Nadměrná závislost Evropy na dovozu čínských zelených technologií může podle odborníků představovat vážné ekonomické a bezpečnostní riziko. Podle zprávy, o které informoval deník The Guardian, směřuje kvůli tomu evropský kontinent pomalu k řadě geopolitických problémů.
před 13 hhodinami

VideoVirtuální výcvik vojáků i robotičtí hlídači. Experti z ČVUT představili novinky

Roboti jako hlídači míst důležitých pro fungování státu nebo virtuální realita jako cvičiště pro vojáky. Špičkové bezpečnostní technologie jsou klíčovou součástí moderní obrany. To nejnovější z tuzemské vědy představili experti z ČVUT. Roboty lze podle vedoucího laboratoře výpočetní robotiky Jana Faigla z ČVUT nasadit všude tam, kam nechceme vysílat lidi. Samotná fyzická schránka není to hlavní – vědci pracují na mozku, tedy softwaru, který stroje pohání. Podle Faigla je důležité, aby se robot dokázal venku pohybovat bez dostupnosti satelitní navigace. To mu může umožnit řada senzorů.
včera v 10:00

Tohle je první mapa čichu. Vytvořili ji na Harvardu

Lidský čich je nejméně prozkoumaný smysl. Má sice pro poznávání světa nejmenší význam, ale přesto jeho poruchy mohou přinášet řadu zdravotních problémů. Pomoci by mohla první čichová mapa, která propojila nos a mozek.
včera v 08:00

Velartovi museli o Černobylu mlčet, doporučovali alespoň sprchu a sušené mléko

Čtrnáct řádků, šedesát šest slov – tolik věnovala československá média oznámení o jaderné katastrofě v Černobylu. Rudé právo vydalo první zmínku o havárii v úterý 29. dubna 1986, až tři dny po incidentu. Už od pondělí se nicméně díky zprávám ze zahraničí mezi lidmi objevovaly informace o uniklé radiaci a nebezpečí. V komplikované situaci byli čeští odborníci – tušili nebezpečí, mluvit o něm ale nesměli.
včera v 07:00

Američtí vojáci se už nemusí očkovat proti chřipce. Vojenští lékaři vidí rizika

Každoroční očkování proti chřipce již pro americké vojáky není povinné, uvedl minulý týden americký ministr obrany Pete Hegseth ve videu zveřejněném na sociálních sítích. Tento krok poté kritizovala řada odborníků.
1. 5. 2026

Změny klimatu a extrémní počasí zdražují potraviny i pojištění, píše Bloomberg

Extrémní výkyvy počasí v důsledku změn klimatu, například v podobě vln veder a sucha, devastují produkci potravin, poškozují kritickou infrastrukturu a vedou k prudkému nárůstu cen pojistného, uvedla v analýze agentura Bloomberg. Ekonomové a centrální bankéři varují, že cenové šoky nemusejí být jen dočasné, ale že se stávají trvalou hrozbou pro stabilitu trhu.
30. 4. 2026

V Černobylu je nejhůř zamořený Červený les. Po invazi si tam ale Rusové udělali zákopy

O zkušenostech s Černobylem, kde před čtyřiceti lety došlo k jaderné havárii, vypráví muž, který má toto místo prochozené křížem krážem. Andrej Pastorek se dostal i do míst, která okupovali ruští vojáci při invazi na Ukrajinu.
30. 4. 2026

Česko zasáhlo sucho, situace se jen tak nezlepší. Na Slovensku je ještě hůř

Kvůli nedostatku srážek a stále vyšším teplotám se ve střední Evropě prohlubuje půdní sucho. Na některých místech už odborníci varují před závažnými dopady na zemědělství.
29. 4. 2026
Načítání...