Vědecké dobrodružství v CERNu: jak to vypadá na místě, kde srážejí protony nebo jádra olova
Základním kamenem současné částicové fyziky je statistika. Data získaná měřením totiž pomohou najít souvislosti, o kterých vědci třeba jen teoretizují. Proto nepřekvapí, že v nejprestižnější evropské laboratoři – v CERNu – měří všechno, co je možné, a data pečlivě archivují pro pozdější analýzy a výpočty.
A na získávání dat potřebují vědci řadu speciálních přípravků a detektorů. Na špičkovém výzkumu, který se zabývá především samotným vznikem hmoty, se podílí i Češi. Do Ženevy se za nimi na vědecké dobrodružství vydal Petr Kološ.
Fyzik Jiří Král s CERNem spolupracuje už 12 let, ale přiznává, že v areálu, který se rozkládá na mnoha kilometrech čtverečních, se ani on ještě pořádně nevyzná. Král pracuje na urychlovačovém oddělení, které má na starost běh a vývoj urychlovačů, kterých je v CERNu několik.
V dílnách v CERNu pracují další dva Češi: Lukáš Pazdera a Pavlína Trubačová, oba vystudovali strojní inženýrství. „Vyrábíme náhradní modul na urychlování protonů v LHC okruhu a další projekt je výzkum obrábění, broušení a leštění niobu,“ popisuje jejich práci Pavlína Trubačová.
Pracovních příležitostí je pro Čechy v ženevském CERNu mnoho a nejde jen o vědecké pozice. Zhruba 80 procent těch, kdo si práci v nejrozsáhlejším výzkumném centru částicové fyziky na světě vyzkouší, zůstává déle než dva roky.
Továrna na antihmotu
V CERNu je jediná továrna na antihmotu na světě. Vědci se v ní snaží přijít na kloub mimo jiné tomu, jak to bylo se vznikem vesmíru, tedy s Velkým třeskem. David Bělohrad zavedl Petra Kološe nejprve do samotného srdce CERNU – do řídícího centra.
„Tady se dějí veškeré operace s urychlovači, které tu máme. Jsme na ploše asi 25 x 25 metrů čtverečních,“ popisuje Bělohrad.
V CERNu pracuje už 16 let a každý den považuje za profesní výzvu: „Každý den musím řešit věci, které se nedají koupit, nedají se vyhrabat ze šuplíku. Kdyby se to pokazilo, tak to může shodit třeba urychlování na osm hodin.“
CERN jsme navštívili závěrem technických prázdnin, abychom mohli k jednotlivým zařízením. Hlavním průvodcem po továrně na antihmotu byl fyzik Jiří Král: „Kolem budovy jsou dva okruhy, které mají za úkol decelerovat antiprotony, to znamená antičástice od protonů, antihmotu, aby je pak fyzici mohli chytit do magnetických pastí a pak na nich dělat experimenty.“
Povedlo se tu vyrobit třeba antivodík, což je podle Krále první antiatom složený jen z antihmoty. Teď se zkoumá, jak se takový antiatom chová – jestli stejně jako vodíkový atom, nebo jsou tam nějaké rozdíly.
Experiment Alice
Co se stane s hmotou zahřátou na tisíckrát vyšší teplotu, než je teplota Slunce? A jak to, že protony a neutrony váží stokrát víc než kvarky, ze kterých jsou složeny? To jsou jen některé z otázek, které si kladou ti, kdo se specializují na částicovou fyziku. A protože znát odpovědi na tyto otázky bude mít podle všeho dalekosáhlé následky, vznikl ve Švýcarsku experiment Alice. Unikátní obří podzemní urychlovač částic navštívil i Petr Kološ.
CERN díky urychlovači prokázal existenci nové subatomární částice
Číst článek
Nejprve se k němu ale musel dostat, což přes složitou vstupní bránu nebylo nic jednoduchého. Filip Křížek z Ústavu pro jadernou fyziku AV ČR vede ve svém ústavu experiment Alice. Český podíl na financování není tak velký jako podíl některých jiných států, i tak jsme přidali 257 tisíc švýcarských franků.
Z výtahu, který sjel zhruba 50 metrů pod zem, se dostaneme k obrovskému zařízení experimentu Alice. „Je to taková pětipatrová budova nabitá nejpreciznější elektronikou,“ charakterizuje přístroj jeden z pracovníků. Uprostřed se srážejí protony nebo jádra olova.
Monumentální zařízení váží více než Eiffelova věž a celé měří 27 kilometrů. Umístění pod zem je prozaické – vykoupit pozemky by bylo nemožné a navíc podzemí tolik neovlivňuje kosmické záření. Uvnitř zařízení je také řada detektorů, které mají vyhodnocovat nejzajímavější srážky částic. Ty se potom zaznamenávají k dalším analýzám a výzkumům.
