Částicová fyzika představuje příležitost k poznávání nových tajemství ****************************************************************************************** * Částicová fyzika představuje příležitost k poznávání nových tajemství ****************************************************************************************** Cenu Miloslava Petruska za prezentaci Univerzity Karlovy získal na slavnostním shromáždění dubna kolektiv fyziků a studentů MFF UK pracující na experimentu ATLAS v CERN. Docenta Rup který převzal ocenění pro celý tým, jsme se zeptali, jak se hledá Higgsův boson. Do experimentu ATLAS jste se zapojili již během jeho přípravy a máte možnost sledovat jeho počátků. Můžete nám popsat, jak se proměňuje vaše mezinárodní spolupráce v poslední době Na experimentu ATLAS jsme společně s kolegy z MFF UK, FZÚ AV ČR a ČVUT začali pracovat pře lety. Měl jsem jedinečnou možnost projít celé období přípravy experimentu a jeho výstavby fundamentálních fyzikálních výsledků. Dobře si vzpomínám na to, s jakým nadšením jsme se z modelováním fyzikálních procesů, ale i vyráběli součásti detektoru ATLAS v našich ústavech ČR a trávili celé dny při testování součástí detektorů v domácích i zahraničních laboratoř V současné době je práce našeho týmu zaměřena na zajištění provozu a úprav částí detektoru na analýzu získaných údajů o srážkách protonů v urychlovači LHC. Několik našich kolegů se měření vlastností Higgsova bosonu, další zkoumají vlastnosti nejtěžšího kvarku top, hledaj rozpadů mezonů s druhým nejtěžším kvarkem b a měří rozptyl protonů na velmi malé úhly. Vel respekt má skupina fyziků a studentů zkoumajících srážky jader olova. Mezinárodní spolupráce je přirozenou vlastností částicové fyziky, ostatně CERN byl pro pod evropských národů v roce 1954 založen. Přináší stálé srovnávání úrovně vědecké práce, vzdě i efektivity administrativy. Projekt LHC je konkrétním příkladem koncentrace úsilí a prost zemí CERN a dalších států z celého světa za účelem jejich efektivního využití k výstavbě n urychlovače částic a detektorů. Kromě vědeckého významu je to i velice zajímavý experiment řízení spolupráce tisícovek vědců. Jak jistě víte, dva vedoucí experimentu ATLAS Peter Jenni a Fabiola Gianotti získali v pos řadu mezinárodních ocenění. Je vhodné připomenout, že oba dva vždy velmi významně podporov institucí z ČR na projektu ATLAS, spolupráce s českými vědci si velmi považovali a byli za oceněni i naší univerzitou. Doktor Peter Jenni získal medaili Univerzity Karlovy v roce 20 Gianotti obdržela loni pamětní medaili MFF UK. Cenu získáváte také za medializaci projektu. V čem spatřujete největší přínos vaší vědecké české vědecké klima a českou společnost?  Cenu získal kolektiv fyziků a studentů MFF UK pracující na experimentu ATLAS. Samozřejmě j že se náš tým společně s kolegy z FZÚ AV ČR a ČVUT v Praze a UP Olomouc podílel na tak výz objevu. Vedle nesporného vědeckého přínosu experimentů v CERN se zejména díky obětavé prác minulých letech zdařilo vstoupit s částicovou fyzikou a klíčovými pojmy jako ATLAS, CERN, boson do povědomí české veřejnosti a českých médií. Fundamentální výzkum, jehož bezprostře užitečnost je nepředvídatelná a může být v čase velmi vzdálená, se ukazuje jako zajímavý i veřejnost, která kladně vnímá, že „jsme u toho“. Samozřejmě dobře obhajitelný je jen takov výzkum, který snese jakákoli měřítka kvality a který stále přináší nové poznatky o světě. Pro vzdělávání na Univerzitě Karlově je neocenitelný rozhled a dovednosti nabývané akademi i samotnými studenty při práci v tak významném projektu. CERN již poznaly také desítky čes které znamená dotyk se současnou vědou výjimečnou zkušenost. Pro mladé je částicová fyzika konkrétní ilustrací vědy, která představuje výzvu, příležito nových tajemství a také příležitost k nanejvýš smysluplnému naplnění života. Velkou pozornost vzbudily nedávné zprávy o pokroku při hledání Higgsova bosonu. Jaké jsou výsledky? V červenci 2012 oznámily kolektivy fyziků z experimentů ATLAS a CMS v evropské laboratoři fyziku CERN objev nového bosonu s klidovou energií 125 GeV. Objev byl učiněn zkoumáním pro protonů v urychlovači LHC. Od července 2012 bylo do přerušení provozu LHC získáno více než dvojnásobné množství exper a kromě potvrzení existence nové částice se výzkum zaměřil na podrobné zkoumání jejích vla zjistit, zda se jedná o dlouho hledaný Higgsův boson. Jeho kvantová čísla jsou velmi přesn teorií: měl by být jedinou fundamentální částicí s nulovým spinem, podle nejjednodušší ver existovat právě jeden elektricky neutrální Higgsův boson a mít kladnou vnitřní paritu. Teorie sice neumí předpovědět hmotu Higgsova bosonu, ovšem jakmile je velikost hmoty změře experimentálně, teorie velice přesně předpovídá, jak často a na jaké částice by se měl Hig rozpadat. Nejnovější výsledky oznámené oběma experimenty na konferencích v březnu 2013 uka dosud pozorovaných způsobů rozpadu nového bosonu i kvantových čísel souhlasí s teoretickým že nový boson je s největší pravděpodobností skutečně Higgsův boson.   Zcela průkazně byly pozorovány rozpady nové částice na pár intermediálních bosonů Z a kvan se objevují evidence pro její rozpad na pár intermediálních bosonů W a také pár nejtěžších Ve všech těchto případech se tedy jedná o rozpady elektricky neutrální částice. Hodnota hm měření hybností a energií produktů rozpadu a využitím relativistických zákonů zachování en Z existence rozpadu na dvojici gama kvant vyplývá, že nový boson má nulový spin; s menší p však ve hře zůstává exotická možnost hodnoty spinu rovnému 2. Analýzou rozpadů na pár Z je spinu určit také vnitřní paritu, měření preferují částici bez spinu s kladnou paritou rovn teoretickou předpovědí pro Higgsův boson.   Současné výsledky pracují s několika desítkami pozorovaných rozpadů na pár bosonů Z a tisí na pár gama. Pro úplné potvrzení, že se jedná o jeden, případně jeden z vícera Higgsových potvrzení dalších způsobů rozpadu a pro další zkoumání jeho vlastností je nutné nashromážd větší soubor dat. Za tímto účelem jsou nyní urychlovač LHC i detektory upravovány s cílem dvojnásobné energie a zvýšit intenzitu srážek protonů.