Ako študent som sledoval stream z prednášky, ktorá prebiehala v CERN-e. Už sa to šepkalo, v komunite to vrelo. Pred viac ako storočím, v roku 1897, bol objavený elektrón – prvá známa elementárna častica. V roku 2012 v CERN-e oznámili, že objavili poslednú chýbajúcu časticu – Higgsov bozón.
Medzi rokmi 1897 a 2012 sa udialo všeličo. Po prvé, objavili sa zákony teórie relativity a časticovej fyziky, ktoré sú na opis elementárnych častíc nevyhnutné. Prekvapivo fungujú úplne inak, ako sme čakali – newtonovská fyzika je na pochopenie hmoty na elementárnej úrovni nedostačujúca.
Krátky zoznam
Po druhé, kedysi sa zistilo, že všetko okolo nás sa skladá z niekoľkých základných elementov. Chemici potvrdili, že je to naozaj tak, len zoznam sa nafúkol, máme viac než 100 rôznych typov atómov. Fyzici sa však nezapreli a dokázali, že atómy sa aj napriek svojej rôznorodosti skladajú z troch základných zložiek – protónov, neutrónov a elektrónov.
Neskôr sa zistilo, že ani toto delenie nie je úplné, dá sa krájať ešte jemnejšie. Výpočet základných dielikov hmoty sa okresal na krátky zoznam: kvarky, elektróny a neutrína.
Tieto základné častice sa nachádzajú vo viacerých formách (tzv. generáciách), ale zoznam je naozaj takýto krátky. Keď k nemu prihodíte zopár ďalších častíc, ktoré sprostredkúvajú interakcie medzi nimi, ako napríklad fotóny, častice svetla, zoznam je úplný.
Po tretie, medzi rokmi 1897 a 2012 sa zmenilo fungovanie vedy. Kým pod objav elektrónu sa podpísal jeden človek, Joseph J. Thomson, existenciu Higgsovho bozónu napriek názvu navrhlo niekoľko fyzikov – a na jeho objave pracovala komunita tisícov ľudí.
Moderný div sveta
Výstavbou CERN-u sa časť ťažiska výskumu fundamentálnej fyziky vrátila späť na starý kontinent, odkiaľ vedcov a vedkyne vyhnal Hitlerov režim. Veľký časticový urýchľovač je moderný div sveta, nesmierne sofistikované zariadenie, ktoré nám umožňuje pozorovať prchavé častice. Tie za malinký zlomok sekundy svojej existencie nechávajú jemný odtlačok na fungovaní mikroskopického sveta častíc.
Čo bude ďalej? To je otázka, pri ktorej mnohí dúfali, že v tomto čase budeme poznať odpoveď. Sme si istí, že štandardný model časticovej fyziky neobsahuje všetko, čo vo vesmíre vidíme – neobsahuje napríklad gravitáciu, na ňu máme samostatnú teóriu od Einsteina. Na objav časticových vlastností gravitácie by sme potrebovali taký silný urýchľovač, že o tom ani nesnívame.
Budúce veľké objavy
Sme si však viac či menej istí, že existujú aj ďalšie častice, ktoré by sa mohli dať objaviť a sú dostupnejšie ako tie gravitačné. Supersymetrickí partneri, možní kandidáti na tmavú hmotu, častice prenášajúce nový typ sily.
CERN oslavuje v tomto roku svoje 70. výročie. Horúcou témou je výstavba ešte väčšieho urýchľovača než toho, vďaka ktorému bol objavený Higgsov bozón. Minulé storočie patrilo vo fyzike časticiam, jadrám a hmote. Od polovice storočia sa do tohto progresu zapojilo aj toto špičkové európske výskumné centrum. Či sme s časticovou fyzikou viac-menej hotoví, alebo sme len na počiatku cesty, to v súčasnosti s istotou nevie nikto. Ak nás však čakajú ďalšie veľké objavy, CERN na nich bude s veľkou pravdepodobnosťou participovať.
Samuel Kováčik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
