CERN: Za hranicí chápání

CERN: Za hranicí chápání
Sdílej
 
Navštívili jsme CERN, světově nejznámější vědecké centrum pro výzkum částicové fyziky.

 

CERN se nachází na předměstí švýcarské Ženevy, zhruba půl hodiny tramvají z centra města, na samé hranici s Francií. Část areálu proto leží ve Švýcarsku a část ve Francii. Pod zkratkou CERN se ukrývá název Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, v překladu Evropská organizace pro jaderný výzkum. Zkoumá elementární částice, což jsou prakticky všechny částice menší než atom – kvarky, bosony, fotony či leptony. A patří sem také antičástice. Už teď je to nad vaše chápaní? Nebojte, zvolníme.

LHC je nejvíc

CERN je známý především obřím urychlovačem částic s názvem Large Hardron Collider (LHC). Jde o kruhový tunel o obvodové délce 27 kilometrů zakopaný hluboko pod zemí.

Schematický pohled do tunelu LHC – velká roura je normálně zcela zakrytovaná. Takto uvnitř vidíme dvě malé trubky, v nich protiběžně létají urychlované částice •  Zdeněk Ležák, CERN

Není to ale jediný tamní urychlovač. Druhý SPS má po obvodu 7 km a je tu celá řada menších v řádu desítek až stovek metrů. Už několik let se vědci baví o stavbě ještě většího kruhového urychlovače, který bude mít obvodovou délku 100 kilometrů.

Urychlené částice v trubce

V urychlovači jsou dvě trubky. Do jedné se vypustí vybraný atom či elementární částice jedním směrem, do druhé směrem opačným. Dvě částice tak proti sobě obíhají v kruhu, a čím je kruh větší, tím rychleji se pohybují. Zpravidla se částice nejprve urychluje v malém kruhovém urychlovači, a když dosáhne dostatečné rychlosti, vypustí se do většího kruhového urychlovače a tam ještě zrychlí.

Výměna tzv. malého kola na experimentu ATLAS, která se v těchto měsících provádí •  Zdeněk Ležák, CERN

V trubkách urychlovače je vakuum, aby nedocházelo k nechtěnému tření a srážkám částic obsažených ve vzduchu s pozorovanou částicí. Uprostřed trubky ji udržuje elektromagnetické pole vytvářené výkonnými cívkami. Další elektromagnety vychylují směr letu částice do kruhu.

CERN bum bác

Vědci částice urychlují, aby do sebe narazily. Proč? Aby to udělalo BUM! Přestože jsou částice nepředstavitelně prťavé, jejich srážka uvolní obrovské množství energie. Při srážce z částic vylétají jiné částice a vědci je mohou sledovat.

Továrna na antihmotu – to není vtip ani nadsázka, vědci zde antihmotu skutečně umějí vyrobit. Poté srážejí částice hmoty a antihmoty •  Zdeněk Ležák, CERN

Srážka probíhá ve speciálních detektorech, kterým se v CERNu říká jednoduše experimenty. Jen po obvodu LHC jsou postaveny čtyři takové experimenty. Z urychlovače se ve správný okamžik pomocí vychylovacího elektromagnetu pošlou obě protisměrné částice do experimentu a zde se srazí. Částice vylétající ze srážky zachycují filtry experimentu a vědci z nich dokáží určit, o které částice se jedná.

Experimenty

Urychlovač pracuje v jeden okamžik s celými svazky částic a podle potřeby je přiděluje jednotlivým experimentům ke srážkám. Možná si řeknete, že je to dost drahá hračka, která umí udělat jen velké BUM, ale fyzikům výzkum pomáhá pochopit samotné fungování vesmíru. A nejde jen o získávání teoretických vědomostí. Mnoho těchto poznatků se dá využít v praxi, kde byste to možná ani nečekali, například v lékařství.

Za velkým urychlovačem i experimenty jsme sjížděli desítky metrů hluboko pod zem. Zde jsem u ATLASu •  Zdeněk Ležák, CERN

Přestávka

LHC a nejvýznamnější experimenty a pracoviště CERNu jsou nyní uprostřed dvouleté technické odstávky. Je proto možné se podívat do tunelu LHC, i do "vnitřností" experimentů, kde technici vyměňují opotřebované či zastaralé části. Za běžného provozu je sem vstup zakázán, protože je tu nebezpečná radioaktivita. CERN je ovšem veřejnosti otevřené pracoviště s prohlídkami. Vřele doporučujeme návštěvu. Stojí za to. Tady se totiž doslova přepisuje historie.

Galerie: Návštěva CERNu >

CERN je tu i pro nás

CERN byl založen před 65 lety a jeho provoz financují státy, které se na výzkumu podílejí. Česká republika je členem od roku 1993 a přispívá zhruba jedno procento do celkového rozpočtu organizace. Každý členský stát do CERNu posílá své vědecké pracovníky, kteří zde pracují na vlastním výzkumu. Organizace slouží celému lidstvu, a proto jsou získaná data open source, tedy veřejně dostupná a každý se v rámci občanské vědy může do výzkumu CERNu zapojit.

Speyer & Sinsheim: Planety technických divů

Speyer & Sinsheim: Planety technických divů

Materiál z hvězd: Jak vznikají chemické prvky

Materiál z hvězd: Jak vznikají chemické prvky

Mezi životem a smrtí: Nejodolnější tvorové světa

Mezi životem a smrtí: Nejodolnější tvorové světa

Klíčová slova:
atom, foton, fyzika, reportáž
 

Články odjinud