Higgsův boson
Určitě jste zaregistrovali, že nedávno proběhlo udílení Nobelových cen a že ve fyzice získali ocenění Peter Higgs a Francois Englert za objevení Higgsova bosonu. O tzv. božské částici se v posledních letech hodně mluvilo, a proto pro mnohé letošní ocenění nebylo překvapením. Určitě už jste o této částici taky slyšeli, i když nejste žádní zapálení fyzikové. Zvlášť pokud jste fanoušky Teorie velké třesku. Ale co to vlastně Higgsův boson je a proč je jeho objevení tak důležité? To nám osvětlí známý americký fyzik, teoretik strun a popularizátor vědy Brian Greene.
Přepis titulků
Celá Higgsova teorie
se točí kolem původu hmotnosti. Co je hmotnost?
To všichni víme. Když zatlačíte na jakýkoliv předmět,
na kámen, kamion, cokoliv, odpor, který při tom cítíte,
je jeho hmotnost. Ale kde se ta jeho hmotnost bere? Je jasné, že musí pocházet
z jeho konstituentů, z jednotlivých částic,
které ho tvoří. Pak se můžeme zeptat,
kde se bere hmotnost částic.
Zvlášť, když se bavíme o elementárních částicích, elektronech a kvarcích. Odkud se bere jejich hmotnost? Podle Higgsovy teorie je to takhle. Přestavte si, že prostor je vyplněný takovou... neviditelnou hmotou. Říká se tomu Higgsovo pole, ale představte si to jako kosmickou melasu. Když se částice, jako elektrony a kvarky, chtějí prostorem pohybovat, musí se touto kosmickou melasou prodírat, a cítí při tom odpor.
Jako když hodíte kamínek do kádě s melasou, vidíte, jak kamínek překonává odpor. Stejné je to u částic. A tento odpor, když tlačíte na elektron, pocházející s interakce s jeho prostředím, s Higgsovou melasou, to je hmotnost toho elektronu. Tahle analogie není dokonalá. Mohlo by vás napadnout, že elektron je vždy uveden do klidu vlivem tření v melase, kterou cestuje prázdným prostorem.
Tak to ale není. Tahle síla odporu se projevuje, jen když chce částice zrychlit nebo zpomalit. Ale není to špatný způsob, jak si představit, jak podle Higgse částice získávají hmotnost. Svou hmotnost získávají protlačováním se okolní melasou. Tahle teorie, že vesmír je naplněn Higgsovým polem, Higgsovou melasou, je docela odvážná.
Když byla zveřejněna, většina vědců nevěřila, že by se mohla potvrdit. Jak byste takovou teorii ověřili? Jakým pokusem? Je tu jedna možnost, která už je vyzkoušená. Vezměte částice, nechte je proudit Velkým hadronovým urychlovačem téměř rychlostí světla a nechte je do sebe narazit. Když do sebe narazí, jakoby vystřelí do prostoru.
Jakoby plácnou do prostoru, udeří do něj. Když udeříte do prostoru, který je naplněn touto melasou, měla by se melasa začít třást. A když se správně třese, měli byste být schopní oddělit drobné smítko Higgsova pole, a to drobné smítko je Higgsova částice. A přesně to se podle nás děje ve Velkém hadronovém urychlovači.
Je velmi těžké tyhle částice najít. Podle výpočtů jen jeden z bilionu těchto úderů do prostoru, ze střetů částic, opravdu vykřesá Higgsovu částici. Máme však velmi přesvědčivé důkazy, že Higgsova částice byla objevena a že se celá tahle teorie potvrdila. Potvrzení Higgsovy teorie je opravdu důležité hned z několika důvodů. Zaprvé, nám fyzikům jde o zodpovězení základních otázek a jedna z těch nejzákladnějších je, kde vzaly elementární částice svou hmotnost.
A tahle teorie, která se zdá být správná, je důležitým krokem vpřed. Druhým důvodem, proč je tahle teorie a její potvrzení tak důležité, je, že Higgsova částice je novým druhem hmoty. Není to ledajaká částice. Částice, které už známe, elektrony, neutrina a kvarky, se všechny točí dokola, z hlediska kvantové mechaniky.
Ale jde o to, že se všechny točí. Higgsova částice je prvním druhem elementární částice, která se vůbec netočí. Je to první částice, která se netočí. Jako bychom objevili nějakou mimozemskou formu života. Ale v říši částic. A to je... velmi důležitý krok vpřed. Další věc, co stojí za zmínku, zvlášť, když k fyzice přistupujete jako já - teoreticky...
Celá teorie Higgsova pole a Higgsovy částice se zrodila ve formě matematických symbolů a rovnic. V následujících 40 letech se tato teorie spolu s technologiemi pro její testování vyvíjela a dnes můžeme dokázat, že matematika nám umožnila pochopit hlubší rozměr reality, který jsme nemohli otestovat, když tato teorie vznikla.
A tenhle přechod od matematické teorie k potvrzení určitého rysu reality je přesně to, pro co my teoretici žijeme. To jsou tedy tři důvody, proč jsme tak nadšení, že se tento objev potvrdil a byl právem oceněn Nobelovou cenou. Překlad: Veru www.videacesky.cz
Zvlášť, když se bavíme o elementárních částicích, elektronech a kvarcích. Odkud se bere jejich hmotnost? Podle Higgsovy teorie je to takhle. Přestavte si, že prostor je vyplněný takovou... neviditelnou hmotou. Říká se tomu Higgsovo pole, ale představte si to jako kosmickou melasu. Když se částice, jako elektrony a kvarky, chtějí prostorem pohybovat, musí se touto kosmickou melasou prodírat, a cítí při tom odpor.
Jako když hodíte kamínek do kádě s melasou, vidíte, jak kamínek překonává odpor. Stejné je to u částic. A tento odpor, když tlačíte na elektron, pocházející s interakce s jeho prostředím, s Higgsovou melasou, to je hmotnost toho elektronu. Tahle analogie není dokonalá. Mohlo by vás napadnout, že elektron je vždy uveden do klidu vlivem tření v melase, kterou cestuje prázdným prostorem.
Tak to ale není. Tahle síla odporu se projevuje, jen když chce částice zrychlit nebo zpomalit. Ale není to špatný způsob, jak si představit, jak podle Higgse částice získávají hmotnost. Svou hmotnost získávají protlačováním se okolní melasou. Tahle teorie, že vesmír je naplněn Higgsovým polem, Higgsovou melasou, je docela odvážná.
Když byla zveřejněna, většina vědců nevěřila, že by se mohla potvrdit. Jak byste takovou teorii ověřili? Jakým pokusem? Je tu jedna možnost, která už je vyzkoušená. Vezměte částice, nechte je proudit Velkým hadronovým urychlovačem téměř rychlostí světla a nechte je do sebe narazit. Když do sebe narazí, jakoby vystřelí do prostoru.
Jakoby plácnou do prostoru, udeří do něj. Když udeříte do prostoru, který je naplněn touto melasou, měla by se melasa začít třást. A když se správně třese, měli byste být schopní oddělit drobné smítko Higgsova pole, a to drobné smítko je Higgsova částice. A přesně to se podle nás děje ve Velkém hadronovém urychlovači.
Je velmi těžké tyhle částice najít. Podle výpočtů jen jeden z bilionu těchto úderů do prostoru, ze střetů částic, opravdu vykřesá Higgsovu částici. Máme však velmi přesvědčivé důkazy, že Higgsova částice byla objevena a že se celá tahle teorie potvrdila. Potvrzení Higgsovy teorie je opravdu důležité hned z několika důvodů. Zaprvé, nám fyzikům jde o zodpovězení základních otázek a jedna z těch nejzákladnějších je, kde vzaly elementární částice svou hmotnost.
A tahle teorie, která se zdá být správná, je důležitým krokem vpřed. Druhým důvodem, proč je tahle teorie a její potvrzení tak důležité, je, že Higgsova částice je novým druhem hmoty. Není to ledajaká částice. Částice, které už známe, elektrony, neutrina a kvarky, se všechny točí dokola, z hlediska kvantové mechaniky.
Ale jde o to, že se všechny točí. Higgsova částice je prvním druhem elementární částice, která se vůbec netočí. Je to první částice, která se netočí. Jako bychom objevili nějakou mimozemskou formu života. Ale v říši částic. A to je... velmi důležitý krok vpřed. Další věc, co stojí za zmínku, zvlášť, když k fyzice přistupujete jako já - teoreticky...
Celá teorie Higgsova pole a Higgsovy částice se zrodila ve formě matematických symbolů a rovnic. V následujících 40 letech se tato teorie spolu s technologiemi pro její testování vyvíjela a dnes můžeme dokázat, že matematika nám umožnila pochopit hlubší rozměr reality, který jsme nemohli otestovat, když tato teorie vznikla.
A tenhle přechod od matematické teorie k potvrzení určitého rysu reality je přesně to, pro co my teoretici žijeme. To jsou tedy tři důvody, proč jsme tak nadšení, že se tento objev potvrdil a byl právem oceněn Nobelovou cenou. Překlad: Veru www.videacesky.cz
Komentáře (29)
MikeOdpovědět
03.11.2013 20:56:49
Mass je hmota, ne hmotnost. :)
Kdo tohle překládal? Vždyť to fyzikálně nedává vůbec smysl. :)
PopcornOdpovědět
03.11.2013 21:52:27
Úplně dole překladatelka vysvětluje, jaký byl s překladem "mass" problém...
zayoOdpovědět
02.11.2013 21:29:08
Elementarne castice si este ako tak predstavit viem, ale co taka energia? To uz je pre mna pomerne abstraktny pojem.
jerry314Odpovědět
29.10.2013 14:07:22
http://www.youtube.com/watch?v=joTKd5j3mzk
smixersOdpovědět
28.10.2013 10:15:26
Prosim více podobných videí, jsou naprosto skvělá :). Velkou pochvalu překladatelům a těm co videa vybírají.
DanyOdpovědět
28.10.2013 00:42:37
Já na to, být vědátorem, nemám povahu, ale tak nějak obecně se zajímám o věci, které vědci vynaleznou/objeví a vždy mě to uchvacuje. Smekám.
rodierOdpovědět
27.10.2013 23:08:40
by me zajimalo jak na to ten clovek prisel :-D tak jako na to stou hmotnosti jsem prisel ja uz nekdy v roce 1985.. ale jak na to prisel on a dokazal to dokazat :-D
HelemeseOdpovědět
28.10.2013 01:54:46
No, vypocital to, jak je zmineno ve videu :) Ale jinak odhaduju, ze na to prisel stejne, jako se prislo treba na temnou hmotu ci temnou energii. Proste se vypocitalo, ze aby se konkretni veci (treba planety, hvezdy, galaxie...), chovaly tak, jak se chovaji, musi existovat neco, co ma tyto a tyto konkretni vlastnosti. A pozdeji se bud tyto vypocty potvrdi a vsichni si ulevi, nebo se zjisti, ze to tak neni a je vse uplne jinak :D
U bosonu to bylo zrejme podobne. Aby standartni model daval smysl, musi existovat castice...
Ale je to jen muj odhad. Vlastne jsem nazoru, ze videl dusledek a odhadl pricinu. Ovsem rad se necham poucit od nekoho, kdo vi, jak to bylo, ja si fakt jen vymyslim :D
hanzCZOdpovědět
27.10.2013 21:53:45
Více super chytrých videi, prosím :)
DarketahOdpovědět
27.10.2013 19:52:12
tak a ted neco z jineho soudku D: http://www.youtube.com/watch?v=TgkTd9D4EiQ
Prod1gyOdpovědět
27.10.2013 19:01:15
Ok a kde vzal hmotnost Higgsův boson? :D
Maerlyn0Odpovědět
27.10.2013 21:25:42
Přesně tuhle otázku si kladu i já :D
petvalOdpovědět
27.10.2013 21:04:55
+Maerlyn0taky interakcí s Higgsovým polem. v podstatě je jeho určitou konkrétní excitací, která vytváří právě HB ;)
petvalOdpovědět
27.10.2013 21:30:21
https://www.youtube.com/watch?v=9Uh5mTxRQcg
https://www.youtube.com/watch?v=ASRpIym_jFM
https://www.youtube.com/watch?v=6guXMfg88Z8
leeOdpovědět
27.10.2013 16:01:08
Já jsem si řikal, že je mi nějakej povědomej, a on hrál v jedné epizodě Big bangu :) Tady je krátký klip na youtube: http://www.youtube.com/watch?v=w5VVEw4ZSRI
DinoCopOdpovědět
27.10.2013 15:48:26
mě fascinuje, jak mu to připadá fascinující :)
HelemeseOdpovědět
28.10.2013 01:48:34
Fascinujici to pripada kdekomu...a kdekomu ne no :)
GDAWormsOdpovědět
27.10.2013 13:48:01
díky za překlad
vipeerrOdpovědět
27.10.2013 13:40:17
watched only cuz of sheldon :D
SvarecOdpovědět
27.10.2013 14:25:17
Seš cool!
DarketahOdpovědět
27.10.2013 19:55:12
+Svarecv plotě
jurcaaakOdpovědět
27.10.2013 13:08:35
co je sakra ta melasa???:D
jacobsmOdpovědět
27.10.2013 13:14:42
Melasa je zbytek po vycukernění cukrové řepy či cukrové třtiny; užívá se v likérnictví, na výrobu lihu, kyseliny citrónové, droždí, k dalšímu vycukernění nebo na zkrmení, ale také jako zdroj uhlíku v pěstebných prostředích. Wikipedie
PytaOdpovědět
27.10.2013 14:20:07
Taková rada do budoucna: příště zkus tenhle dotaz napsat např. do Googlu (třeba i přesně v téhle podobě) místo do nějaké diskuze. Odpověď se dozvíš hned a navíc nebudeš působit jako blbeček :)
stroggyOdpovědět
27.10.2013 12:24:44
Ve videu řeší hmotu, ne hmotnost ;-)
Moor8Odpovědět
27.10.2013 13:09:45
Hmota má hmotnost, to je její charakteristika a je neměná. neplést s váhou, ta se může měnit v závisloti na gravitačním poli. Také neplést s objemem, ten se může měnit, přestože hmotnost zůstává stejná.
VeruOdpovědět
27.10.2013 13:11:21
Přiznám se, že s termínem mass jsem opravdu měla problém, protože může znamenat obojí, proto jsem si k tomu dělala rešerši a jsem si téměř jistá, že jde o hmotnost. Například v tomto rozhovoru (http://www.ceskatelevize.cz/ct24/svet/184815-vedci-hlasi-nalez-nove-subatomarni-castice-je-to-higgsuv-boson/) mluví o tom, jak částice "získávají svoji hmotnost" i český fyzik z Ústavu částicové a jaderné fyziky Rupert Leitner. A dokonce i ve videu Brian Green několikrát za slovem mass používá i slovo heft (váha), aby tak upřesnil, co tím anglickým dvojznačným mass myslí. Takže tak. Ale je možné, že mi něco uniklo...
K-NinetyNineOdpovědět
28.10.2013 16:01:17
+Veruje to spravne. hmota (latka) ziskava svoju hmotnost vdaka tomuto higgsovmu polu.
nema zmysel hovorit, ze nejaky objekt ma hmotu, kedze on JE tou hmotou. ale ma hmotnost. stroggy si to trosku splietol, preklad je spravny.
SvarecOdpovědět
27.10.2013 14:24:42
V kontextu mi tedy více smyslu dává hmotnost.