Vědci v CERNu poprvé urychlili atomy

Fyzikům pracujícím na Velkém hadronovém urychlovači (LHC) se v uplynulých dnech podařilo poprvé urychlit celý atom. Experiment by jakožto potvrzení konceptu měl vést k přípravě nové série pokusů pod kódovým označením Gamma Factory. V jejich rámci by se v budoucnu z LHC měla stát „továrna“ na gama záření, za jehož pomoci by při specifických podmínkách mohly vznikat masivní částice, dost možná i temná hmota.

„Hledáme možnosti a nové nápady, jak rozšířit stávající výzkum CERN a jeho infrastrukturu,“ řekla k úspěšnému pokusu jedna z inženýrek pracujících na LHC Michaela Schaumannová.

V LHC vědci obvykle urychlují svazky protonů, několik dní po každoročních technických odstávkách však experimentují s jádry atomů. Letos však pracovali s atomem olova s jedním elektronem. Podle Schaumannové šlo i na poměry CERN o velmi riskantní projekt – pokud by se atom nekontrolovatelně roztříštil, hrozilo, že poškodí magnety LHC a muselo by dojít tentokráte k neplánované odstávce stroje.

„Předpokládali jsme, že atomy vydrží v urychlovači kroužit minimálně 15 hodin. Jejich životnost by mohla být až překvapivých 40 hodin,“ uvedl vedoucí experimentu Witold Krasny. Až bude LHC plně kalibrovaný na urychlování atomů – i při tomto experimentu měl kolimátory stále vyladěny na protonové svazky, chystají se Krasny a jeho tým do urychlených atomů střílet laserem. Dodaná energie povede k posunu elektronu do vyšší elektronové dráhy, když poté elektron opět spadne, uvolní energii ve formě světelné částice.

Uvnitř LHC se však bude atom pohybovat rychlostí blízké rychlosti světla, tudíž energie takto uvolněné částice světla bude extrémně vysoká a její vlnová délka mimořádně krátká – díky tomu se z ní stane gama záření. To navíc bude natolik silné, že postačí k produkci částic, jako jsou kvarky, elektrony a miony. A právě vzájemné reakce těchto částic vědce zajímají nejvíce. Teoreticky by totiž měly být schopny transformovat se v masivnější částice, nebo dokonce v nové typy hmoty.

„Mohly by být také zdrojem pro nové typy částicových svazků, třeba mionových,“ píší vědci ve zprávě na webu CERN, kde zároveň zdůrazňují, že v minulém týdnu uskutečněné urychlení atomu je tak významným prvním krokem v budoucnosti urychlovače LHC.

Autor: Marek Schwarzmann
Zdroj: e15