CERN: Kvarky nebo škvarky?

Několik faktů na úvod: Protony o energii 3500 miliard elektronvoltů v něm byly navedeny proti sobě za podmínek, jaké existovaly krátce po vzniku vesmíru před přibližně 13,7 miliardy let. Úhrnná energie při srážce dosáhla 7 terraelektronvoltů (tedy sedm a dvanáct nul elektron voltů). Do roka se prý podaří dosáhnout dvojnásobku. Ještě před pár lety přitom pokusy nedosahovaly ani jednoho teraelekronvoltu.

K čemu takový pokus slouží?

Že hmota není dělitelná donekonečna, ale skládá se z elementárních částic, tvrdil již starořecký Demokritos. Jenže ve stejné době, kdy vědci prokazovali existenci atomu, nedělitelné částice, ukázalo se, že atom zas tak nerozdělitelný není. Postupně došlo k objevu elektronu, protonu, neutronu a nejnověji také kvarků. Jenže tím to nekončí. Každý kvark se totiž dále dělí na šest podtypů a každý podtyp se vyskytuje ve třech variacích. Jistotu, že kvarky jsou dále nedělitelné, také nemáme.

A aby to bylo ještě složitější, každá ze zmíněných částic má i svůj protějšek, antičástici. Známe tak antielektrony neboli positrony, antiprotony a tak dále. Cílem urychlovače je pak pomoci sledovat právě tyto nejmenší stavební bloky našeho vesmíru.

Zde přichází ke slovu vložená energie. Okem neviditelný je již první adept na nedělitelnost, atom - vlnová délka viditelného světla je totiž větší než největší z atomů. Kvantová mechanika ale říká, že každá částice se chová také jako záření a že čím větší energii takové částici dáme, tím kratší bude její vlnová délka. A čím kratší vlnová délka, tím přesnější měření. Stejně tak, čím větší energie, tím větší šance, že některé částice, zejména protony, se rozpadnou na částice menší a část těchto částic budou právě antičástice.

A právě pozorování antičástic a jejich srážek s „obyčejnými“ částicemi děsí některé vědce, kteří varují před možným vznikem černé díry, která pozře Zemi. Podle většiny vědců však hrozí maximálně vznik několika mikroskopických černých děr, které nejenže se záhy vytratí v podobě Hawkingova záření, ale i kdyby se vytratit odmítly, jejich gravitační síla v porovnání s jinými molekulárními silami zanedbatelná.

Ostatně, černá díra je pouze jedním z několika katastrofických scénářů, které obestírají CERN. Mimo černé díry varovali někteří i před vznikem nových skupenství, například „podivného“ kvark-gluonového plazmatu.(Podivné v této souvislosti není novinářský přídomek, ale termín, kterým se označuje jeden z mnoha typu kvarků.) Skeptici zase strašili, že pokud by takové plazma zůstalo stabilní, mohlo by fungovat jako katalyzátor a transformovat veškerou jadernou hmotou. Ze Země by tak nezbyl ani ten škvarek.

Jak se ale zdá, žádný z těchto scénářů se nenaplnil a my můžeme jen čekat na nové strašení, které zajisté přijde v předvečer dalších, ještě silnějších pokusů.

Kolik to celé stojí?

Vybudování samotného urychlovače si vyžádalo přibližně šest miliard dolarů, tedy něco kolem sto patnácti miliard českých korun. Provoz celého komplexu pak vyjde ročně na nějakých sto milionů švýcarských franků.

Česká republika přispívá necelé procento této částky, tedy nějakých 162 milionů korun,další třicet čtyři miliony vyplácí Ministerstvo školství vědeckým pracovištím v ČR, které s CERN spolupracují.Za prvních patnácti let svého členství v CERN tak Česko přispělo do rozpočtu této organizace celkem 1,16 miliardy korun. Na druhou stranu, během stejného období si CERN u českých firem objednal výrobky nebo služby za 682 milionů korun, návratnost členských příspěvků tak byla téměř 59%.

A za co že to platíme? V téměř třicetikilometrové trase urychlovače funguje tisíc sedm set supravodivých magnetů. Ty jsou chlazeny sto třiceti tunami kapalného hélia, k jehož ochlazení je zase potřeba deseti tisíc tun kapalného dusíku.

Takové udělátko nám určitě závidí hrdinové nejednoho sci-fi románu. Závidět ale možná budou ještě víc. Podle Stephena Hawkinga bychom totiž k ověření mnoha současných teorémů potřebovali urychlovač, který by svými rozměry několikanásobně převýšil rozměry urychlovače v Ženevě a pro dosažení ideálních podmínek by musel dokonce být umístěn ve vesmíru.

Foto: Profimedia.cz