Místo s nejslabším magnetickým polem ve sluneční soustavě máme za humny

V Mnichově připravili fyzici z tamní techniky ojedinělý experimentální prostor: místnost odstíněnou tak, aby v ní bylo co nejslabší magnetické pole. Chtějí v ní měřit něco na pohled nemožného: rozložení elektrického náboje neutronu.

Nitro místnosti „magnetického klidu“ v Mnichově. Všimněte si, že experimentální prostor se dá celý vysunout po kolejích ven, aby byla instalace a úpravy zařízení jednodušší. Na snímku jsou i dva spolutvůrci magnetické místnosti: vlevo Peter Fierlinger, vpravo Michael Sturm. | foto: TUM

Muzikanti potřebují na práci klid a ticho a vědci také. I když u nich to nemusí být zrovna přímo v akustickém smyslu slova. Astronomové vyhledávají místa bez světelného znečištění, biologové si vytvářejí v laboratoři ostrovy sterility a fyzici na Mnichovské technické univerzitě si doslova postavili oblast „magnetického klidu“. 

Malý experimentální prostor má mít různorodé využití od potenciálně přelomových fyzikálních experimentů (o nich dále) po zkoušky nových výrobků. Konstrukcí připomíná tak trochu matrjošku. Na pohled dosti nevzhlednou konstrukci tvoří hlavně dva velké kovové boxy, jejichž stěny jsou tvořeny vrstvou slitiny niklu a železa zvané Magnifer a jednou vrstvou hliníku uprostřed. Mezi oběma boxy je rozestup 2,5 metru, který podle výpočtů zajišťuje nejlepší stínění, popisují vědci své zařízení v publikaci pro Journal of Applied Physics (kopie je zdarma dostupná na arXiv.org).

Dohromady tyto vrstvy odstiňují i velmi drobné změny v magnetickém poli, ať už je má na svědomí průjezd auta, nebo třeba solární bouře. Vnější vlivy oslabí podle práce německých vědců zhruba milionkrát (tento výsledek se jim od její publikace podařilo ještě vylepšit na úroveň „oslabení“ na cca jednu sedmimiliontinu, píše server IEEE Spectrum). Proti předchozímu nejlepšímu zařízení tohoto typu je to zlepšení zhruba o dva řády (tedy stonásobné).

Vevnitř má být tedy z magnetického hlediska mimořádně stabilní prostředí. Další podobná místa byste našli někde v mezihvězdném prostoru nebo uvnitř supravodiče. Na Zemi takové prostředí mohlo vzniknout až nyní, protože při navrhování komory sehrály významnou roli pokročilé počítačové modely.

Pohled na celou sestavu magnetické místnosti v experimentální hale mnichovské technicky. Samotná experimentální komora je zhruba za lidmi v popředí. Jejich postavení vyznačuje také její přibližné rozměry.

Hon na neutron

Na samotné experimenty zbývá uvnitř boxu poměrně stísněný prostor, zhruba čtyři metry krychlové, ale na hlavní plánovaný pokus to bohatě stačí. Je jím snaha o něco na pohled nesmyslného: změřit v podstatě rozložení elektrického náboje v neutronu (přesně je to tzv. elektrický dipólový moment).

O této částici sice běžně uvažujeme jako o naprosto neutrální (všichni jsme se učili, že náboj nemá) a pro všechny praktické účely o ní tak můžeme také uvažovat. Ale při dostatečně podrobném pohledu by podle teoretiků neutron přece jen měl vypadat jako slaboučká miniaturní baterie s malým nábojem, který je v ní nerovnoměrně rozložený. A právě tyto nerovnoměrnosti v rozložení náboje by vědci chtěli změřit. 

Pro fyziky je extrémně zajímavé, že různé dnes populární fyzikální hypotézy o povaze vesmíru a jeho dnes neznámých součástí (hypotézy jako supersymetrie a její různé varianty atp., které by chtěly vysvětlit třeba povahu temné hmoty) předpovídají různou míru těchto nerovnoměrností. Pokud tedy elektrický dipólový moment neutronu dokážeme změřit, mohli bychom některé nápady zcela vyloučit a jiné naopak označit za důvěryhodnější a více se věnovat jejich ověřování.

Tak daleko ovšem nejsme. Zatím můžeme říct jen to, že pokud neutron elektrický dipólový moment má, je menší než 2,9×10−26 náboje jednoho elektronu (tzv. elementární náboj) krát centimetr (ten sice není jednotkou SI, ale v tomto případě částicoví fyzikové používají tuto poněkud nestandardní jednotku). To je hranice nejvyššího rozlišení těchto experimentů, jaké jsme zatím dosáhli. Je to neuvěřitelné malé číslo. Už sama jednotka je tak malá, že má v podstatě smysl jen ve světě základních částic, a v tomto případě je před vlastním číslem ještě více než dvacet nul. Ale neutron se zatím nenechal odhalit, a jeho moment by tedy měl být ještě menší.

Pokud tedy v Mnichově opravu dokážou posunout hranici měření ještě o zhruba dva řády níže, jak předvídá jejich model, mohli by se dočkat fenomenálního objevu. Stejně jako v případě „honu“ za elektrickým dipólovým momentem elektronu (o něm jsme psali zde) by se úspěšný objev nepochybně musel dostat do hledáčku Švédské akademie věd, a autoři by se stali žhavými  kandidáty na Nobelovu cenu.

Ale zlepšení o dva řády také nemusí nic znamenat. Skutečná hodnota totiž může ležet ještě o další dva, šest nebo třeba deset řádů níže. Ale i kdyby autoři mnichovské komory „jen“ posunuli hranice rozlišení měření, neúspěch to rozhodně nebude. Tím spíše, že se v zařízení budou provádět i další pokusy, například velmi citlivé měření mozkové činnosti či vývoj nových detektorů a elektroniky.

Autor:
  • Nejčtenější

Vyzkoušeli jsme podvod z Aliexpressu. Může vás přijít draho, i po letech

v diskusi je 110 příspěvků

14. března 2024

Nakoupili jsme na Aliexpressu a pěkně se spálili. Jednu USB paměť, dvě externí SSD a jeden externí...

Nejsilnější raketa úspěšně prošla prvním testovacím letem do vesmíru

v diskusi je 138 příspěvků

14. března 2024  12:12,  aktualizováno  15:31

Společnost SpaceX poprvé dostala svůj Starship do vesmírného prostoru. Po dvou předchozích...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Svět uznal nároky Beneše. Československo vyhrálo spor s Polskem o Javorinu

v diskusi je 42 příspěvků

12. března 2024

Před 100 lety se Československo dočkalo mezinárodního uznání ve sporu s Polskem o Javorinu....

Tato novinka ve vyhledávání Googlu lidi pěkně vytáčí. Máme řešení

v diskusi je 153 příspěvků

12. března 2024  10:45

Jedna z novinek, kterou přineslo evropské Nařízení o digitálních trzích, je změna v tom, jak Google...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Od Amazonu po Voyo. Velký test streamovacích služeb našel obří rozdíly

v diskusi je 39 příspěvků

19. března 2024

Premium V jedné můžete vybírat z dvou set filmů a seriálů, ve druhé z osmi tisíc. V jedné je speciální...

VIDEO: Střílej po mně! Kameraman natočil téměř celý útok v centru Prahy

Premium Ve čtvrtek zemřelo rukou střelce Davida K. 14 obětí, 25 lidí je zraněných, z toho deset lidí těžce. Jedním z prvních na...

Máma ji dala do pasťáku, je na pervitinu a šlape. Elišku čekají Vánoce na ulici

Premium Noční Smíchov. Na zádech růžový batoh, v ruce svítící balónek, vánoční LED svíčky na baterky kolem krku. Vypadá na...

Test světlých lahvových ležáků: I dobré pivo zestárne v obchodě mnohem rychleji

Premium Ležáky z hypermarketů zklamaly. Jestli si chcete pochutnat, běžte do hospody. Sudová piva totiž dopadla před časem...

Kuličková myš, VHS a další technologické skvosty nedávné minulosti

v diskusi je 16 příspěvků

19. března 2024

S některými bylo možné se běžně setkat ještě před deseti lety, jiné je možné koupit a používat...

Od Amazonu po Voyo. Velký test streamovacích služeb našel obří rozdíly

v diskusi je 39 příspěvků

19. března 2024

Premium V jedné můžete vybírat z dvou set filmů a seriálů, ve druhé z osmi tisíc. V jedné je speciální...

Zemřel astronaut Stafford, který si ve vesmíru „podal“ ruku s Leonovem

v diskusi nejsou příspěvky

18. března 2024  19:10

Ve věku 93 let po dlouhé nemoci zemřel někdejší astronaut Thomas Stafford, který byl zapojený do...

Apple přidá do svých zařízení generativní AI, využije k tomu Google

v diskusi je 1 příspěvek

18. března 2024  13:34

Apple jako jedna z mála technologických společností nezachytil příchod vlny generativní umělé...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Nutný výchovný pohlavek, souhlasí Bouček i Havlová s přerušením projevu na Lvu

Moderátor Libor Bouček ostře zareagoval na kauzu ohledně délky proslovu režisérky Darji Kaščejevové na předávání cen...

Švábi, vši a nevychované děti. Výměna manželek skončila už po pěti dnech

Nová Výměna manželek trvala jen pět dní, přesto přinesla spoustu vyhrocených situací. Martina ze Znojma se pokoušela...

Vyzkoušeli jsme podvod z Aliexpressu. Může vás přijít draho, i po letech

Nakoupili jsme na Aliexpressu a pěkně se spálili. Jednu USB paměť, dvě externí SSD a jeden externí HDD. Ve třech...

Chtěli, abych se vyspala s Baldwinem kvůli jeho výkonu, říká Sharon Stone

Herečka Sharon Stone (66) jmenovala producenta, který jí řekl, aby se vyspala s hercem Williamem Baldwinem (61). Měla...

Byla to láska na první pohled, říká hvězda Gilmorek o manželství s modelkou

Milo Ventimiglia (46), představitel Jesse ze seriálu Gilmorova děvčata nebo Jacka Pearsona ze seriálu Tohle jsme my, je...