Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Revoluce ve fyzice, nebo chyba? První analýzy naznačují spíše to druhé

aktualizováno  28. dubna 9:51
Možná se konečně dozvíme, proč má hmota hmotnost, naznačují fyzici. Podle neověřených zpráv by evropský urychlovač LHC mohl být na stopě řešení největšího fyzikálního problému současnosti. Mezi pracovníky LHC vyvolal únik zpráv bouři nevole. První nezávislé analýzy ale objev zpochybňují.

Vnitřek detektoru ATLAS, na kterém byly zaznamenány překvapivé údaje, možná vedoucí k odhalení nejhledanější částce současnosti | foto: ATLAS,CERN

(Nové informace na konci.) I věda má své aféry WikiLeaks. Jejich dopad bývá sice menší, ale vzrušení kolem nich je podobné. Jedna se odehrála během letošních Velikonoc. 

Podle některých informací se na evropském urychlovači LHC podařilo objevit stopy částice, která byla jednou z hlavních důvodů stavby miliardového kolosu. Jde o tzv. Higgsův boson nebo také "božskou" částici, jejíž (ne)existence dnes zajímá fyziky celého světa. 

Higgs se dostává ven

Vše začalo ve čtvrtek v noci našeho času. Fyzik Peter Woit z Kolumbijské univerzity v americkém New Yorku zveřejnil na svém blogu krátkou zprávu (v rubrice "Šeptanda týdne"). V podstatě šlo o přepis příspěvku, který se objevil v diskusi pod jedním článkem na stejném blogu. Ten obsahoval úvod zprávy skupiny fyziků pracujících na experimentu ATLAS, jednom z detektorů na největším světovém urychlovači LHC.

Jde v podstatě o vnitřní hlášení o experimentech a první interpretace výsledků pozorování srážek částic na urychlovači. Čtyři autoři v krátkém textu říkají, že pozorovali podivné nepravidelnosti ve výsledcích srážek částic na urychlovači. Podle údajů by snad mohlo jít o "stopy" neznámé částice. (Pro zasvěcenější: při srážkách na energii 115 gigaelektronvoltů pozorovali autoři zhruba třicetkrát více fotonových párů, než předpokládá nejrozšířenější fyzikální teorie.) 

Zpráva přes zdánlivou nezajímavost rychle vzbudila zájem. Další fyzikální blogy po celém světě hned ožily spekulacemi a odbornými diskusemi (příklady tady, tady nebo tady). Důvod ke vzrušení nepochybně byl. Pokud nejde o chybu, pozorovaná "částice" (pokud to tedy nějaká je) nezapadá do zatím nejrozšířenější fyzikální teorie o podstatě vesmíru.

Nepotvrzený revolucionář

Jde o takzvaný standardní model. Z něj vědci za desítky let práce vybudovali velmi komplikovanou konstrukci, která ovšem dobře vysvětluje téměř všechny fyzikální jevy kolem nás. Předpokládá existenci určitého počtu elementárních částic. S nimi a pomocí několika fyzikálních sil (tzv. silné a slabé interakci a elektromagnetické síly) dokáže vysvětlit téměř všechny fyzikální jevy kolem nás.

V celé budově modelu chybí poslední nájemník: Higgsův boson. Tato částice má ale důležitou funkci: měla by zprostředkovávat všem ostatním částicím jednu důležitou vlastnost: hmotnost. Pokud se ho podaří objevit a bude vypadat tak, jak model předpokládá, standardní model bude téměř neotřesitelný.

Náznaky z LHC ale nabízí ještě zajímavější možnost. Pokud opravdu jde o nějakou částici, zřejmě se vůbec nepodobá představě o Higgsovu bosonu, jakou nám předkládá standardní model.

Naopak se pozorování na první pohled celkem dobře podobá portrétu Higgsovu bosonu, kterou nabízí tzv. teorie supersymetrie. Tato hypotéza má poměrně dost zastánců, kteří ji považují za možnou náhradu standardního modelu. Ale rozhodně není tak široce uznávaná. Ve fyzice by to znamenalo velké zemětřesení, nebo spíše revoluci. 

Fyzikové, chyťte si mě

Vědci nemají v ruce jasné potvrzení existence částice, jen náznaky. Vzhledem k povaze práce na urychlovači to vlastně ani jinak být nemůže. Odborníci na LHC sledují srážky známých částic (protonů). Po srážkách se tyto částice změní nebo rozpadnou a z místa odlétnou jako částice nové.

Detektor ATLAS zachycuje dráhy částic odlétajících ze srážek uvnitř LHC. Podle jejich parametrů se zpětně dopočítává, které částice vznikly při srážce. Dole a vpravo jsou dva statistické "vrcholy", které nejspíš prozradí skutečně relevantní informace

Detektor ATLAS zachycuje dráhy částic odlétajících ze srážek uvnitř LHC. Podle jejich parametrů se zpětně dopočítává, které částice vznikly při srážce. Dole a vpravo jsou dva statistické "vrcholy", které nejspíš prozradí skutečně relevantní informace

Důležité ale je, že divoké okolnosti během srážky vedou k velmi rychlému objevení mnoha "exotických" částic, které ve vesmíru obvykle nepozorujeme. A to přesto, že jsou podle fyziků v podstatě neustále přítomny a díky nim například působí jednotlivé fyzikální síly.

Tyto exotické částice hned po srážce znovu "mizí". Odborníci ale tvrdí, že je dokáží zrekonstruovat podle údajů o podobě částic odlétajících z místa srážky. A pak také určit, jestli tyto částice byly takové, jak teorie předpokládají. 

Jde o náročnou záležitost, ve které lze snadno udělat chybu. Jedna velká může nastat už na samém začátku, říká Václav Vrba, vedoucí českého týmu na detektoru ATLAS (právě ten naměřil údaje zmiňované v uniklé práci). 

Český fyzik vysvětluje: "Frekvence události (tj. srážek) na LHC je v řádu stovek milionu případů za vteřinu. Všechny zachytit nemůžeme, už takhle máme petabyty dat." Proto odborníci dělají předvýběr už ve chvíli, kdy údaje ze srážek zachytí signál o srážce. Některé rovnou označí za nezajímavé a pominou. "Ale musíte mít kvalitně odladěný rozhodovací proces," říká Václav Vrba.

V opačném případě se může snadno stát, že výsledky jsou od začátku špatné a nikdy jiné nebudou: máte prostě špatné výchozí údaje. "To je asi hlavní problém uniklé zprávy," říká Václav Vrba. (Jinak český fyzik považuje zprávu za zajímavou a celkem dobře provedenou.)

Urychlovač LHC, potažmo detektor ATLAS, za sebou mají zhruba jen rok provozu, a tak bez důkladné kontroly není vyloučeno, že někde v jejich nastavení není chyba. Odstranit podobnou vadu je prosté, ale nejprve se na ni musí přijít. A to je možné jen důkladnou kontrolou výsledků.

Ženevská inkvizice

Po úniku zprávy vypuklo v Ženevě velké pozdvižení. Experiment ATLAS doporučil fyzikům, kteří na něm pracují, aby novinářům odpovídali pokud možno jednou větou. Vzorově ji vyslovila mluvčí experimentu: "Vážně lze brát jen ty výsledky, které ATLAS vydá oficiálně, a které prošly všemi nezbytnými vědeckými kontrolami," cituje Fabiolu Gianottiovou časopis Nature.

Pozdvižení vyvolal hlavně fakt, že únik zprávy je přímým porušením "ústavy" (statutu) experimentu. Ta nařizuje, aby se ven dostaly jenom údaje, pod které se podepíše celý tým detektoru ATLAS. Jinak se prý nedá zabránit tomu, aby do světa nevyrazily zavádějící zprávy. 

Než se dohodneme...Počet vědců na experimentu ATLAS ilustruje fotografie části spolupracovníků v budově CERN. Všichni na obrázku (a pár set dalších) musí se zveřejňovanými výsledky souhlasit , než jsou označeny za ověřené

Než se dohodneme...Počet vědců na experimentu ATLAS ilustruje fotografie části spolupracovníků v budově CERN. Všichni na obrázku (a pár set dalších) musí se zveřejňovanými výsledky souhlasit , než jsou označeny za ověřené

Kontrolu výsledků (hlavně kontrolu nastavení experimentálního zařízení) může kvalifikovaně provést totiž jen ten, kdo na detektoru přímo pracuje a dobře ho zná, tvrdí fyzici. Pokud se tedy údaje dostanou ven před tím, než projdou všemi kontrolami, "zbytek světa" má jen malou šanci chybu zachytit.

"Snadno se pak může stát, že obor žije léta takříkajíc v bludu," říká Václav Vrba. Proto je podle něj přímo nezbytné, aby se publikace výsledků striktně hlídala: "V podstatě musí platit inkviziční pravidla. Právo na zveřejnění má mít jenom svatá inkvizice, tedy buď celý tým ATLAS nebo nikdo," říká Vrba. 

Vzhledem k tomu, že na experimentu ATLAS pracují celkem dva tisíce fyziků, proces kontroly samozřejmě chvíli trvá. Pro netrpělivé povahy to musí být těžké. Není divu, že podobné úniky se už v minulosti vícekrát staly i u jiných experimentů. "Ale veřejnost se o nich nedozvěděla. Teď se to změnilo jen díky mediálnímu zájmu o Higgsův boson," říká Václav Vrba.

"Gang čtyř" zřejmě neuspěje ani tentokrát

(Aktualizace ze 28.4.) První interní analýza výsledků v rámci experimentu ATLAS, která freneticky probíhala přes celé velikonoční svátky, zpochybnila pravděpodobnost, že jde o velký objev. Uvádějí to zdroje ze střediska CERN.

Analýza dospěla k závěru, že autoři neudělali žádnou "početní" chybu. Také ale poznamenala, že autoři použili zatím oficiálně neuznávané postupy při výběru dat pro samotný výpočet. Ve chvíli, kdy recenzenti sáhli po těch uznávaných, pozorovaná anomálie se zmenšila. Další oslabení pozorovaného efektu se dostavilo ve chvíli, kdy pro kontrolu recenzenti použili údaje i z dalších pozorování srážek na LHC. (Když tedy rozšířili soubor dat, na kterých sledování probíhalo.)

Zřejmě tedy šlo o planý poplach. Autory objevu, pro které se vžil mezitím v CERN trochu nelichotivý výraz "Gang čtyř" podle vzoru z nedávné historie, nepochybně čekají ještě horké chvíle. Oficiální trest se čekat nedá. Stále není (a těžko bude) jasné, kdo údaje vlastně vypustil do světa. Navíc status experimentu ATLAS nezná žádnou sankci za podobné úniky informací, a to přesto, že je v podstatě zakazuje.





Hlavní zprávy

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.