Jak se zdá, Higgsovy bosony nedají mnoha lidem spát. Chytili je na Velkém hadronovém srážeči vůbec? Nebo jsme přišli na stopu technicoloru? Proč je Higgsův boson tak lehký? Aby toho nebylo málo, před časem se objevilo podezření, že by Higgsovy bosony během kosmologické inflace, tedy bezprostředně po vzniku vesmíru, vyvolaly naprosto zničující a všeobjímající kolaps. A to je pro nás, obyvatele tohoto vesmíru v dobrém i zlém, jak jistě uznáte, na pováženou. Ať už si o své existenci myslíme cokoliv, k tomu kolapsu před 13,8 miliardami let při kosmologické inflaci očividně nedošlo. Otázkou je, proč.
Vědci se to pochopitelně snaží zjistit a nabízejí různé hypotézy. Obvykle se točí kolem toužebně očekávané exotické fyziky, která by vysvětlila vznik vesmíru bez konfliktu mezi kosmologickou inflací a Higgsovými bosony. Arttu Rajantie z Královské univerzity v Londýně a jeho kolegové ale věří, že existuje méně exotické a také jednodušší vysvětlení.
Podle jejich nové studie v časopisu Physical Review Letters spasilo mladičký vesmír zakřivení časoprostoru, tedy vlastně vliv gravitace. Rajantie a jeho tým zkoumali vzájemné působení mezi Higgsovými bosony a gravitací a brali přitom v úvahu, jak se jejich vztah mění vzhledem k energii. Nakonec dospěli k závěru, že kdyby toto působení bylo byť je malé, tak by to tehdy stabilizovalo vesmír před rozpoutáním totálního kolapsu.
Standardní model částicové fyziky prý zatím ještě moc nepomohl vesmír zachránit a nevysvětlil, proč tehdy při kosmologické inflaci nezanikl. Jak také více než před rokem prohlásil v rozhovoru pro OSLA Pavel Bakala z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě: „ … pokud skutečně na fundamentální úrovni věrohodně nespojíme obecnou relativitu a standardní model elementárních částic, nemáme úplnou teorii, kterou bychom mohli použít pro popis podmínek skutečně velmi raného vesmíru.“ Rajantie a spol. se to snaží změnit a pracují na posledním neobjasněném parametru Standardního modelu, totiž na vztahu mezi Higgsovým bosonem a gravitací. Tuhle interakci nejde změřit v experimentech na urychlovačích částic, ale podle Rajantieho měla zásadní vliv na stabilitu vesmíru při kosmologické inflaci. Tak trochu smutné ovšem je, že tím Rajantieho parta pohřbívá exotickou novou fyziku.
Vědci hodlají v tomto směru výzkumu pokračovat a chtějí do něj zahrnout kosmologická pozorování. Rádi by co nejvíce objasnili vztah mezi Higgsovými bosony a gravitací a pořádně vysvětlili jeho důsledek na evoluci ranného vesmíru. Především se chystají využít data ze současných i budoucích misí Evropské kosmické agentury ESA, které souvisejí s měřením reliktního mikrovlnného záření a gravitačních vln. Pak se ukáže, jestli se jim povede zachránit vesmír bez exotické fyziky.
Video: Dr Arttu Rajantie - Anisotropies in the Gravitational Wave Background from Preheating. Kredit: Faculti Media.
Literatura
Imperial College London News 18. 11. 2014, Physical Review Letters 113: 211102 (online 17. 11. 2014), Wikipedia (Higgs Boson).
Cizí planety jsou nejspíš obyvatelnější, než jsme si mysleli
Autor: Stanislav Mihulka (18.01.2015)
Dvojice monstrózních černých děr těsně před apokalyptickou srážkou
Autor: Stanislav Mihulka (08.01.2015)
Jak vyoperovat z mozku arachnofobii
Autor: Stanislav Mihulka (11.11.2014)
Suborbitální raketa objevila tajuplné moře hvězd
Autor: Stanislav Mihulka (08.11.2014)
Politickou orientaci prozradí reakce na nechutný obrázek
Autor: Stanislav Mihulka (31.10.2014)
Diskuze:
Na hloupé otázky jen chytré odpovědi
Josef Řeřicha,2014-11-24 09:07:52
Prý, říká Wagner, proletí každou sekundou (!) jedním centimetrem čtverečním 60 miliard neutrin. To mi nedá klidu, uvažuji, a ptám se : kolik neutrin prošlo mým tělem za 13,8 miliard let ? ( kdybych abstraktně tolik žil ? ) Já si to umím samozřejmě spočítat, ale otázka míří „jinam“, že ? Když udělám řez Vesmírem, ( o současné velikosti ) dostanu plochu 10 exp58 cm nadrbou a…a touto plochou projde tedy 60.10exp9 krát 10 exp58 neutrin, ano ? Odkud se berou ? Vím : rodí se při výbuchu supernov, rodí se v jaderných reakcích, rodí se při…atd. čili známe mnoho zdrojů vzniku, ale přesto : rodí se stále ? od big-bangu furt stejně ? A kam mizí, když neinteragují ? už 13 miliard let „někam“ mizí…; věřím, že mé nedokonalé a hloupé otázky někoho pořádně zapotí, anebo nezapotí ? Žeby se neutrina „rozptylovala“ v objemu který narůstá ? Jak se rozptylují ? homogenně ? anebo nahuštěně ?
.
Jiří Novák,2014-11-24 16:29:08
Nejsem fyzik, ale selským rozumem to chápu následovně: Vesmír se rozpíná rychlostí světla. Neutrina se pohybují rychlostí nižší, než c. Tzn. nemůžou vesmír opustit. Takže se maximálně můžou v prostoru rozptýlit. A jestli homogenně... otázkou je, co by je nutilo se někde kondenzovat.
-
Zdeněk Jindra,2014-11-26 20:33:57
My se nacházíme blízko Slunce; neutrin z vesmíru tu mnoho není. Někde ve voidu mezi galaxiemi nebude expozice nijak vysoká. No a rozpínání vesmíru neutrina skutečně odebírá, ale plynule - zvyšuje se vlnová délka částice, čímž klesá energie a pravděpodobnost interakce.
Navíc vesmír nemá žádný zrcadlový obal, ale vnější horizont, takže když neutrino zamíří na "černou" oblohu, je navždy ztraceno.
Anton Matejov,2014-11-24 05:21:31
Obvykle se točí kolem toužebně očekávané exotické fyziky, která by vysvětlila vznik vesmíru bez konfliktu mezi kosmologickou inflací a Higgsovými bosony...
Nekonfliktne by to možno bolo vysvetliť, tým že premena hmoty a energie je asymetrický proces. Napríklad pri jadrovej syntéze na našom Slnku a iných hviezdách sa premieňa Vodík na Hélium. Nepremení sa ale 100% energie. Vzniká pri tom odpad v podobe gama lúčov a neutrín.
Neutína už ale takmer neintegrujú s hmotou. Teda už sa nepodieľajú na vzorcov relativity ako E = mc*c
Ak už neitegrujú s hmotou znamená to aj že sa nepodieľajú na hmotnosti vesmíru. Náš vesmír stráca na hmotnosti. To zapríčíňuje zrýchlenú expanziu, ktorú sme nedávno s prekvapením zistili. Pracovne sme pomenovali silu, ktorá stojí za zrýchlenou expanziou nášho vesmíru Tmava energia.
Teda môj názor a hypotéza je že premena hmoty a energie na úrovní makrosveta je asymetrická. Pri premene hmoty a energie vznikajú takzvané odpadové častice, ako neutrína, ktoré už takmer neiteragujú s baryonickou hmotou a nepodieľajú sa už takmer ničím na ďaľsích reakciach hmoty a energie.
Slabo interagujúce exotické častice už mohli vznikať v rannom vesmíre a dnes ich registrujeme ako tmavú hmotu.
Možno v prvých sekundách sa prejavovali v likvidácii časti antihmoty. Po inflácii sa už prejavujú na hmote ako napríklad neutrína. Neutrína generujú dokonca aj čierné diery. Boli už hypotézy, že za tmavou energiu môžu spôsobovať neutrína. Problematické je zamerať hmotnosť neutrín,lebo takmer neinteraguje. Neutrína sa im zdali na tmavú energiu malo dostatočná. Vtedy ale ešte nevedeli, že neutrína môžu generovať aj čierné diery! Teda neutrín je podstatne viac. A nemusia to byť len neutrína! Veď máme obrovské problémy zamerať nutrína. A tak to bude možno aj s inými slabo integrujúcimi časticami!
Bez nápadů ani o krok
Josef Řeřicha,2014-11-22 18:31:00
Ve fyzice, potažmo kosmologii, je každý pozorovaný jev/objev „podpořen“ třemi teoriemi a sedmnácti hypotézami. Je to nejvíce v celé vědě.
nejprv
Mojmir Kosco,2014-11-22 08:06:51
Bychom mohli urcit nositele gravitace (v pripade ze existuje) superinflace je zavedena predevsim proto aby vysvetlila soucasny stav zasadni otazkou zustava zda je soucasny stav popisovan spravne . Mozna kdybychom pripustily ze vesmir nejenom expanduje ale se i celkove toci mnoho problemu by odpadlo
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
