Poslední dobou jsme se stali svědky několika zklamání při hledání nové fyziky. Částice s klidovou hmotností 750 GeV podle všeho neexistuje, sterilní neutrina to mají hodně nahnuté, temná hmota stále vzdoruje veškerému snažení pozemských odborníků. Na OSLU jsme doufali, že tahle nepřízeň osudu nebude trvat věčně, což by bylo dost smutné. Fyzika je ale naštěstí fantasticky obsáhlá a rozvinutá věda, ve které lze narazit na převratné objevy takřka na každém kroku.
Letos v květnu (2016) jsme psali o tom, že v Institutu jaderného výzkumu v maďarském Debrecínu uskutečnili zajímavá pozorování, která by mohla být vodítkem k existenci páté základní síly. Attila Krasznahorkay tam se svými spolupracovníky pozoroval jistou anomálii v radioaktivním rozpadu. Fyzici dnes rozlišují čtyři takové síly – elektromagnetickou, slabou, silnou a gravitaci. Pokud by se povedlo k nim přidat další, pátou sílu, rozhodně by to byl velkolepý objev „nové fyziky“.
Maďarského výzkumu se chopil Jonathan Feng z Kalifornské univerzity v Irvinu a jeho kolegové. Právě oni se začali klonit k názoru, že by maďarské výsledky mohly ukazovat na existenci páté základní síly. Pokud pátá síla skutečně existuje, tak to bude revoluce ve fyzice. Po dlouhou dobu pracujeme se čtyřmi základními silami, a jestli se k nim přidá ještě pátá, tak to zásadně změní naše chápání vesmíru. Mohlo by to mít velký vliv na snahy o sjednocení základních sil, stejně jako na hledání temné hmoty či temné energie.
Krasznahorkay a jeho tým původně pátrali temných fotonech (dark fotons), které by měly ovlivňovat temnou hmotu, tak jako fotony ovlivňují viditelnou hmotu. Objevili ale zvláštní anomálii při radioaktivním rozpadu nestabilních jader berylia-8. Podle nich to naznačovalo existenci relativně lehké částice s klidovou hmotností cca 17 MeV, která by byla přibližně třicetkrát těžší než elektron.
Feng a spol. analyzovali data z Maďarska i z dalších podobných experimentů a dospěli k přesvědčení, že prakticky jistě nejde ani o hmotné částice ani o temné fotony. Letos v květnu nabídli novou teorii, podle které to jsou projevy páté základní síly. Svůj výzkum teď Fengův tým podpořil novou publikací ve významném časopisu Physical Review Letters, ve které dále prohlubují své závěry.
Podle Fengova týmu stojí za výsledky maďarských experimentů takzvané protofobní X bosony (protophobic X boson). Měly by interagovat pouze s elektrony a neutrony, a být nositelem síly, která působí na nesmírně krátkou vzdálenost, jen pár násobků šířky atomového jádra. Fengův kolega Timothy Tait připomíná, že takový boson by byl unikátní. Tait a ostatní mu přezdívají X boson, kde X vyjadřuje, že jde o zatím zcela neznámou částici.
Zásadní teď podle Fenga budou další experimenty. Velká výhoda je v tom, že by tyhle částice měly být vlastně velmi lehké. 17 MeV v dnešní době nestojí za řeč. Takových energií fyzici dosahovali už v padesátých letech dvacátého století. Proč jsme ale tuhle sílu zatím neobjevili, když jsme na to měli prostředky? Podle Fanga spočívá vysvětlení v tom, že by interakce páté síly měly být nesmírně slabé. Ale teď, když jsme na stopě, prý může objevit pátou sílu klidně některá z menších fyzikálních laboratoří, kterých je po světě celá řada. Když lidé vědí, co mají hledat, tak by to nemělo být až tak těžké. Můžeme se klidně vsadit, že alespoň některá pracoviště, která si přečetla čerstvou tiskovou zprávu Kalifornské univerzity v Irvinu, se teď pustí do závodu o pátou sílu. Tak směle do toho!
Video: Caltech Asks: What's the Matter? Searching for Meaning in a Cold, Dark Universe
Literatura
University of California Irvine 15. 8. 2016, arXiv:1608.03591
Zahrává si temná hmota se základními fyzikálními konstantami?
Autor: Stanislav Mihulka (20.11.2015)
Osvětlí nám temnou hmotu temné záření Slunce?
Autor: Stanislav Mihulka (14.02.2016)
Objevili v maďarském experimentu pátou základní sílu?
Autor: Stanislav Mihulka (27.05.2016)
Diskuze:
jana vavřínová,2016-10-05 19:27:15
Podle teorie superstrun mame sedum skritych dimenzi a urcite musi existovat i vice nez pet sil.akurat je musime najit,ale myslim si ze chladnutim vesmiru se zacnou vynorovat.
Jenom elektrony a neutrony
Václav Čermák,2016-08-29 20:17:43
Nějak mi nejde do hlavy, jak by tato hypotetická interakce mohla fungovat pro neutrony (tedy jednu kombinaci kvarků) a už ne třeba pro protony (jinou kombinaci kvarků)?
Iné sily sú tu.
Milan Závodný,2016-08-22 19:09:27
1. Temná hmota sa nespráva podľa Newtonových gravitačných zákonov. Nevykazuje gravitačné centrá, je akoby neschopná stvoriť objekt, ale bez problémov formuje tie naše.
2. Čítal som článok o nesúrodých obrovských masách hmoty, ktoré sú akoby "vysávané" určitým smerom, čiže na veľkých škálach vesmír vôbec nie je symetrický.
3. Stále sa objavujú značné pochybnosti o inflačnej teórii pri Big Bangu, je spochybňovaná jednoducho preto, lebo nemáme tušenia, čo by ju mohlo spôsobiť, i keď dôkazy o inflácii sú presvedčivé.
Z toho podľa mňa môžeme opatrne vyvodzovať, že náš vesmír nie vznikol, ale vnikol do už existujúceho priestoru, v ktorom bola prapodivná látka (temná hmota) a tá ho potom formovala. Temná energia môže byť gravitačný antikolaps vyvolaný netušeným vysávaním "z vonku", teda sú tu min. dve fyziky, ktoré interagujú, ale ešte ani ony sami nevedia ako.
Ted jsem nekde cetl,
Josef Blecha,2016-08-17 16:07:51
ze Higgsuv boson prece jenom nebyl objeven, ze se jednalo o nejakou chybicku nebo co - vi o tom nekdo z pritomnych fyziku neco vic?
Re: Ted jsem nekde cetl,
Stanislav Florian,2016-08-17 20:02:41
Nevím, spíš jde o ohlášení objevu sterilního neutrina, který pak byl odvolán jako statistická chyba měření.
Re: Ted jsem nekde cetl,
Alexandr Kostka,2016-08-17 20:18:50
Pokud jsem pochopil, tak Higgse mají a nezpochybňují. Ale mysleli, že mají stopy ještě další částice a ty se ukázaly být chybou v měření.
Re: Ted jsem nekde cetl,
Richard Palkovac,2016-08-18 14:46:24
S urcitostou vedia, ze objavili nejaky novy bozon, ale ci je to Higgsov, alebo nejaky iny novy, tak to nevedia.
Re: Re: Ted jsem nekde cetl,
Dalibor Štys,2016-08-20 08:18:29
If you torture your data long enough, they confess.
Viz starší článek http://www.osel.cz/8957-z-cerstvych-dat-lhc-se-vyparila-nova-fyzika-a-mezi-vedci-zavladl-smutek.html - na objev neexistující částice vzniklo 544 článků na ArXivu. Až na CERN nastoupí nová generace a objev Higgsova bosonu potvrdí s lepšími daty, uvěřím. Současná data jsou s chybou na hranici přesnosti měření.
Myslím, že Feymannova cargo cult science daleko převládla.
Vědci by se měli věnovat věnovat hlavně reprodukovatelnosti svých experimentů, dále pak důvěryhodnosti základních dat s nimiž pracují. Viz článek http://www.nature.com/news/1-500-scientists-lift-the-lid-on-reproducibility-1.19970. Po pravdě, nejděsivější na tomto článku je mimořádně nízká důvěra k medicínským článkům.
Pokud jde o data, jsem schopen ukázat, že prakticky všechna digitální obrazová data, i z těch nejlepších laboratoří, jsou k nepoužití zkreslena při ukládání.
Podle mne základem je pokorné ukládání všech dat, přístrojových nastavení a nestranné posouzení toho, co se naměřilo. Nejsem jen kverulant, nástroj, který toto řeší, je připraven a k dipozici www.biowes.org .
Nevychází
Josef Šoltes,2016-08-17 16:02:24
Mám pocit, že jim to nevychází, protože berou špatný tvar. Vesmír nemá tvar, takže síly mohou působit tzv. z obou stran.
Dokáže mi někdo vysvětlit?
Lukáš Kapek,2016-08-17 15:55:11
Zrovna jsem si spojil dohromady jak je to s Planckovou délkou, časem a rychlostí světla ve vakuu. Dokáže mi někdo vysvětlit, co určuje Planckovu konstantu, kde se vzala? Je to důsledek vlastností časoprostoru nebo vlastností "hmoty", nebo snad obojího?
Re: Dokáže mi někdo vysvětlit?
Marcel Brokát,2016-08-18 08:41:45
Je to základní fyzikální konstanta. Něco jako podpis našeho vesmíru.
Re: Dokáže mi někdo vysvětlit?
Martin Seifert,2016-08-18 18:40:23
Tož, trošku si něco nastudujte, no ...
Ve zkratce jen tolik ...
Za prvé - neoddělujte "časoprostor" a hmotu, ony jednou jsou.
Za druhé - Planckova konstanta je prostě jen číslo, které kvantitativně dává do vztahu dvojí povahu fiktivních částí převládajícího modelu světa (bereme je jako vlny i jako korpuskulární objekty - obojí je samozřejmě nesprávně, to není skutečné, jde jen o přiblížení reality). Berte to jako číslo "pí", které udává nějaký poměr mezi průměrem a obvodem kruhu (samozřejmě v geometrii, která je zcela mimo tento svět, je také vymyšlená - Eukleidovská, tedy nerealistická).
Za třetí - z prvních dvou bodů snad již dovodíte podstatu - kde se vzala? Byla vymyšlena. Objektivní vlastností světa není.
Za čtvrté - nevím, co jste myslel tím, že jste si "právě spojil P.k., čas a rychlost světla ve vakuu. Víte, čas také není objektivní vlastností světa, vpravdě neexistuje a modely světa, které ho užívají, jsou jen hrubým přiblížením, nemůžete to paušalizovat nebo prostě tupě dosazovat všude. S časem opatrně, objektivní realita žádný čas "nepoužívá".
Re: Re: Dokáže mi někdo vysvětlit?
Marcel Brokát,2016-08-19 08:41:46
Pro Seifert:
neříkáte to zcela přesně. analogie s "pí" gud, ale je nutné mít na paměti, že obvod a průměr jsou vlastnosti, které popisují objekt. "Pí" by mělo samozřejmě jinou hodnotu v jiné geometrii, ale definice "pí" je jasně daná.... obdobně Planckova konstanta.
Abych citoval klasiku
Alexandr Kostka,2016-08-17 08:01:34
Vesmír, tvrdili (Druidové), existoval díky vyváženosti čtyř základních sil, které se nazývali Nadpřirozeno, Přemlouvání, Nejistota a Nasranost. Tak například Slunce a Měsíc obíhaly Plochu proto, že byly přemluveny, aby nespadly a neuletěly do kosmu, protože měly strach z Nejistoty. Nadpřirozeno umožňovalo stromům růst a Nasranost je udržovala ve vztyčené poloze a tak dál.
(Terry Pratchet, Lehké Fantastično)
..
Jozef Vyskočil,2016-08-17 07:05:40
Musí temnú energiu nutne sprostredkovať nejaká častica? Gravitón ešte nikto neobjavil a odhadujem, že to bude niečo ako gravitácia naopak, bez zmenšovania so štvorcom vzdialenosti.
Pátá síla.
Vlastislav Výprachtický,2016-08-16 16:05:50
Temná hmota nemusí být hmotou, nemusí být částicové povahy. Může to být přechodová fáze koncentrované energie určitého silového pole s afinitou k ostatním silám.
Re: Pátá síla.
,2016-08-16 23:16:15
Temna hmota predevsim nemusi existovat vubec. Temna hmota a temna energie jsou podle mne jen vymysli fyziku, kterym nevychazely rovnice a konstanty, ktere z bozi podstaty nelze zmerit. Skoda, ze miliardy danovych poplatniku jsou vynakladany na takoveto zbytecne vyzkumy, ktere nevychazeji ani s vylhanou temnou hmotou. Prikladem je i tento vyzkum: Nevime, jaka je vlastne nova sila. Nevime dokonce ani to, zda vubec existuje. Ale grant na vyzkum si vezmeme a vycerpame. A samozrejme budeme potrebovat dalsi dotace, abychom existenci nove sily vyvratili. :-D
Re: Re: Pátá síla.
Richard Palkovac,2016-08-17 06:46:38
Radsej nech sa tie peniaze minu na vyskum, ako ich nechat rozkradnut politikom.
Miliardy danovych poplatniku
Josef Blecha,2016-08-17 16:12:43
nejsou vynakladany na "zbytecne vyzkumy", musite si uvedomit, kam ty prachy jdou (v pripade, ze se primo nerozkradou a nejaky politik si za ne nekoupi barak v Londyne): fyzici dostavaji plat, ale nejenom fyzici, i technici, uklizecky a ostatni pomocne sluzby ve vyzkumaku, pak se objednava nejruznejsi zarizeni, tady dostanou svoje strojari, elektrotechnici, dopravci, spali se nejaka ta elektrika, spotrebuje pitna voda, za to se taky plati a dostanou to vyrobci onech komodit, a tak se ty prachy rozplynou jako odmena za uzitecnou praci spousty lidi. Nebudte tak neprejici.
Re: Re: Pátá síla.
Marek Fucila,2016-08-17 16:48:29
Za cirkvou reštituované prachy už mohla byť možno otázka temnej hmoty vyriešená. Božia podstata je jasný signál trollovania.
Re: Re: Pátá síla.
J. P.,2016-08-18 10:08:46
Zažil jsem to z obou stran. Ze strany výzkumu je pro prokázání takových věcí třeba postavit detektor, typicky něco na nebo za hranou současných technických možností a na to potřebuju sehnat různé dodavatele a poskládat to celé dohromady. Vcelku to chce hodně dotačních peněz.
Po přesunu do soukromé sféry to vidím z druhé strany. Jako dodavatel se chceme těch projektů zůčastnit. Z finančního hlediska to okamžitě moc nepřináší, je třeba hodně dobře počítat, aby to nebyl prodělek. Ale 1. je to prestižní a především 2. nutí nás to vyvíjet a tlačit výrobní technologie na samou hranu možností. A POTOM vyděláme na tom, že ty nově vyvinuté výrobní postupy používáme pro výrobů detekčních zařízení a jejich komponent pro průmyslové zákazníky.
Takhle použité dotační peníze mi dávají dost smysl. Dá se najít dost příkladů, kdy detekční techniky původně vyvinuté pro výzkum jsou překvapivě hodně rozšířené v medicíně a průmyslu.
Počet interakcí
Pavel Krušina,2016-08-16 14:35:52
Proč počítáte elektromagnetismus za jednu sílu a ne za dvě - elektřina a magnetismus? A nebo opačně: proč slabou a elektromagnetickou počítáte za dvě základní síly, když pro ně máme jednotnou elektroslabou teorii?
Re: Počet interakcí
Richard Palkovac,2016-08-16 15:58:07
Mne slaba interakcia tiez nezapada medzi zakladne interakcie, kedze je sprostredkovana casticami s nenulovou kludovou hmotnostou.
Do mojich myslienok (hlavne o podstate casu) by zapadalo, keby slaba interakcia bola vysvetlitelna, fotonovou (elektromagnetickou) interakciou.
Tusim, ze za nieco, co sa tyka tejto oblasti bola udelena aj nobelovka (asi rozdelenie elektroslabej na elektromagneticku a slabu ).
Mozno nam to tu niekto povolanejsi vysvetli, tak smelo do toho.
Re: Re: Počet interakcí
Radim Křivánek,2016-08-16 17:19:49
http://www.aldebaran.cz/astrofyzika/interakce/unification.html#Elsl
Re: Re: Počet interakcí
Roman Horváth,2016-08-16 17:30:37
Fyzici na celom svete vedia, že sa to dá zjednotiť. V podstate jedinú, ktorú sa nedarí zjednotiť je gravitačná. Verím, že sa časom (dúfam, že nie pridlhom) ukáže prečo. Napriek tomu o nich nehovoria ako o jedinej sile. Prečo? Prirovnal by som si to asi k takej situácii ako keď situačne hovoríme alebo nehovoríme o ľade a pare ako o vode… Je to voda, ale má iné vlastnosti. Niekedy hovoríme o skupenstvách tej istej látky, inokedy sa nad tým nezamýšľame a hovoríme len o ľade alebo len o pare…
Re: Re: Počet interakcí
Stanislav Florian,2016-08-17 12:47:24
Nerozumím jak, by mohla slabá síla být zprostředkována fotony.
http://www.aldebaran.cz/astrofyzika/interakce/weak.html#diagrams
https://cs.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A1kladn%C3%AD_interakce
http://fyzweb.cz/odpovedna/index.php?hledat=klidovou&limit_od=2
http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/894-ctyri-silove-interakce-v-prehledu
Slabá síla je slabá, působí na nepatrné vzdálenosti, působí na hmotné částice ( leptony..i na nenabité částice jako jsou neutrina).Nosiči slabé interakce jsou bosony W± a Z. Slabá síla je tedy zcela odlišná od elektromagnetické způsobované fotony.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Boson_W_a_Z
Bozony mají podsvětelnou rychlost a nenulovou klidovou hmotnost 80,4 GeV (W+, W-) a 91,2 GeV (Z0).
Eletromagnetická síla je zprostředkována fotony ( mají klidovou hmotnost nulovou), působí na nabité částice, tedy zásadně ovlivňuje atomy a projevuje se běžné životě jako třeba síla odporu..Působí na velké vzdálenosti, síla elektromagnetické síly je nulová (až) v nekonečnu.
Re: Re: Re: Počet interakcí
Richard Palkovac,2016-08-17 15:36:26
Mate pravdu samozrejme. Ja vnimam cas ako interakciu interakcnych castic s nulovou kludovou hmotnostou a tam mi nezapada slaba interakcia ako zakladna, lebo je sprostredkovana casticami s nenulovou pokojovou hmotnostou.
Preto mi to nesedi. Ta slaba interakcia, ak je zakladna, by mala byt sprostredkovana nejakou casticou s nulovou pokojovou hmotnostou, no a do uvahy mi prichadza jedine foton (lebo gluon a graviton nepredpokladam), pripadne nejaka neznama. Vase argumenty proti fotonu su samozrejme spravne.
Ale to vsetko len kvoli tomu mojmu vnimaniu a chapaniu casu.
Re: Re: Re: Re: Počet interakcí
Stanislav Florian,2016-08-17 20:07:09
Naopak, slabá interakce souvisí silně s časem , např. s radioaktivním rozpadem ( myslím že beta), který je neobyčejně časově přesný a nezávisí na fyzikálních podmínkách ani sloučeninách, je to vlastnost jádra, statistiky a toho času.
Re: Re: Re: Re: Re: Počet interakcí
Richard Palkovac,2016-08-18 07:03:52
Ak dobre viem, tak s tymi bozonmi Z a W a s ich hmotnostou to nie je take jednoduche. Ak ich urychlujeme, tak ich hmotnost nerastie a ked dosiahnu rychlost svetla su nehmotne, teda su ako fotony. K tomuto by sa mohol tiez niekto kompetentny vyjadrit.
Co sa tyka casovej presnosti niecoho, tak to suvisi skor s hodinami (meracim zariadenim) ako podstatou casu.
Podstatu casu ja chapem takto :
http://riki1.eu/Co_je_to_cas.htm
a prave preto, mi do toho slaba interakcia ako zakladna, nezapada.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Počet interakcí
Stanislav Florian,2016-08-18 20:17:33
Slabá interakce a bosony W a Q
http://www.pf.jcu.cz/stru/katedry/fyzika/prof/Svadlenkova/Interakce.pdf
str 3-4 Bosony mají klidovou hmotnost, nemohou tedy být urychleny na rychlost světla. A ztratit klidovou hmotnost urychlením už vůbec ne.
"Vzhledem k tomu, že jde o interakci krátkého dosahu, je hmotnost těchto částic nenulová. Částice
W± a Z0 mají klidové hmotnosti 80 GeV a 91 GeV."
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Počet interakcí
Richard Palkovac,2016-08-19 08:54:36
Higgsovo pole bolo vymyslene len kvoli tomu, aby boli vysvetlene "nenormalne" vlastnosti bozonov Z a W. Bozony pre slabu interakciu, podla lokalnej kalibrazcej symetrie by mali mat nulovu pokojovu hmotnost. Toto pre normalne rychlosti nie je pravda (maju nenulovu pokojovu hmotnost), a vysvetluje to teoria higgsovho pola inteakciou tychto bozonov (Z a W) s tymto polom. Pri vyssich rychlostiach ale inteakcia tychto bozonov s higgsovym polom sa znizuje az pri rychlosti bliziacej sa rychlosti svetla interakcia ustane a aj tieto bozony by mali mat nulovu pokojovu hmotnost.
To, ze higgsove pole by malo vysvetlvat pokojovu hmotnost aj ostatnych castic je len vedlajsi produkt teorie.
Higgsove pole mi pripomina nejaky druh "eteru" a ten mi pripomina bezradnost.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Počet interakcí
Stanislav Florian,2016-08-19 09:52:53
http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/901-higgsuv-boson
"Důsledkem existence Higgsova pole je navíc to, že některé z částic zprostředkovávajících elektroslabé interakce, které měly původně nulové klidové hmotnosti, získají výrazně vyšší klidovou hmotnost. Jimi zprostředkovávaná silová interakce tedy bude mít velmi krátký dosah...
..Stejně tak znesnadňuje Higgsovo pole pohyb některých částic tak, že jejich efektivní hmotnost prudce vzroste. ..Klidové energie těchto částic byly určeny na 80,4 GeV a 92 GeV. Higgsovo pole však není příčinou hmotnosti pouze intermediálních bosonů slabé interakce, ale stojí i za částí hmotnosti částic hmoty..."
Takže nejde o to, že by bosony Q a W měly nulovou klidovou hmotnost, ale že jejich hmotnost je způsobena Higgsovým polem.
Dále je populární vysvětlení, že Higgsův boson je analogii bláta, v němž se částice brodí a tím získávají hmotnost. Brodit se Higgsovým polem bláta tedy mohou i jiné částice než bosony Q a W, těžko předpokládat, že klidová hmotnost částic bude klesat k nule při blízké rychlosti světla, když jí nemůžou dosáhnout.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Počet interakcí
Richard Palkovac,2016-08-19 11:09:46
Tak napriklad si pozrite tuto prednasku od 23:40 do 30:30
https://www.youtube.com/watch?v=HHM6qavi9Jw
*
Re: Počet interakcí
Jiří Svejkovský,2016-08-16 20:59:42
Silu? Wasisdas sila? Snad interakci. Nejsou to dvě interakce, je to opravdu jenom jedna. Lepidlo této interakce se jmenuje foton.
Slabá interakce, stejně jako ta silná se mrcasí okolo částic, drží nám pohromadě atomy, protony, neutrony a neotravuje nás ve vzdálenosti větší, než pár plancků. Zatímco ta elektromagnetická sice nehýbe vesmírem, ani atomy, ale občas jako elektrikář musím uznat, že je přiblížení k ní celkem bolavý a to i na vzdálenost větší, než malou.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
