FyzWeb  články
Teorie strun a srážky těžkých iontů2007-04-10 

Teorie strun tvrdí, že veškerá hmota je složena z částeček, které je možné popsat jako struny. Tyto částečky, říkejme jim dál struny, se nacházejí v 10rozměrném prostoru. Tento prostor označujeme slovem hyperprostor, protože má více rozměrů (dimenzí) než 3rozměrný prostor, který jsme zvyklí vnímat. Představa strun jako základních stavebních kamenů všeho hmotného kolem nás sklízí úspěch především mezi těmi, kdo ocení eleganci matematických teorií aspirujících k jednotné teorii kvantové fyziky a obecné relativity (zabývá se gravitací velmi hmotných objektů). Na druhou stranu se k této teorii skepticky staví ti, kteří poukazují na nedostatečné praktické uplatnění strunové představy. Jak tvrdí skeptici, teorie strun neposkytuje žádné testovatelné (prověřitelné) předpovědi. Není to ovšem úplně pravda. Tato teorie sice zatím neumí popsat oblast kvantové gravitace (tedy propojení kvantové fyziky a obecné relativity), ale sehrává roli v oblasti srážek vysokoenergetických iontů (vysoká energie je podle teorie relativity ekvivalentní velké hmotnosti), které jsou realizovány v zařízení nesoucím označení Relativistic Heavy Ion Collider - RHIC (v Brookhaven National Laboratory v New Yorku), tedy v zařízení, kde dochází ke srážkám těžkých iontů, při nichž se uplatňují efekty teorie relativity.


Ilustrační obrázek
(zdroj: http://www.petrasek.info/mikrosvet/struny-superstruny-a-m-teorie.html)

Před několika lety se odborníci na struny pokusili zjistit vztah mezi 10rozměrným světem strun a 4rozměrným (3 prostorové souřadnice plus 1 časová) světem, ve kterém pozorujeme interakce mezi částicemi (jako jsou např. protony), které jsou tvořeny tzv. kvarky. Tento vztah (dualita) mezi strunovou teorií a teorií silných jaderných interakcí (vedle gravitační, elektromagnetické a slabé interakce je to čtvrtá základní fyzikální interakce), byl nedávno vysvětlen na základě nečekaných výsledků z RHIC, kdy se náhle vynořily energetické kvarky z ohnivé koule (tzv. plazmatu) vytvořené tak, že se srazila dvě těžká jádra např. atomů zlata. Úvahy byly takové, že plazma tvořené kvarky a gluony (jsou nositeli silné jaderné interakce) nebyl plyn slabě interagujících částic, jak se původně myslelo, ale plyn silně interagujících částic. Tak silně, že žádný energetický kvark, který možná unikl z ohnivé koule, nebyl výrazně zpomalen. Na tuto okolnost poukázaly dva nové články Hong Liu, Krishna Rajagopal a Urs Wiedemanna.

První článek vypočítává především, jak moc jsou kvarky, z nichž je každý spojený se strunou zasahující do páté dimenze, roztočeny, až přejdou do kvar–gluonového plazmatu ("ohnivá koule"). Ve výpočtech byly zjištěny hodnoty blízké experimentálně určeným údajům.

Ve druhém článku tvrdí Krishna Rajagopal, že se podařilo formulovat testovatelné hypotézy a to na základě teorie strun, které budou prověřovány na prolétávání skupin kvarků (různých fyzikálních vlastností) plazmatem.

Další experimenty v této oblasti budou moci být prováděny ve Velkém hadronovém urychlovači – Large Hadron Collider (LHC), který je ve výstavbě v CERNu v Ženevě.

Zdroj: The American Institute of Physics, Bulletin of Physics News 813, February 27, 2007.

Přeložil a upravil Mgr. Vojtěch Žák, PhD.





Doporučit článek

Od:
Komu:
Antispam: