qitek's icon Jiří Kvita Czech

Some physics

Trocha té fyziky:-)

Jak to začalo

Fyzika mne začala zajímat už na základní škole, prvními impulsy byla například "Okna vesmíru dokořán", encyklopedie a knížka "Průhledy do mikrokosmu". Dále mne v mých zájmech podporoval náš pan třídní fyzikář na základní škole Vladimír Lajda, na gymnáziu mne zajímala i chemie a biologie, a tak jsem nejdříve chtěl studovat biofyziku, Dokonce jsem chvíli i pracoval na Fyziologickém ústavu AV v Praze Krči, ale pak jsem naplno propadl částicím:)

Co dělám nyní

V současné době studuji částicovou fyziku jako doktorand na Ústavu částicové a jaderné fyziky MFF UK v Praze. V rámci experimentu D0 ("dé nula") ve Fermilabu (Illinois, USA), kde čas od času pobývám, se podílím na zkoumání jedné z elementárních částic, které říkáme top kvark. Protože je velmi těžký (asi jako atom zlata!), potřebujeme na jeho vytvoření hodně energie (a peněz:).

Jak se to dělá?

Paradoxně pokud chceme při vysokých energiích něco zkoumat či objevit něco nového, musíme nejprve něco rozbít, a tak ve Fermilabu srážíme protony a antiprotony při celkové energii skoro 2 TeV, přesněji srážíme vstřícné svazky částic, z nichž každá má energii 1 TeV, při které má proton asi tisíckrát větší energii, než sám v klidu váží a letí téměř rychlostí světla. Částice takto vysokých energií získáváme ve speciálních zařízeních, kterým říkáme urychlovače; ten náš se jmenuje Tevatron.

Když se takový proton s antiprotonem srazí, dojde většinou k tvrdé srážce ještě menších částic, které proton tvoří: kvarků a gluonů. V běžném světě kolem nás se vyskytují pouze dva druhy kvarků, které označujeme jako u a d. Další čtyři kvarky (c, s, t a b) jsou těžší a nestabilní (rozpadají se), a tak je můžeme pozorovat jen chvilku poté, co je vytvoříme třeba při srážce těch lehkých, které máme k dispozici v protonu. Energii, kterou urychlené částice nesou, totiž můžeme "přetavit" do podoby nových částic, které při srážce mohou vzniknout, pokud energie bude dostatek, což je obsaženo ve známém vzorci E=mc2.

Co dělám přesněji

Hlavním cílem je proměřit co nejpřesněji vlastnosti částic, které tvoří náš svět, jednak proto, že jsme zvědaví, ale ukazuje se, že částicová fyzika má hodně společného s astronomií, kosmologií a může nám říci mnohé o tom, jak vznikl náš Vesmír.

Mne zajímá, jaké je spektrum energií (přesněji příčné hybnosti) top kvarků, které většinou produkujeme v párek kvark-antikvark. Tvar spektra nám může například naznačit, zda platí současný model mikrosvěta, jak ho známe, anebo zda již klíčovou dírkou nevidíme známky nějaké nové fyziky a přírodních zákonů.

A co z toho?

Cílem základního výzkumu je v první řadě prohlubovat lidské vědění. Jako odměnou nám však také je spousta nových technologií a inovací, které jsou neustále vyvýjeny při konstrukci experimentálních aparatur a detektorů. Aplikace jsou tak například v lékařství (NMR, CT, terapie) či nových materiálech. Bez kvantové fyziky by nebyly ani lasery, CD přehrávače či polovodiče a mobilní telefony!