International Physics Masterclasses

Objavte neznáme

Naše súčasné poznatky o tom, ako sa hmota a sily spolupodieľajú na vytvorení vesmíru, ktorý poznáme, sú elegantne uložené do teoretickej predstavy známej ako Štandardný model (SM). Očakávame, že pri vysokých energiách sa objavia nové fyzikálne javy. Urýchľovač LHC, je nazývaný “strojom objavov”, a je zostrojený na preskúmanie nových energetických škál (TeV) a na možné odhalenie niektorých doposiaľ neznámych stránok našej prírody.

Ako môžeme postaviť obrovské experimenty, ako napríklad detektor ATLAS, založené iba na záhadách? Odpoveď spočíva v tom, že vynaliezaví fyzici rozmýšľali o spôsoboch, ako vysvetliť jednu alebo viac záhad prírody. Nové myšlienky sú zapracované do silnejšej teórie, ktorá môže predpovedať výsledky nových experimentov. Nové javy často vedú k objavu ďalších ťažkých častíc hmoty alebo častíc síl. Taktiež môžu súvisieť s dodatočnými dimenziami priestoru. Následne sú realizované počítačové simulácie zrážok, ktoré povoľujú takéto nové javy.

S dátami zo simulácií možno urobiť analýzu presne tak, ako s reálnymi dátami. Napríklad pozrieť sa na znázornenie zrážky v programe HYPATIA a zvoliť dráhy na výpočet invariantnej hmotnosti. Ak dáta zo simulácií obsahujú ťažké neutrálne častice, ktoré ešte neboli objavené, tieto sa napríklad môžu zobraziť v grafe invariantnej hmotnosti, avšak s hmotnosťou oveľa väčšou ako má Z bozón. To znamená, že metóda, ktorú ste si práve osvojili, identifikácia Z rozpadov a rekonštrukcia invariantnej hmotnosti, sú nástroje na objavenie neznámeho.