Nový urychlovač částic nazývaný Future Circular Collider má mít obvod 91 kilometrů. Pokud vznikne, stane se největším vědeckým zařízením v historii planety. Tunel hluboko pod zemí bude téměř třikrát větší než současný Large Hadron Collider — slavný LHC, který v roce 2012 pomohl potvrdit existenci Higgsova bosonu.
Jenže tentokrát nejde „jen“ o objev nové částice. Fyzici doufají, že nový superurychlovač odpoví na mnohem znepokojivější otázku: je náš vesmír skutečně stabilní?
Věda už dávno ví, že něco nesedí
Moderní fyzika je zvláštní směsí triumfu a frustrace. Na jedné straně máme Standardní model částicové fyziky — jednu z nejúspěšnějších teorií v dějinách vědy. Dokáže s ohromující přesností popsat částice, síly i chování hmoty.
Na druhé straně ale tento model neumí vysvětlit některé z nejzásadnějších věcí ve vesmíru.
Nevíme, co tvoří temnou hmotu, proč existuje více hmoty než antihmoty, proč mají částice právě takové hmotnosti, ani proč mají základní síly vesmíru přesně takovou intenzitu.
A právě tady začíná role nového urychlovače.
Proč fyzici potřebují stále větší stroje
Částicová fyzika funguje trochu jako archeologie reality. Čím hlouběji chce člověk proniknout do struktury vesmíru, tím větší energii potřebuje. A čím větší energii potřebuje, tím větší musí být urychlovač.
Proto CERN už dnes plánuje stroj, který by se táhl pod švýcarsko-francouzskou krajinou desítky kilometrů. Uvnitř by částice létaly rychlostí téměř rovnou rychlosti světla, než by se srazily v extrémně energetických kolizích.
Tyto srážky na okamžik vytvářejí podmínky podobné ranému vesmíru krátce po Velkém třesku. Jinými slovy: fyzici se nesnaží jen pozorovat vesmír. Snaží se na zlomky sekund znovu vytvořit jeho začátek.
Higgsův boson možná skrývá něco mnohem většího
Hlavním cílem nové generace urychlovače bude Higgsův boson. Veřejnost ho často zná pod nepřesným označením „božská částice“, ale jeho skutečný význam je možná ještě podivnější.
Higgsovo pole totiž podle současné fyziky prostupuje celým vesmírem. A právě interakce s tímto polem dává částicím jejich hmotnost.
Bez něj by atomy nevypadaly jako atomy. Nevznikaly by hvězdy. Neexistovaly by planety. A pravděpodobně ani život.
To, co člověk vnímá jako „pevnou hmotu“, je ve skutečnosti výsledkem interakcí s neviditelným polem prostupujícím realitu. A právě zde začíná problém. Fyzici totiž stále netuší, jestli je Higgsův boson skutečně elementární částice — nebo jen další vrstva něčeho mnohem hlubšího.
Vesmír možná stojí na hraně nestability
A teď přichází část, která zní skoro jako science fiction. Podle některých výpočtů může být náš vesmír pouze v takzvaném metastabilním stavu. Představte si míček ležící v dolíku na svahu. Pokud je dolík skutečně nejnižším bodem, míček zůstane stabilní navždy.
Ale pokud existuje ještě hlubší údolí někde vedle, může jednou dojít k přechodu do nového stavu. A právě Higgsovo pole může rozhodovat o tom, ve kterém z těchto scénářů žijeme.
Pokud je vesmír dokonale stabilní, bude pokračovat v rozpínání miliardy a miliardy let. Pokud ale není, pak teoreticky existuje možnost, že jednou přejde do zcela nového fyzikálního stavu. Taková změna by přepsala samotné zákony reality.
To neznamená, že CERN zničí svět
Podobné úvahy samozřejmě pravidelně živí internetové konspirace o tom, že urychlovače částic mohou způsobit katastrofu. Jenže realita je mnohem méně dramatická — a zároveň mnohem zajímavější.
Kolize s mnohem vyšší energií vznikají ve vesmíru přirozeně neustále. Kosmické záření bombarduje atmosféru energií převyšující možnosti lidských urychlovačů už miliardy let.
CERN tedy nevytváří nic, co by příroda sama dávno neprováděla. Rozdíl je v tom, že lidstvo se to poprvé snaží pozorovat kontrolovaně a s extrémní přesností.
Nejde jen o fyziku. Jde o otázku existence
Budoucí urychlovač Future Circular Collider nebude jen dalším laboratorním projektem. Půjde o generační vědecký program, který může běžet až do druhé poloviny tohoto století. A jeho skutečný význam možná nespočívá pouze v nových částicích.
Možná půjde o první stroj v historii, který nám umožní zjistit, proč má vesmír právě tuto podobu — a zda je tato podoba vůbec trvalá.
To je zvláštní moment moderní vědy.
Lidstvo dokázalo postavit zařízení schopné zkoumat podmínky krátce po Velkém třesku…
…a přitom stále netuší, jestli realita kolem nás představuje stabilní konečný stav, nebo jen dočasnou zastávku mezi dvěma verzemi vesmíru.
Zdroje: Science DIrect, CERN, ZME Science, BBC, img ai generated leonardo ai
