...aneb Jak jsme na slánském gymnáziu našli Higgsův boson.

Italský Janov, francouzský Clermont-Ferrand a Orsay a české Slaný. Co mají tato města společného? Když vám napovíme ještě jedno město a vědecké centrum, budete odpovědi o kousek blíže. CERN ve švýcarské Ženevě! Nejšpičkovější a nejrozsáhlejší výzkumné centrum částicové fyziky na světě. Zde se vědci pohybují na samém vrcholu lidského hledání. Jejich cílem je porozumět tomu, z jakých částí je hmota složena a jak tyto částečky spolu interagují. Na jeden den se do tohoto hledání mohli zapojit i studenti ze čtyř evropských škol - jednou z nich bylo Gymnázium Václava Beneše Třebízského ve Slaném a jeho Laborky.cz.

Zdejším studentům se díky pracovníkům Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy, doc. Zdeňku Doležalovi, RNDr., Petru Kodyšovi, CSc. a Mgr. Danielu Červenkovovi, dostalo neuvěřitelné příležitosti, sáhnout si na špičkový výzkum v oblasti částicové fyziky. Někteří z přítomných již v roce 2011 navštívili se skupinou Laborky.cz CERN osobně.
Tehdy jsme si ale ani ve snu nedokázali představit, že by bylo možné na naší škole hledat Higgsův boson, médii nazývaný "božskou částici".

Higgsův boson byl dlouho jednou z částic, které standardní model předpovídal, jenže se je nedařilo najít. Je důležitý pro vysvětlení původu hmotnosti ostatních elementárních částic. Jeho existenci poprvé předpověděl roku 1964 britský fyzik Peter Higgs. Prokázat jeho existenci se podařilo právě v CERN až po přibližně padesáti letech výzkumu 14. března 2014. Higgsův boson je ve standardním modelu částicí, která zprostředkovává působení Higgsova pole s okolím. To by podle teorie mělo umožnit některým částicím získat hmotnost. Týká se to ale jen některých částic, například elektronů.
Jak jsme již na začátku naznačili, hledání probíhalo 21. března 2017 současně na čtyřech evropských školách. Do hledání na slánském gymnáziu se zapojilo i několik studentů z gymnázií v Novém Strašecí, Rakovníku a Berouně. Celá akce začala v aule gymnázia dopoledním souborem skvělých přednášek, které měly za úkol nahustit do mozků "pátracích skupinek" co nejvíce důležitých informací z oboru. Takže jsme se pokoušeli přijít na kloub tomu, co jsou fermiony, tedy kvarky a leptony, že se rozdělují podle „vůní“, které ale nemají s voňavkou nic společného, jak se od nich liší bosony či baryony, dumali jsme nad spinem, typy interakcí a hlavně nad principy záchytu částic v detektoru ATLAS, na jehož konstrukci a práci se podílí i Česká republika.
Po obědě nás již čekala v počítačové učebně praktická část. Rozdělili jsme se na jednotlivá počítačová pracoviště. Následovalo seznámení s programem na vyhodnocování srážek, a pak jsme již obdrželi skutečné balíky dat z urychlovače LHC (resp. z detektoru ATLAS), ve kterých jsme označovali zajímavé srážky.
Stejnou "práci" ve stejnou dobu dělali studenti na jiném souboru dat ve Francii a Itálii, protože čím více máte vstupních dat, tím vyšší je přesnost měření. Data se pak dají dohromady a už jen doufáte, že zvláštnosti, které se vyskytly v datech by mohly vést k nějakému zajímavému nálezu. Na závěr proběhla odpoledne nad tímto souborem dat videokonference. Vedly ji Coralie Neubüser a Stefanie Todt, vědkyně z detektoru ATLAS v CERN. Je až k neuvěření, jak zajímavé a zábavné může být povídání s opravdovými vědci. Jedna hodina sdílení názorů utekla jako voda.
Co jsme si z celého dne odnesli? Mnoho nových, zajímavých zkušeností, možnost sáhnout si na malý kus vědecké práce, kterou někteří z nás třeba budou dělat.
A samozřejmě, že si každý z nás večer namyšleně před usnutím v duchu říkal: "Já jsem u toho byl, když jsme u nás na škole také našli Higgsův boson.

Pár fotek ze skvělého dne: CERN Masterclassis 2017

Článek v časopisu Vesmír najdete ZDE.
Standardní model: Základní částice a interakce - přehled
Tři generace kvarků a leptonů - najdete ZDE.
Standardní model – podrobnější text