Keď sa zrazia protóny
Silný stroj LHC urýchľuje a smeruje miliardy protónov tak, aby sa zrazili s miliardou ďalších protónov. Cieľom tejto práce je odpovedať na fundamentálne otázky pochopenia prírody. Ale čo sa v skutočnosti deje, keď sa protóny zrazia?
Protóny sa skladajú z kvarkov spojených gluónmi. V čelnej zrážke medzi dvoma protónmi sú to vlastne kvarky a gluóny, ktoré sa zrážajú.
Obrázok nižšie zobrazuje dva protóny pri zrážke. Vnútri každého protónu môžeme nájsť „more” kvarkov a gluónov. Prečo tak veľa? Neučili ste sa, že protón je zložený len z troch kvarkov? No vlastne hovoríme, že protón je zložený z troch “valenčných” kvarkov, ale taktiež obsahuje celý zhluk “morských” alebo “virtuálnych” kvarkov a antikvarkov, pochádzajúcich z gluónov.
Čo je výsledkom takejto zrážky?
Keď sa zrážajú protóny pri takých veľkých energiách ako na LHC, výsledkom zrážky je spŕška všetkých možných typov častíc, tých, z ktorých je zložená bežná hmota, ale aj takých, ktoré existovali len krátko po Veľkom Tresku.
Nové častice, ktoré vznikli, sú zväčša omnoho ťažšie ako častice, ktoré sa zrážali, čo je možné vďaka vzťahu E=mc2. Jednoducho povedané: Všetka energia vložená do zrážky môže vyjsť von vo forme hmotnosti! Takže v protón-protónových zrážkach sa môže stať “všeličo”, musia byť len zachované niektoré dôležité princípy, ako zachovanie energie a hybnosti.