Když se protony srazí
Mocný a výkonný urychlovač LHC urychluje miliardy protonů a přivádí je ke srážkám s miliardami jiných protonů. Cílem této činnosti je najít odpovědi na základní otázky směřující k hlubšímu pochopení přírody. Co se však skutečně děje, když se protony srazí?
Protony se skládají z kvarků svázaných prostřednictvím gluonů a to, co se bezprostředně srazí při čelní srážce mezi dvěma protony, jsou jednotlivé konstituenty – kvarky nebo gluony.
Na následujícím obrázku vidíme dva protony těsně před srážkou. Každý z nich obsahuje “moře” kvarků a gluonů. Jak to, že tak moc? Neučili jste se, že v každém protonu jsou jenom 3 kvarky? Ve skutečnosti říkáme, že proton se skládá ze 3 “valenčních” kvarků, ale také z celé další hromady “mořských” či “virtuálních” kvarků a antikvarků, které neustále vznikají z gluonů a opět se na ně přeměňují.
Co z takové srážky vzejde?
Když se srážejí protony při tak velkých energiích, jakých dosahuje LHC, vzniká množství částic všech možných druhů, a to jak ty, z nichž se skládá běžná hmota, tak takové, co existovaly jen v prvních okamžicích po velkém třesku.
Nově vzniklé částice jsou většinou mnohem těžší než ty, co se původně srazily, což je možné díky vztahu E=mc2. Řečeno prostými slovy: Energie, kterou jsme vložili do srážky, může vycházet ven jako hmotnost! Ve srážkách protonů s protony se může stát "ledacos", musí být pouze zachovány důležité principy jako zachování energie a hybnosti.