Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Z čeho se skládá kosmické záření? Napoví přelomová metoda českého fyzika

Jeden rok večerního sledování televize, jedna cesta letadlem z východního na západní pobřeží USA nebo 3 dny strávené v Atlantě. Všemi těmito činnosti do sebe průměrný Severoameričan dostane dávku 0,1 miliSievertu (mSv) ionizujícího záření.

Dalších přibližně 6,1 mSv za rok načerpá tím, že chodí k lékaři, jí, pije, dýchá a funguje ve světě, ve kterém je doslova vše z nějaké části radioaktivní – i jeho vlastní tělo.

Godzilla – Hulk – člověk

Radioaktivní záření přeměnilo jaderného fyzika na neuvěřitelného Hulka, čtyři astronauty na Fantastickou čtyřku, a obyčejnou ještěrku v Godzillu. Mimo plátna filmových blockbusterů (trhák, pozn. red) radiace na organismus působí o poznání méně epicky.

V lidském těle vytváří ionizující záření chemikálie zvané volné radikály, což jsou velice aktivní molekuly, které mohou poškozovat DNA a likvidovat buňky.

Mírná otrava ozářením se projevuje bolestí hlavy a narušeným imunitním systémem se objevuje už při dávce 500–1000 miliSievertu (mSv). To je ekvivalent 500–100 rentgenů najednou a až 400násobek toho, co Severoameričan obdrží za celý rok.

Expozitura více než 2000 mSv najednou bývá smrtící téměř okamžitě. To jsou ale extrémní příklady. Mnohem menším dávkám radiace jsme vystavování v každé sekundě našich životů kvůli kosmickému záření.

Nejenergetičtější částice

To víme už dlouho, ale nově – možná – víme, že částice kosmického záření o nejvyšších energiích pronikají do atmosféry pravděpodobně mnohem hlouběji, než se dosud předpokládalo. Přilétající částice budou tedy zřejmě i výrazně těžší.

Nové poznatky vyplývají z metody, která zobecňuje přístup k předpovědím modelů srážek vesmírných částic se zemskou atmosférou.

Jejím autorem je astročásticový fyzik Jakub Vícha z Fyzikálního ústavu AV ČR, který zkoumá nejenergetičtější částice přilétající z vesmíru pomocí dat z největšího současného experimentu na světě – Observatoře Pierra Augera v Argentině. Studii publikoval časopis Physical Review D.

Nositel prémie Lumina quaeruntur za rok 2023 Jakub Vícha pracuje v oddělení astročásticové fyziky ve Fyzikálním ústavu AV ČR. Foto: Pierre Auger Observatory; Anna Šolcová pro AV ČR
Nositel prémie Lumina quaeruntur za rok 2023 Jakub Vícha pracuje v oddělení astročásticové fyziky ve Fyzikálním ústavu AV ČR. Foto: Pierre Auger Observatory; Anna Šolcová pro AV ČR

Jaký je původ částic?

Unikátní metoda zároveň posouvá vědu o krůček blíže k odhalení jedné z největších záhad fyziky, a sice jaký je původ částic z vesmíru, které bombardují vzdušný obal planety Země?

„Především u částic s nejvyšší energií stále nevíme, co by mohly být zdroje nejextrémnějších procesů ve vesmíru, které umožňují jejich vznik,“ vysvětluje Jakub Vícha z Fyzikálního ústavu AV ČR.

Složení těchto částic se odhaduje pouze nepřímo, a to na základě z měření sekundárních částic, které vznikají kaskádovitě po srážce primární kosmické částice s jádrem v atmosféře.

Některé z těchto sekundárních částic, například miony, přitom dopadají až na zem. Mezi pozorováním a modelovými předpověďmi množství dopadajících mionů doposud panoval velký nesoulad.

„Naše interpretace měření poukázala na to, že spršky částic ultravysokých energií pravděpodobně pronikají mnohem hlouběji do atmosféry, než jsme si mysleli,“ vysvětluje Jakub Vícha.

„Zároveň se ukazuje, že složení kosmického záření, které se právě nejčastěji určuje podle zmíněné pronikavosti spršek, může být i výrazně těžší, než se běžně uvažovalo, a obsahovat tedy více těžších jader,“ dodává vědec.

Čím převratnější myšlenka, tím větší odpor

Revoluční metoda Jakuba Víchy výrazně zpřesnila popis naměřených dat. Zároveň poprvé jednoznačně prokázala neschopnost předchozích modelů popsat naměřená data spolehlivě.

V jejím důsledku nyní astročásticoví fyzici zřejmě přehodnotí výsledky dosavadních publikovaných prací týkajících se složení kosmického záření ultravysokých energií. Ve vědecké komunitě zprvu nový postup narazil na nedůvěru a odpor.

Metodu českého vědce ověřovaly stovky astročásticových fyziků z Observatoře Pierra Augera, nakonec na celkem 2239 sprškách částic detekovaných zároveň fluorescenčním a povrchovým detektorem s energiemi mezi 3 a 10 EeV (exa elektronvolty).

Po šesti letech od první prezentace konečně publikuje výsledky časopis Physical Review D. „Byla období, kdy jsem cítil velkou deprivaci, že moje metoda není přijata, ale nebyl jsem schopen přijít na to, co dělám špatně.

Byl jsem přesvědčen, že je všechno tak, jak má být, a nikdo také vlastně nenašel nějakou chybu v mém postupu,“ zdůrazňuje Jakub Vícha. Metodu nadále prosazoval i za podpory některých nejuznávanějších kolegů v naší komunitě.

„Říkali mi: čím revolučnější výsledek, tím větší odpor vyvolá, chce to čas,“ dodává astročásticový fyzik a nositel prémie Lumina quaeruntur za rok 2023.

Z vesmíru přichází proud nabitých částic, po srážce se vzdušným obalem Země vzniká kaskáda sekundárních částic. Foto: NASA
Z vesmíru přichází proud nabitých částic, po srážce se vzdušným obalem Země vzniká kaskáda sekundárních částic. Foto: NASA

Extrapolace do vyšších energií s sebou přináší velké systematické chyby

Při interpretaci dat kosmického záření ultravysokých energií se výzkumníci spoléhají na předpovědi modelů hadronických interakcí, které ovšem nepopisují naměřené vlastnosti spršek dostatečně spolehlivě.

Tyto modely byly vytvořeny na základě poznatků z hadronových urychlovačů, jako je např. LHC v CERN poblíž Ženevy, nicméně nejenergetičtější kosmické částice přesahují dokonce hodnoty 100 EeV, což výrazně převyšuje možnosti zkoumání pozemských urychlovačů.

Vlastnosti hadronických interakcí se tedy musí v modelech extrapolovat na o mnoho řádů vyšší energie, což vnáší významnou systematickou nejistotu do interpretací měření kosmického záření…Nyní se ukazuje, že modely potřebují být zpřesněny mnohem komplexněji než jen generováním většího množství mionů, což je už samo o sobě dosti problematické.

V kosmickém záření ultravysokých energií se tedy zřejmě objevuje více těžších částic, jako jsou například jádra železa, což má zásadní vliv na hledání jejich zdrojů na nejvyšších energiích…Čím mají totiž částice větší náboj, tím více se zakřivují v magnetickém poli naší Galaxie, a tím je jejich směr příletu více vzdálený od směru jejich zdroje na obloze.

„Příroda je prostě daleko komplikovanější, než bychom chtěli, a ztěžuje tak naši snahu konečně odkrýt, odkud k nám tyto částice přilétají…Nicméně postupně zužujeme prostor možností a jednou se snad dočkáme odhalení, jak a kde tyto nejextrémnější procesy ve vesmíru probíhají,“ uvádí Jakub Vícha.

Poslové nejextrémnějších procesů ve vesmíru

Vysokoenergetické kosmické záření je proud nabitých částic přicházející z vesmíru…Část z nich pochází ze Slunce, část z naší Galaxie a ty nejvzácnější, poslové nejextrémnějších procesů ve vesmíru, jak je nazývá astročásticový fyzik Jakub Vícha, přilétají dokonce až z jiných galaxií.

Odkud primární částice přiletěla, než spustila spršku sekundárních částic, jakou měla energii a co to vlastně bylo za částici, se vědci snaží odvodit ze signálů způsobených sekundárními částicemi spršky v detektorech umístěných na povrchu Země.

Tím nejlepším současným detektorem na světě je Observatoř Pierra Augera v Argentině, na jejíž výstavbě, provozu a analýze naměřených dat se podílejí i vědci z České republiky.

Související články
Statistiky požárů i tisíce diagnostických testů vyvracejí tři nejčastější mýty, které stále obestírají elektromobilitu. Faktem je, že čistě elektrické vozy hoří mnohem méně často než auta s běžným spalovacím motorem, statistiky totiž zkresluje započítávání elektrokoloběžek, elektrokol či hybridů. Mnozí se také bojí rychlé ztráty kapacity baterie – dlouhodobé měření trakčních akumulátorů ojetin však ukazuje, že […]
Vypadají jako nerváci: Když si vedle nich sednete a rozbalíte fast food, zvednou se a vytratí. Když to nejde, nasadí podivně strnulý výraz. Problém nemají s vaším výběrem jídla, ale s tím, že ho žvýkáte a polykáte. Pro lidi postižené misofonií jsou to zvuky, které se nedají vydržet.   Většině z nás vadí skřípání křídy […]
To, co bylo dlouho považováno za genetický „šum“, se ukazuje jako významná součást regulační sítě na úrovni buňky i celého organismu. Tvrdí to nový přehledový článek vědců z MBÚ AV ČR, který se věnuje tzv. dlouhým nekódujícím RNA.   To, co biologové po desetiletí označovali za „nekódující RNA“, nemusí být ve skutečnosti tak nekódující, jak […]
Ať už tajně, nebo otevřeně, letní flirtování k prázdninové atmosféře jednoduše patří. Že na výletech nebo v zahraničí snadněji podléháme novým lákadlům, potvrzují i statistiky českého sexshopu YOO.cz – celých 38 % Čechů uvádí, že se rádi seznamují na cestách   Není se čemu divit – nové prostředí stimuluje smysly a pomáhá se uvolnit. Jen […]
reklama
Historie
Nepřežili janičáři Požehnanou událost?
Mustafa cítí zklamání. Teď se dozvěděl o sultánově dekretu, jímž panovník Osmanské říše zakládá nové vojenské sbory. Z každého janičárského praporu bude pro ně vybráno 150 mužů.   Mustafa (†1826) si pokládá hlavu do dlaní. Na chvíli se zasní. Ty tam jsou slavné časy janičárů, elitních pěších jednotek, které od 14. století věrně stály po […]
Pláž hanby lákala plavce i šmíráky
„Pláž hanby!“ pohoršují se nad skandální vymožeností u švýcarského Lucernského jezera místní mravopočestní občané. Otevření prvního městského koupaliště ve Švýcarsku, kde se návštěvníci nerozdělují podle pohlaví, vyvolá velkou senzaci. V roce 1919 totiž nebývá zvykem, že by se u vody vyskytovali v koupacích úborech muži a ženy pospolu.   Chtělo by to nějakou novinku. První světová válka […]
Obránce Vídně dostal maršálskou hůl se zpožděním
Nejvyšší velitel obléhaného města vystupuje na hradby a obhlíží situaci. Dlouhé dva měsíce dokázal Vídeň bránit, ale teď docházejí síly. Přijde záchrana včas?   Významné postavení v zemi je Zdeňku Kašparu Kaplířovi ze Sulevic (1611–1686) předurčeno. Jeho otec Albrecht Kaplíř (1583–1616) je významným plukovníkem a apelačním radou, dědeček Kašpar Kaplíř (1535–1621) zase zastává funkce císařského rady […]
Hanácký obr bavil císaře
Když mu chtěl otec v devíti letech koupit boty, trhovci se zděsili. Tak velkou nohu totiž dosud neviděli. Už jako chlapec měl Josef takovou sílu, že jedním úderem dokázal zmrzačit krávu.   Josef Drásal (†1886) přišel na svět 4. července 1841 v Chromči na Šumpersku do chudé rodiny brusiče jehel. Vzrůstem se už od útlého věku liší od […]
Zajímavosti
Betty Robinsonová: Vstane z mrtvých a získá olympijské zlato
Sympatická usměvavá dívka, která vyhraje olympiádu, protože doběhne vlak. A po letecké havárii vstane z mrtvých a vyhraje další olympiádu.   Američanka Elizabeth R. Robinsonová (1911–1999) je sympatická dívka, která ráda drnká na kytaru, studuje na střední v Chicagu a občas předvádí, jak rychle umí běhat. Je sice soutěživá, ale nikdy ji nenapadne, že by […]
Hajlování: Vynález antického Říma? Ne tak docela…
To gesto zná snad každý. Postavit se vzpřímeně a zvednout pravici – správně zhruba do úhlu 135 stupňů. Má jít o starověký zvyk, jenže hajlování se objevuje až mnohem později.   Benito Mussolini (1883–1945) se odvolává na praktiku římských císařů, do karet mu hrají i některé sochy, které zvedají pravici. Ani jedna však nehajluje. Jednu […]
Atentát na Augustina Gölzera: Heydrich nebyl jediný!
Odbojová skupina Předvoj funguje na území Protektorátu už od roku 1943, kdy se pasivní odpor vůči nacismu přetaví do akce. „Někdo musí něco začít dělat!“ rozhodují se studenti scházející se v evangelickém sboru na pražském Smíchově.   Brzy se členská základna rozšíří a začne navazovat kontakty i jinde po republice. Rozsáhlá odbojová činnost nezůstane gestapu […]
Taneční maratony: Klakson, facky i smrt vyčerpáním
Na první pohled to vypadá jako neškodná zábava. Hudba hraje, páry se drží za ruce, publikum tleská a parket nikdy neztichne. Ve Spojených státech se ve 20. a 30. letech 20. století stávají taneční maratony masovou atrakcí.   Soutěžící tančí – nebo spíš chodí, kolébají se a drží jeden druhého – celé dny i noci. […]
Záhady a napětí
Templářské tajemství na Veveří: Poklad dvanácti apoštolů
Dvanáct stříbrných soch apoštolů v životní velikosti a snad i svatý grál – to vše podle legendy leží pod hradem Veveří. Templáři zde prý po svém pádu ukryli kořist lstí odebranou moravskému knížeti. Ačkoli historici většinou krčí rameny, do podzemí se stále vydávají hledači pokladů s nadějí, že to budou právě oni, kdo učiní objev století.   […]
Legendní režisér Steven Spielberg šokuje: Věří v existenci mimozemšťanů! Má přístup k tajným materiálům?
Uznávaný režisér Steven Spielberg svým novým filmem Den odhalení, který měl nedávno premiéru i v českých kinech, vyvolal poprask. Jeho téma totiž údajně není až tak moc sci-fi, jak si mnozí myslí. Samotný režisér v existenci mimozemšťanů věří a říká, že tu možná byli vždycky!   Každý nový film legendárního režiséra Stevena Spielberga (*1946) poutá […]
Winchester Mystery House: Stavěla slavná dědička past na duchy?
Dveře se otevřou a za nimi není pokoj, ale prázdný prostor. Schodiště stoupá ke stropu a chodba se bez varování zlomí jiným směrem. V kalifornském San José stojí sídlo, které působí, jako by ho někdo stavěl podle plánů, jimž měl rozumět spíš mrtvý než živý. Byl Winchester Mystery House jen výstředním domem bohaté vdovy, nebo […]
Záhadná smrt ruského turisty: Chtěl ho zabít duch?
V květnu 2025 po pádu z devátého patra bytového domu v Thajsku umírá ruský turista. Těsně před smrtí muž prohlašuje, že ho pronásleduje „vražedný duch s vypoulenýma očima“. S tímto tvrzením se dokonce obrátí i na hlídače v budově, nikdo mu ale nedokáže pomoci. Stojí za jeho smrtí skutečně vražedný duch, nebo spíš drogy či […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Mírumilovní „kropenatí“ obři jako mistři přes filtraci
21stoleti.cz
Mírumilovní „kropenatí“ obři jako mistři přes filtraci
Oblíbené animované filmy se zvířecími hrdiny rozšířily mezi lidmi povědomí o tvorech, o jejichž existenci neměli mnozí z nich ani tušení. Například ve snímku Hledá se Dory vystupuje postava dobrácké k
Tiší smutek Sandry Bullock nový chlap?
nasehvezdy.cz
Tiší smutek Sandry Bullock nový chlap?
Je herečka Sandra Bullock (62) opět šťastná a zamilovaná? Právě o tom se začalo šuškat poté, co byla viděna po boku neznámého, dobře vypadajícího muže. Bullock srazila na kolena krutá rána osudu. P
Poctivá česnečka
tisicereceptu.cz
Poctivá česnečka
Jste zesláblí a cloumá s vámi chřipka? Nebo vás trápí následky silvestrovských oslav? Domácí česnečka s chlebovými krutony vás postaví na nohy. Suroviny na 4 porce 1 cibule 7 stroužků česneku
Čínský flatbread se sezamem
nejsemsama.cz
Čínský flatbread se sezamem
Křupavý čínský flatbread, známý jako bing, je příjemnou změnou od klasického chleba a skvěle chutná ještě teplý. Ingredience pro 4 osoby: 300 g hladké mouky 170 ml vlažné vody 15 g čerstvého droždí 1 lžička cukru 1 lžička soli 2 jarní cibulky 2 lžíce sezamu 3 lžíce oleje pepř podle chuti Postup: Do vlažné vody rozdrobte droždí, přidejte cukr a nechte asi
Potáhnout dort dokonale? Jde to!
panidomu.cz
Potáhnout dort dokonale? Jde to!
Obdivujete nádherné fondánem nebo marcipánem potažené dorty v kuchařkách i na internetu a přemýšlíte, že se do toho jednou také pustíte, ale pořád ne a ne se k tomu odhodlat? – Vyberte podložku Potahované dorty je nejlepší tvořit přímo na podložce nebo tácu, na nichž také zůstanou. Jakmile byste dort přenášeli z jedné podložky na
Dýňový ráj na Farmě Vraňany láká na podzimní dobrodružství
epochanacestach.cz
Dýňový ráj na Farmě Vraňany láká na podzimní dobrodružství
Na tisíce nejrůznějších odstínů oranžové, dýně nejrůznějších tvarů, vůně podzimních specialit a bohatý program, který zabaví děti i rodiče. Pokud hledáte příjemný říjnový výlet kousek od Prahy, Farma Vraňany se na celý měsíc promění v Dýňový ráj. Dýně jsou tady doslova všude. Malé, obrovské, kulaté, protáhlé i roztodivně tvarované vytvářejí kulisy, ve kterých se člověk
Soulad podle harmonie zlatého řezu
rezidenceonline.cz
Soulad podle harmonie zlatého řezu
Vznosné křivky rezidence Habitação Áurea v regionu Amarante na severu Pyrenejského poloostrova vytvořily díky dané koncepci prostor s přirozenou rovnováhou, otevřený krajině, světlu i modernímu rodinnému životu. Neutrální barevná paleta a přírodní textury, jež byly použity v dokonalém souladu, přispívají ke klidné a sofistikované atmosféře, zatímco architektonické prvky, jako je prosklená terasa a stropy v
Jan Amos Komenský vsadil vše na švédskou kartu
historyplus.cz
Jan Amos Komenský vsadil vše na švédskou kartu
V mihotavém světle svíčky klade jeden znak za druhým na list papíru. Jan Amos Komenský v roce 1655 překypuje aktivitou. Nepracuje však usilovně na dalším ze svých děl, tentokrát píše dopisy na všechny strany se zašifrovanými žádostmi o podporu švédského válečného tažení. Ovládnutí Baltu je pro Švédy příliš lákavou představou. Lomoz třicetileté války (1618–1648) sotva
Moje štěstí zničily plameny
skutecnepribehy.cz
Moje štěstí zničily plameny
Dodnes si pamatuji noc, kdy nám shořel dům. Myslela jsem, že jsem si tu hrůzu zažila poprvé a naposledy. Bohužel ne. Byla jsem ještě malá a některé věci z té doby už nedokážu poskládat přesně, ale oheň si pamatuji dokonale. Pamatuji horko ve tváři, křik maminky i táty. Pobíhali kolem domu a snažili se zachránit, co
John Krasinski se vrátil jako Jack Ryan. Na zápěstí nosí futuristické hodinky Citizen
iluxus.cz
John Krasinski se vrátil jako Jack Ryan. Na zápěstí nosí futuristické hodinky Citizen
Na Prime Video se objevil další zajímavý snímek. Herec John Krasinski se navrátil k jedné ze svých nejvýraznějších rolí. Po čtyřech sezonách seriálu Jack Ryan vznikl celovečerní film Tom Clancy’s Jack
Zrod gilotiny:  Opravdu šlo o „humánnější“ smrt? Co cítili popravovaní?
enigmaplus.cz
Zrod gilotiny: Opravdu šlo o „humánnější“ smrt? Co cítili popravovaní?
Jediný pohyb čepele, jediný okamžik a konec. Když se na konci 18. století ve Francii objevuje gilotina, má být symbolem nové, rovnější a především humánnější popravy. Jenže první člověk, který pod jej
Polanica–Zdrój: Tady žijí mazaní „šachoví medvědi“!
epochaplus.cz
Polanica–Zdrój: Tady žijí mazaní „šachoví medvědi“!
Polské městečko Polanica–Zdrój v Dolnoslezském vojvodství je místem, ve kterém jde návštěvníkovi hlava kolem z neobvyklého spojení medvědů se šachy. Byla zde snad nějaká experimentální stanice, která rozvinula inteligenci mohutných huňáčů tak, že zasedli i k tradiční královské hře? Spojení medvědů a šachu vzniklo v Polanici–Zdrój propojením dvojice zcela odlišných historických a kulturních tradic. Jakých? Kterými cestičkami doputovali medvědi
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz