SUMMA SUMMARUM
aneb pár novinek z vědy a pavědy

11. června 1998

Dnes tedy opravdu jenom pár, ale zato jsou delší.

Ztracená hmota nalezena? - neutrino má nenulovou hmotnost

Ve čtvrtek 4. června byl oznámeno a následující den na konferenci NEUTRINO'98 potvrzeno, že byl nalezen přesvědčivý důkaz nenulové hmotnosti neutrin. Je jím experimentální potvrzení jejich oscilace.

Neutrina jsou slabě interagující částice s polovičním spinem a označují se podle částic, jejichž vznik doprovázejí. První, tzv. elektronové neutrino bylo předpovězeno Paulim již v r. 1931 a prvně detekováno v r. 1956. V r. 1962 bylo při experimentech v BNL a CERNu nalezeno neutrino mionové a v r. 1978 byla na urychlovači SLAC nalezena částice tau a jí odpovídající tau neutrino. Neutrina vznikají např. při reakcích na Slunci, supernovách, při průchodu kosmického záření atmosférou či v reaktorech a urychlovačích částic.

Původně se předpokládalo, že neutrina mají nulovou hmotnst, avšak podezření, že tento předpoklad neodpovídá skutečnosti trvá již delší dobu. Proč například ze Slunce přichází jen polovina z teoreticky předpověděného množství neutrin? Podle kvantové teorie přecházejí neustále neutrina mezi jednotlivými stavy - oscilují. K tomu, aby k těmto oscilacím mohlo docházet, musí však mít alespoň jedno z neutrin nenulovou hmotnost. Tento jev by např. vysvětloval právě nižší počet neutrin ze Slunce. V minulosti byla provedena řada pokusů snažících se tyto oscilace potvrdit, avšak žádný nepřinesl přesvědčivé výsledky.

Super-Kamiokade experiment používá detektor skládající se z obrovské nádrže obsahující 50 tisíc tun vysoce čisté vody, která je umístěna kilometr hluboko v dolech pod horou Mt. Ikena poblíž města Kamioka, asi 200 km severně od Tokya. Na stěně nádrže je rovnoměrně rozmístěno několik tisíc fotonásobičových trubic, které detekují záblesky Čerenkovova záření, vznikajícího při průchodu neutrin vodou.

Při interakci kosmického záření s atmosférou dochází ke vzniku sekundárních částic, z nichž některé se rozpadají a vznikají elektronová a mionová neutrina. Neutrina vzniklá nad Japonskem, urazí před detekcí asi 20 km zatímco neutrina vzniklá na opačné straně Zeměkoule, cestou k detektoru procházejí celým objemem Země a urazí asi 20 000 km. Přitom dochází k jejich oscilaci. Detektorem lze určit v jakém směru částice přilétla, tj. pochází-li z nebe nad Japonskem, nebo od protinožců a současně lze určit energii a tedy i typ neutrina. Ukázalo se, že z opačné strany Zeměkoule přichází však jen asi polovina vysokoenergetických mionových neutrin než z atmosféry nad detektorem. To však není možné vysvětlit pohlcením v zemi, která je pro neutrina téměř průsvitná, ale jen jako důsledek oscilace. Při té dochází k přeměně mionových neutrin na neutrina tau, a mionová neutrina se tak ztrácejí. V předchozím experimentu se podařilo zaznamenat jen asi 200 těchto neutrin. Současný experiment však přináší již několikatisícový statistický vzorek a dokazuje hmotností rozdíl oscilujících neutrin 0,7 eV.

Je tím potvrzena nenulová hmotnost neutrin i když absolutní hodnotu jejich hmotnosti se zatím nepodařilo zjistit.

Kromě vysvětlení problému slunečních neutrin, může dát tento experiment odpověď i na zásadní otázku takzvané chybějící neboli černé hmoty ve vesmíru. Ta představuje asi 90% předpokládané hmoty a drží například pohromadě galaxie. I kdyby jen jedno z neutrin mělo nenulovou hmotnost, což teorie dovoluje, pak by tato hmotnost odpovídala právě naměřenému rozdílu. Už tím by se vysvětlilo minimálně 10% chybějící hmoty. Podle názoru fyziků lze však předpokládat, že všechna neutrina mají nenulovu hmotnost. Nenulová hmota neutrin je však v rozporu s tzv. Standardním modelem, který by se jejím zavedením neúnosně zkomplikoval. Bude to mít možná za následek nutnost vytvoření úplně nové teorie částic a možná další krok ke snu fyziků - teorii velkého sjednocení.

Záhy po zveřejnění tohoto objevu se bohužel objevila i zpráva, že vzhledem k finančním těžkostem byla japonská vláda nucena snížit rozpočet Super-Kamiokande o 15%, což může vést k zastavení provozu detektoru každoročně na dva měsíce. Naštěstí v Sudbury v Ontariu se provádějí obdobné experimenty a ve stavbě je zde již nový těžkovodní detektor.

DISCOVERY OF NEUTRINO MASS AND OSCILLATIONS (University of Hawaii)
STATEMENT: EVIDENCE FOR MASSIVE NEUTRINOS FOUND (The Super-Kamiokande Collaboration)
Scientists in Japan may have discovered secret to the universe's 'missing mass' (CNN)
Kamioka Home Page
Super-Kamiokande U.S. Collaboration Home Page
Konference NEUTRINO'98
What is a neutrino?

Švýcarské "genové" referendum

V neděli 7. června proběhlo ve Švýcarsku referendum, které mělo mimo jiné odpovědět na otázku: "Přejete si, aby byla přijata lidová iniciativa «k ochraně života a životního prostředí před genovými manipulacemi (tzv. Gen-Schutz-Initiative)»". Odpovědí bylo jasné NE.

Hlasování se zúčastnilo 40,6% oprávněných voličů. V celošvýcarském průměru hlasovalo 66,6% voličů proti (33,4% pro). Iniciativa byla odmítnuta jednotlivě i ve všech kantonech. Relativně největší podpory se jí dostalo v tradičně konzervativních, katolických kantonech vnitřního Švýcarska, St. Gallenu a italsky hovořícím Tessinu. Nejvýrazněji byla odmítnuta ve frankofonní oblasti. Komické na tom je, že samotná iniciativa pochází z levé části politického spektra a výrazné předvolební podpory se jí dostávalo zejména od zelených a socialistů.

Iniciativa vznikla již v říjnu roku 1993 a požaduje následující federální legislativní úpravy za účelem ochrany proti ohrožení prostřednictvím geneticky pozměněných zvířat, rostlin a dalších organizmů. Zákaz vytváření geneticky pozměněných zvířat a rostlin za účelem zisku a šíření těchto organizmů. Zákaz volného vysazovaní geneticky pozměněných organizmů do přírody. Zákaz patentování geneticky pozměněných zvířat a rostlin. Zákaz průmyslové výroby látek za použití geneticky pozměněných organizmů a vědeckého výzkumu využívajícího těchto organizmů, který by mohl znamenat ohrožení lidského zdraví a životního prostředí.

Proti iniciativě vystupovali především představitelé ve Švýcarsku velice vlivného farmaceutického průmyslu, ale spolu s nimi i studenti a vědci. Vtipnou akcí studentů bylo založení organizace Genepeace, parodující logo a název organizace Greenpeace. Nápad s Genepeace vznikl po jedné z demonstrací za odmítnutí Gen-Schutz iniciativy, do které se vetřeli členové Greenpeace s transparenty napodobujícími hesla odpůrců iniciativy a zesměšňující je. Když však odpůrci iniciativy odpověděli stejnou mincí, smysl pro humor náhle Greenpeace přešel a na Genepeace podali žalobu pro zneužívání ochranné značky.

Kromě samotných otázek kolem problematiky genového inženýrství vyvolalo referendum o Gen-Schutz iniciativě obecnější otázky týkající se komunikace mezi vědci a občany. Ve Švýcarsku se s tím vyrovnali velice dobře. Vystupovala řada významných vědců, byly pořádány kurzy a přednášky pro veřejnost, media věnovala této otázce značný prostor. Ostatně o úspěchu svědčí i výsledky hlasování.

Oficiální výsledky referenda
Plný text iniciativy (německy, franc. a ital.)
Gen-Schutz-Initiative
Genepeace

vybral a zpracoval David Knespl
Text je dovoleno volně šířit pro bezplatné použití.