Nobelova cena za fyziku 2004


Stránka z www.nobel.se
Stručná informace o podstatě objevu a podrobný článek.

      Nobelovu cenu za fyziku za rok 2004 získali tři teoretici z USA, David Gross (University of California, KITP Santa Barbara), David Politzer (Caltech) a Frank Wilczek (M.I.T.). Cena jim byla udělena za objev tzv. asymptotické volnosti silných interakcí kvarků a gluonů v rámci kvantové chromodynamiky (QCD). Své průkopnické práce publikovali v roce 1973 a QCD se tak stala, spolu s tehdy již známou teorií elektroslabých interakcí, druhým hlavním pilířem dnešního standardního modelu fyziky elementárních částic.

     „Barevné“ kvarky a gluony jsou podle moderních představ elementární objekty, trvale uvězněné uvnitř pozorovaných subjaderných částic jako jsou protony, neutrony, mezony apod. „Asymptotická volnost“ znamená vymizení efektivního barevného náboje kvarků a gluonů na velmi krátkých vzdálenostech (tj., zhruba řečeno, při velkých předaných impulsech ve srážkách částic). Tento poněkud překvapivý jev tedy znamená, že interakce barevných nábojů se v závislosti na vzdálenosti chová právě opačně, než síla mezi obyčejnými elektrickými náboji. Podstatné přitom je, že povaha sil působících mezi barevnými náboji je určena principem neabelovské kalibrační (lokální) symetrie, který přirozeně vede k představě interakce zprostředkované vektorovým Yang-Millsovým polem – v případě QCD odpovídají tomuto poli právě barevné gluony.

    
     Hlavním přínosem prací letošních laureátů je to, že umožnily rozvoj velmi přesných kvantitativních výpočtů ve fyzice silně interagujících subjaderných částic, v oblasti velmi vysokých energií. Takové výpočty dávají nejen jasný matematický popis úplného vymizení „barevných sil“ při nulové vzdálenosti, ale hlavně detailní informaci o chování měřitelných fyzikálních veličin v asymptotické oblasti. Jemné efekty QCD byly během posledních několika desítek let mnohokrát přesně testovány na velkých světových urychlovačích ve SLAC (Stanford, USA), CERN (Ženeva), DESY (Hamburg) a Fermilab (Chicago) atd. Na několika těchto experimentech se podílejí i fyzikové z MFF UK.
    
     Stojí za zmínku, že jeden z letošních laureátů, Frank Wilczek, byl  jedním z hlavních řečníků na konferenci Fyzika na LHC pořádané v Praze v červenci 2003. Při této příležitosti mu byla udělena pamětní medaile MFF UK.
 Verze této stránky pro tisk.

Jiří Hořejší a Jiří Dolejší, 14. 10. 2004