Spolupráce

Skupina částicové fyziky ze Společné laboratoře optiky a Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů Přírodovědecké fakulty UP spolupracuje s ženevskou mezinárodní laboratoří CERN na experimentu ATLAS, který se zaměřuje na základní výzkum ve fyzice mikrosvěta. Z jakých částic se skládá svět? Proč mají částice hmotnost? Proč ve Vesmíru převládá hmota nad antihmotou? Existují částice temné hmoty, supersymetrické částice, nové interakce? Právě na tyto otázky vědci hledají odpovědi.

V protonových srážkách, které zajišťuje urychlovač LHC, vnikají v srdci detektoru ATLAS vzácné krátce žijící částice, které existovaly těsně po velkém třesku. Pečlivou analýzou stop částic z jejich rozpadů lze usuzovat, které částice se ve vysokoenergetických srážkách narodily. V roce 2012 tak například experiment ATLAS objevil dlouho hledaný Higgsův boson. Členové olomoucké skupiny se věnují fyzice nejtěžšího známého kvarku, top kvarku, kalibraci hadronových spršek (jetů) a optickému a elektronickému vývoji časových detektorů pro registraci protonů, které přežily srážku.

Observatoř je pojmenována podle fyzika Pierra Augera, kterému je přisuzován objev spršek kosmického záření. Nachází se v argentinské pampě ve výšce okolo 1400 metrů nad mořem a plně dostavena byla v roce 2008. Je určena k detekci vysokoenergetického kosmického záření.

Vědci, k jejichž týmu patří i odborníci z olomoucké Společné laboratoře optiky a Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů, našli důležitou odpověď na otázku o původu kosmického záření dopadajícího na Zemi. V publikaci zveřejněné v září 2017 v časopise Science prezentovali experimentální důkazy toho, že částice s extrémně vysokými energiemi (milionkrát vyššími, než jaké lze připravit na největším pozemském urychlovači LHC) nepocházejí z naší galaxie. Ačkoliv práce potvrzuje extragalaktický původ částic, jejich přesné zdroje zatím určit nelze. Studie ukazuje pouze na širší část oblohy, z níž částice přilétají. Přesto informace znamená pro vědce významný posun. Skupina z Olomouce dodala podstatnou část zrcadel do fluorescenčních dalekohledů observatoře, navrhla její optoelektronický řídicí systém a podílí se na každodenním provozu.

Vědci z Regionálního centra pokročilých technologií a Společné laboratoře optiky uplatňují své odborné znalosti v kolaboraci Cherenkov Telescope Array (CTA). Jejím cílem je postavit další generaci pozemní observatoře pro astronomii gama záření o velmi vysoké energii, a to na jižní polokouli v poušti Atacama v Chile a na severní polokouli na Kanárských ostrovech, konkrétně na ostrově La Palma.

Projekt si klade za cíl objevení velkého množství dosud neznámých kosmických zdrojů vysokoenergetického gama záření a určení jejich charakteristik. V květnu 2015 se uskutečnilo pravidelné setkání vědců podílejících se na přípravě budoucí observatoře CTA ve finském Turku, na němž byla do konsorcia oficiálně přijata Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci. Pracovníci Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů – Společné laboratoře optiky se na přípravě a realizaci projektu podílejí již delší dobu dlouhodobým sledováním oblačnosti a světelného pozadí noční oblohy na kandidátských místech budoucí observatoře (Namibie, Argentina, Chile, Mexiko, USA, Kanárské ostrovy), návrhu a testování zrcadlových segmentů a optických vrstev pro optické teleskopy, fyzikálního modelování a podobně. Dosavadní výsledky olomoucké skupiny byly dobrým doporučením pro přijetí PřF UP do tohoto prestižního konsorcia. Českou republiku na tomto projektu nyní reprezentují vědci tří pracoviště – Fyzikální ústav AV ČR, MFF UK v Praze a PřF UP v Olomouci.