Magnet velikosti zrnka písku čeká na dotek temné hmoty. Poznal by pohyb menší než atom

Přidejte si obsah Centrum.cz do oblíbených zdrojů pro Google hledání a Google zprávy

Sdílet

Dennívýzva

Některé experimenty hledající temnou hmotu váží tuny a ukrývají se hluboko pod zemí. Fyzikové z Rice University zkusili opačný extrém. Nad supravodičem nechali levitovat magnet o velikosti zrnka písku a téměř dokonale ho izolovali od okolí. Pokud by kolem prolétl správný typ temné hmoty, stačilo by nepatrné „ťuknutí“.

Magnet velikosti zrnka písku čeká na dotek temné hmoty. Poznal by pohyb menší než atom

Doba čtení 4 min

Článek byl publikován 29.09.2026 12:14

Temná hmota je obrovská. Detektor tentokrát skoro ne

Většina hmoty ve vesmíru, která gravitačně ovlivňuje galaxie, nevydává světlo a zatím nevíme, z čeho se skládá. Temná hmota se prozrazuje gravitací. Vidíme, jak rychle obíhají hvězdy v galaxiích, jak se pohybují kupy galaxií nebo jak neviditelná hmota ohýbá světlo vzdálených objektů.

Když ale fyzikové chtějí zachytit samotnou částici temné hmoty, nastává problém. Nevědí totiž, jaká částice to je.

Velká část experimentů proto cílí na kandidáty s hmotnostmi přibližně v oblasti známých subatomárních částic nebo atomů. Staví obrovské, extrémně čisté detektory a čeká, zda vzácná interakce zanechá měřitelný signál.

Jenže temná hmota by teoreticky mohla být také mnohem těžší. A pokud hledáte velmi těžkého návštěvníka, můžete místo obrovského objemu použít něco, čemu stačí nepatrný náraz.

Zrnko, které nesmí nic rušit

Tým Rice University použil malý permanentní magnet přibližně velikosti zrnka písku. Nechal jej levitovat nad supravodičem ochlazeným těsně nad absolutní nulu.

To je podstatné. Magnet se ničeho mechanicky nedotýká, takže téměř zmizí obyčejné tření, které by jeho pohyb tlumilo nebo vytvářelo rušivý šum. Celý experiment je navržen tak, aby magnet mohl reagovat na mimořádně slabou sílu.

Poloha se měří s citlivostí odpovídající přibližně setině šířky atomu. Tady není důležitá absolutní velikost detektoru. Důležité je, že je nesmírně klidný.

Kdyby se kolem pohyboval hypotetický mimořádně těžký objekt temné hmoty a vhodným způsobem interagoval s běžnou hmotou, mohl by při průchodu předat magnetu nepatrnou hybnost. Výzkumníci by pak nehledali světelný záblesk ani elektrický impuls. Hledali by malé strčení.

Místo šumu čekali na jediné „ťuknutí“

Stejná aparatura už dříve sloužila k hledání velmi lehké temné hmoty. Takový kandidát by se mohl projevit jako dlouhodobější, pravidelně se měnící síla. U extrémně těžké částice je situace jiná. Pokud jsou takové objekty opravdu masivní, jejich počet v prostoru by byl odpovídajícím způsobem menší. Detektor proto nečeká na nepřetržitý signál, ale na vzácnou jednotlivou událost.

Něco proletí. Magnet dostane mikroskopický impuls. A pokud je aparatura dostatečně tichá, fyzikové ho uvidí. Tým sbíral data přibližně měsíc a zvláštní pozornost věnoval klidnějším nočním obdobím, kdy okolní vibrace a další rušení klesají. Žádný přesvědčivý úder temné hmoty nenašel.

Nic není někdy velmi užitečný výsledek

To může znít jako neúspěch. Ve fyzice částic je ale nulový výsledek často přesně tím, co potřebujete. Představme si, že určitý hypotetický typ částice má konkrétní hmotnost a určitou pravděpodobnost interakce s běžnou hmotou. Pokud by existoval v dostatečném množství, během měsíce by měl do detektoru podle modelu několikrát narazit.

Nic se nestalo. Takovou kombinaci vlastností pak lze vyloučit nebo výrazně omezit. Fyzikové tím postupně ukusují z obrovského prostoru možných vysvětlení. Nevědí ještě, kde temná hmota je, ale dokážou říkat, kde už s určitými vlastnostmi být nemůže.

Nový experiment prozkoumal rozsah zhruba devíti řádů hmotnosti a dostal se ke kandidátům přibližně desetmilionkrát těžším, než jaké předchozí experimenty s levitujícími částicemi tímto způsobem testovaly.

Temná hmota může být těžší, než jsme zvyklí si představovat

Když se řekne částice, intuitivně si představíme něco téměř nekonečně malého. „Částice temné hmoty“ je ale spíš označení kandidáta než záruka konkrétní velikosti či hmotnosti. Některé modely připouštějí objekty dramaticky těžší než protony či atomy, potenciálně až v makroskopičtějších hmotnostních oblastech. Takové kandidáty klasické experimenty nemusí hledat optimálně.

Právě tady má malý magnet výhodu. Sám má hmotnost v řádu miligramů, a je proto vhodnější k zachycení předané hybnosti od mnohem těžšího hypotetického návštěvníka než některé miniaturní kvantové senzory navržené pro jiné oblasti parametrů. Nejde tedy o konkurenci všem ostatním detektorům. Je to další druh sítě s jinak velkými oky.

Příště bude magnetů víc

Jedním z největších problémů experimentů citlivých na nepatrné síly je odlišit potenciální nový fyzikální signál od obyčejného světa. Budova vibruje. Zemí procházejí seismické vlny. Aparatura má vlastní šum. Přístroj může ovlivnit okolní elektromagnetické prostředí.

Tým proto plánuje magnet dále ochladit, prodloužit dobu měření a především použít několik levitujících magnetů současně. To je chytrý krok.

Pokud všechny magnety ve stejný okamžik poskočí podobným směrem, pravděpodobnější příčinou je vibrace aparatury. Pokud se jasný impuls objeví jen na jednom místě způsobem odpovídajícím průletu částice, situace začne být mnohem zajímavější.

Ani tak samozřejmě nebude jeden pohyb automaticky důkazem temné hmoty. Vyžadoval by další kontroly a nezávislé potvrzení. Ale experiment krásně ukazuje, jak zvláštně může vypadat hon na jednu z největších záhad kosmologie.

Nemusíte vždy postavit obří nádrž hluboko pod horou. Někdy stačí vzít objekt menší než zrnko rýže a udělat kolem něj takové ticho, aby si všiml téměř neexistujícího doteku.

_{MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT}

Temná energie: největší záhada dnešní fyziky a proč se vesmír rozpíná stále rychleji

30 000 SVĚTELNÝCH LET: Obří vlna se valí přes Mléčnou dráhu. Důkaz dávné galaktické srážky

Temná hmota možná neposlouchá jen gravitaci. Nový model fyzikům připravil překvapení

^{Zdroje: Kód Enigma [}¹^{], Rice University – Levitated magnet opens new frontier in search for ultraheavy dark matter [}²^{], Phys.org – Levitated magnet opens new frontier in search for ultraheavy dark matter [}³^{]. img ai generated}

Reklama

Další články z Kód Enigma

Varosha: U moře stojí prázdné hotely. Z někdejšího dovolenkového ráje se na desítky let stalo zakázané město, které dodnes připomíná město duchů

Lidské bestie: Rafael Trujillo si z Dominikánské republiky udělal vlastní majetek. V roce 1937 nechal povraždit tisíce Haiťanů

Jeho portréty visely ve veřejných budovách, hlavní město neslo jeho jméno a velká část klíčových podniků...

Psíma očima: Proč máme pocit, že nám pes rozumí lépe než naši blízcí? A co o nás skutečně pozná

Přijdete domů po mizerném dni a zatímco někdo z rodiny začne vysvětlovat, co jste měli udělat jinak, pes si...

Začnete manifestovat a najednou vidíte příležitosti všude. Co se při tom děje v mozku?

Několik dní si představujete novou práci a najednou se kolem vás objevují zajímavé nabídky. Opakujete si,...

Když se tahle želva narodila, Darwin plul kolem světa. Jonathan žije dodnes a vědci zkoumají proč

Jonathan se podle odhadu vylíhl kolem roku 1832, kdy Charles Darwin cestoval na lodi Beagle. Od té doby...

Tento článek byl publikován ze zdrojů Kód Enigma

KodEnigma.cz se věnuje zajímavostem napříč obory – od přírody a historie přes vědu, vesmír až po záhady a nečekané objevy. Články otevírají témata, která dokážou překvapit, inspirovat i přimět k zamyšlení. Silnou stránkou webu je pestrost – jednou narazíte na příběhy dávných civilizací, jindy na...

Všechny články tohoto autora →

Další články z kategorie Vesmír

Zobrazit více

Zajímavosti Věda Vesmír

Vybrali jsme pro vás Magazíny a zajímavosti

Portugalsko řeší Ronaldovu suspendaci. Cristiano čelí disciplinárnímu řízení

Portugalská fotbalová federace preventivně suspendovala Cristiana Ronalda a zahájila proti němu urgentní...

SportyŽivě

dnes, 23:13

4 min

Trenér Zbrojovky Svědík po porážce zuřil. Nahnuté to u něj mají Kaká a Klíma

Zbrojovka prohrála doma s Jabloncem 0:1 a trenér Martin Svědík po zápase veřejně pojmenoval dva hráče,...

SportyŽivě

dnes, 23:11

4 min

Poslední bitva v Evropě se vedla na Příbramsku: Němci bojovali čtyři dny po kapitulaci, jen aby nešli k Sovětům

Podpis kapitulace v Remeši nařídil Němcům složit zbraně. Jednotky generála Carla von Pückler-Burghausse se...

Magnet velikosti zrnka písku čeká na dotek temné hmoty. Poznal by pohyb menší než atom

Rozpaky u Motoristů. Macinkova dvojitá kandidatura nevyšla, propadli i další lídři

Týden podle hvězd: Co bylo pohodlné, začne být těsné. Některá znamení čeká překvapivé vystřízlivění

Kolik si vydělá český herec v divadle, v seriálu a ve filmu? Z částky vám spadne čelist

Módní bilance týdne: Od rudé róby Kostkové k podprsence s medvídky Toulové

Varosha: U moře stojí prázdné hotely. Z někdejšího dovolenkového ráje se na desítky let stalo zakázané město, které dodnes připomíná město duchů