Snažím se vysvětlit počátky vesmíru, říká mladá česká vědkyně

Kolik toho o vesmíru pořád nevíme?

Hodně. Nevíme, jak vypadá, jak se rozpíná, co je temná hmota, co je temná energie. Ale specificky, co se týká mého studia, nevíme, proč vesmír pořád existuje. Respektive proč vypadá, jak vypadá. Proč jsme obklopeni hmotou a není tady téměř žádná antihmota. Existuje teorie velkého třesku, která předpokládá, že po něm bylo stejně hmoty a antihmoty. Ve sci-fi filmech vidíme, že když člověk sáhne na antihmotu, ta se najednou vypaří a vznikne jen energie. Tak nějak to i skutečně funguje, když se potká hmota s antihmotou – vzájemně se anihilují. Jakoby se požerou a zůstane energie. Muselo se tedy něco stát, co překlopilo váhy na stranu hmoty. Odpovědí by právě mohla být neutrina, která studuji.

Jak váš výzkum vypadá?

Víceméně se v laboratoři snažíme vytvořit podobné prostředí, jaké vzniklo několik sekund nebo minut po velkém třesku. Relativně dobře chápeme, co se stalo v první vteřině, kdy se ustálily fyzikální zákony a podobně. Ale potom už je to relativně chaos. Víme, že vznikly nějaké základní částice jako elektrony, neutrina nebo kvarky a asi v první desetitisícině sekundy protony a neutrony. Vesmír byl hned po velkém třesku tak horký, že všechny částice měly obrovskou energii a hodně se srážely. Ale jinak než teď. To se snažíme napodobit pomocí urychlovačů částic. Díky nim vytvoříme částice pohybující se téměř rychlostí světla, které potom srazíme – a tím imitujeme, co se dělo po velkém třesku.

Co vlastně jsou neutrina a jak vypadají?

Je těžké si to představit, ale neutrina jsou všude kolem nás. Třeba článkem prstu za sekundu projde sto miliard neutrin, protože je neustále produkuje Slunce. My ale vlastně vůbec nevíme, že kolem nás jsou, protože jsou takzvaně antisociální a nerada s čímkoliv interagují. To je na nich hodně zajímavé. A zároveň jsou hodně jiná než všechny ostatní základní částice, které známe.

Proč jsou antisociální?

Jsou neutrální, takže elektromagneticky neinteragují. Zároveň jsou strašně malinká a lehká. Jejich hmotnost je tak malá, že původně jsme předpokládali, že ji ani nemají. Pak jsme zjistili, že mají. Sice přesně nevíme jakou, ale víme, že je tak malá, že ji musí získávat nějakým jiným procesem. To je taky jeden z důvodů, proč tak neinteragují.

Co by konkrétně váš výzkum mohl v blízké době odhalit?

Pro neutrina je teď docela zajímavá doba. Inovovalo se plno experimentů, které běžely dlouhé roky. V dalších pěti deseti letech budeme dostávat i data z nových experimentů. Myslíme si, že neutrina mají tři druhy hmotnosti, a my chceme vědět, která jsou lehčí a která těžší. Takže chceme zjistit relativní hmotnosti neutrin. A taky odpovědět na otázku, proč vesmír vypadá, jak vypadá. Jestli se neutrina a jejich antičástice – antineutrina – chovají stejně, když se pohybují časoprostorem. Asi před deseti lety vědci zjistili, a byla za to i Nobelova cena, že když se neutrina pohybují časoprostorem, mění se z jednoho druhu na druhý. Kdyby to bylo jiné pro neutrina a antineutrina, mohlo by to vysvětlit převážení těch vah po velkém třesku.

Prostě jsem to zkusila

Věděla jste od začátku, řekněme od základní školy, že chcete studovat fyziku a počátky vesmíru?

Na základní škole jsem asi chtěla být matematičkou, pak k tomu přibyly fyzika a chemie. Bavila mě praktická část v laboratoři, kdy člověk vidí, co, jak a proč funguje. Bakaláře i magistra jsem dělala z chemie i fyziky, protože jsem si nemohla vybrat. Ale nakonec převážila neutrina. K částicové fyzice jsem celkově asi tíhla už relativně dlouho. Když jsem vycházela základní školu a šla na střední, objevili v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN) subatomární částici Higgsův boson. (Byla posledním chybějícím článkem ve standardním modelu částicové fyziky, který popisuje základní stavební kameny vesmíru. „Božská částice“ vysvětluje, jak získaly ostatní částice hmotnost. – pozn. red.) To bylo poprvé, kdy jsem slyšela o Cernu a o tom, že můžete studovat tyhle částice – a přišlo mi to strašně cool.