Koja stvar na Zemlji je najbrža?

Čestice iz svemira neprestano jure na Zemlju. Međutim, koja je najbrža?

Lansiranje svemirske letelice, jurnjava trkačkog automobila po stazi, gepard ustremljen na plen – naša planeta je puna velikih brzina.

Međutim, koja stvar je najbrža na Zemlji? Odgovor zavisi od toga kako definišete „stvar“ i „na Zemlji“. I glavni kandidati – neutrini i fotoni – nisu vidljivi golim okom.

Preporučujemo

Čini se da je najočigledniji odgovor – svetlost. U vakuumu svetlost putuje brzinom od otprilike 300.000 kilometara u sekundi. Ništa u univerzumu što nam je poznato ne može da premaši tu brzinu, piše Live Science.

Da li je svetlost stvar? Fizičari se oko toga ne slažu potpuno. Neki kažu da nije, pošto svetlost nema masu. Drugi kažu da jeste – zbog neobičnosti kvantne mehanike, svetlost je istovremeno i talas i čestica. A većina fizičara se slaže da čestice jesu stvari.

U svemirskom vakuumu, te čestice, zvane fotoni, jesu najbrže stvari, kaže Džon Metjuz, fizičar sa Univerziteta Jute.

Na Zemlji, pak, malo je komplikovanije, ukoliko niste u vakuumskoj komori. Kad udari u Zemljinu atmosferu, foton malo uspori. I tada bi, u odgovarajućim okolnostima, mogao imati izvesnu konkurenciju. To je zato što atmosfera ne usporava sve čestice.

Metjuz je deo tima koji je detektovao nekoliko vrlo brzih čestica iz kosmičkih zraka ultravisoke energije, kiše subatomskih čestica koje padaju na Zemlju iz svemira. Jednu od tih čestica, nazvanu „O moj bože čestica“, detektovale su njegove kolege 1991, iz kosmičkog zraka sa dosad najvišom energijom.

Čestice poput tih počinju krajnje blizu brzini svetlosti u vakuumu. Međutim, kad udare u Zemljinu atmosferu – samo nastave da jure napred. Tako da premašuju brzinu svetlosti u atmosferi.

„O moj bože“ čestice su među najbržim stvarima sa masom na Zemlji, ali nisu na samom vrhu. Tu poziciju zauzima neutrino.

„O moj bože“ čestica je verovatno proton ili barem nalik protonu – prilično masivna u rangu subatomskih čestica. Masa neutrina je barem 10 milijardi puta manja od mase protona, tako da zahvaljujući osnovnim zakonima fizike može da putuje još brže sa istom količinom energije.

Međutim, iako neutrino može, u teoriji, da bude vrlo brz, prilično ga je teško naći u praksi.

U dugoročnom eksperimentu na Južnom polu – prikladno nazvanom „Ledena kocka“ – fizičari su postavili detektore u blok leda od jednog kubnog kilometra radi pronalaženja visokoenergetskih nautrina. U ledu, neutrino sa dovoljno energije može da putuje brže od svetlosti.

Kad se taj visokoenergetski neutrino sudari sa jezgrom nekog atoma u ledu, može da proizvede naelektrisane subatomske čestice koje takođe putuju brže nego svetlost. Te čestice emituju bljesak svetlosti poznat kao Čerenkovljevo zračenje, pa se neutrino može indirektno detektovati. Godine 2016, detektovan je neutrino sa najvišom energijom.

Koliko znamo, to su najbrže poznate čestice, kaže Bil Luis, fizičar iz Nacionalne laboratorije Los Alamos. Nijedna čestica sa masom ne može dostići brzinu svetlosti u vakuumu, ali ako je vrlo lagana i ima mnogo energije može doći vrlo blizu.

Koliko blizu? Radi preciznosti, Džastin Vandenbruk, fizičar sa Univerziteta Viskonsin-Medison, voli da razmišlja u devetkama. Nešto sa 99,99% brzine svetlosti imalo bi četiri devetke. Superbrzi neutrino detektovan 2016. imao bi 33 devetke. „O moj bože“ čestica imala bi između 20 i 24 devetki. Ova čestica je imala više energije, ali je takođe bila mnogo masivnija.

Poređenja radi, najveće brzine čestica u akceleratorima ljudske proizvodnje kao što je Veliki hadronski sudarač imale bi samo sedam devetki.

U međuvremenu, ove rekordno brze čestice su proizvedene u prirodnim akceleratorima u kosmosu. Ne znamo kako rade, ali nam pokazuju koliko je priroda veličanstvena u poređenju sa ljudima.

(Telegraf Nauka/Live Science)