Cern / »Kar sledi, bo znanstvena fantastika«

Slovenski znanstvenik Andrej Gorišek iz Cerna o naslednji veliki stvari in dejstvu, da je radovednost človeštvo vedno držala pokonci

Andrej Gorišek je eden od slovenskih znanstvenikov v Cernu, kjer raziskuje na eksperimentu Atlas. Sodeloval je pri odkritju Higgsovega bozona, sodeluje pa tudi pri nadgradnji detektorja, ki bo desetkrat zmogljivejši od trenutnega, zato si od njega veliko obeta. Marca bo prevzel eno vodilnih mest v Atlasu, saj bo postal koordinator vodenja detektorja.

Andrej Gorišek je raziskovalec na Institutu Jožef Stefan (IJS), ki se je evropski organizaciji za jedrske raziskave (Cern) pridružil pred skoraj 20 leti po doktoratu na eksperimentu DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) v Hamburgu leta 2003. Kot je povedal v pogovoru za STA, je njegova zgodba nekoliko posebna, saj je odločitev, da bo postal fizik osnovnih delcev, sprejel že v sedmem razredu osnovne šole.

V Cernu sodeluje pri eksperimentu Atlas, največjem od štirih detektorjev na velikem hadronskem trkalniku (LHC), s ciljem razvozlanja skrivnosti najmanjših delcev in s tem našega vesolja in obstoja. V središče detektorja namreč trkajo žarki protonov iz LHC in pri tem ustvarjajo pogoje pri katerih lahko nastanejo novi delci, ki potem zapadejo, njihovi produkti pa letijo v vse smeri. "Iz teh črepinj rekonstruiramo, kateri delci so zares nastali," je pojasnil Gorišek.

"Malo se veselim, malo pa me je strah, saj je to velika odgovornost. Zadolžen bom za to, da bo naš eksperiment Atlas nemoteno obratoval 24 ur na dan, sedem dni na teden. Hvala bogu nisem sam, sva ekipa dveh. Prvo leto bom imel funkcijo namestnika, ki bo skrbel za obratovanje Atlasa, drugo leto pa bomo v kolaboracijo izvolili novega, ki bo prevzel vlogo mojega namestnika."

Dolga zgodovina sodelovanja s Cernom

Slovenski znanstveniki imajo dolgo in tesno zgodovino sodelovanja s Cernom. Prvi zametki sodelovanja segajo že v sedemdeseta leta prejšnjega stoletja, konec osemdesetih pa je bil podpisan tudi sporazum o sodelovanju. Danes v Cernu sodeluje približno polovica slovenskih fizikov delcev, druga polovica pa raziskuje na pospeševalniku delcev v japonski Tsukubi na eksperimentih Belle in Belle II, je pojasnil Gorišek. Čeprav lahko raziskovalci prihajajo z različnih univerz po Sloveniji, je njihova skupna točka sodelovanja Odsek za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev na Institutu Jožefa Štefana.

"Malo se veselim, malo pa me je strah, saj je to velika odgovornost. Zadolžen bom za to, da bo naš eksperiment Atlas nemoteno obratoval 24 ur na dan, sedem dni na teden. Hvala bogu nisem sam, sva ekipa dveh. Prvo leto bom imel funkcijo namestnika, ki bo skrbel za obratovanje Atlasa, drugo leto pa bomo v kolaboracijo izvolili novega, ki bo prevzel vlogo mojega namestnika."

Andrej Gorišek,
slovenski znanstvenik

Postati avtor člankov kolaboracije Atlas po besedah Goriška sicer ni lahko, "to si je treba prislužiti". "Ko se včlaniš v kolaboracijo, moraš najprej narediti t.i. kvalifikacijsko zadolžitev, kar pomeni, da moraš približno eno leto žrtvovati za to, da polovico svojega časa posvetiš neki nalogi, ki ni del tvoja rednega dela oziroma doktorskega dela, je pa nujno potrebna za kolaboracijo."

Slovenska skupina raziskovalcev je v Cernu ugledna in pomembna, s svojim znanjem so po besedah Goriška prispevali k razvoju mnogih sodobnih detektorjev iz silicija in diamanta, močni so na področju računalništva, udeleženi pa so tudi pri več fizikalnih analizah. "Iščemo nove reakcije, ki še nikoli niso bile videne. Trenutno preučujemo, ali obstaja dvojno nabiti Higgsov bozon. S tem vprašanjem se ukvarja večina naših doktorskih študentov."

"Če ga bomo našli, bomo seveda dobili "Nobelovo nagrado", ampak mislim, da tega verjetno ne bomo videli, bomo pa povečali mejo, do katere bomo lahko obstoj takega delca izključili".

Vzdušje velikega pričakovanja

Gorišek se dobro spominja obdobja izpred 12 let, ko so v Atlasu skupaj s "sestrskim" eksperimentom odkrili Higgsov bozon, za katerega se je v javnosti razširilo ime božji delec. Ta je namreč predstavljal manjkajoči del standardnega modela, na katerem danes temelji naše sedanje razumevanje osnovnih delcev in sil narave.

"To je bilo vzdušje velikega pričakovanja. Po hodnikih se je že prej govorilo, da imamo dovolj signala, da lahko potrdimo obstoj Higgsovega bozona, a te informacije smo v tisti točki poskušali ohraniti tajne. Šele ko smo prišli do meje, ki velja, da lahko rečemo, da je nekaj potrjeno, pa smo to z veseljem naznanili celemu svetu."

Čeprav se je zdelo, da je z velikim odkritjem Higgsovega bozona Cernov LHC izpolnil svoj namen, se raziskave še zdaleč niso ustavile, je poudaril Gorišek. "Veliko je še nejasnega. Vemo namreč, da je svetla snov, kot jo poznamo, samo majhen delček našega vesolja, veliko pa je tudi temne snovi, ki bi jo morda lahko detektirali celo na eksperimentu Atlas."

"Po drugi strani pa je zelo zanimiva tudi spektroskopija in odkrivanje lastnosti Higgsovega bozona, ki jih še ne poznamo. Zanimivo bi bilo denimo videti interakcijo Higgsovega bozona z drugim Higgsovim bozonom."

"Težko je reči, kaj bomo videli, dokler ne bomo tja pogledali. Na nek način se podajamo v neznano. Presenečenja so lahko za vsakim vogalom."

Nadgradnja detektorja

Nove odgovore bo morda omogočila načrtovana nadgradnja pospeševalnika LHC. "To bo naslednja velika stvar v Cernu," je dejal Gorišek. Trenutno tam namreč poteka tretje obdobje zajemanja podatkov, ki bo trajalo še dve nadaljnji leti, nato pa sledi težko pričakovana nadgradnja.

"Stvari, ki se sedaj ne vidijo dobro, bi s tako količino podatkov morale postati bolje vidne. To je podobno, kot če primerjate fotografiji, eni narejeni s slabo osvetlitvijo, drugi pa z dobro. Na slabo osvetljeni ne vidite dobro, kaj je na njej, na fotografiji z boljšo osvetlitvijo, pa boste dobili zelo jasno sliko. Kaj točno se bo pokazalo, pa ne vemo vnaprej."

Andrej Gorišek

Del tega procesa je tudi nadgradnja detektorjev, pri kateri vzporedno s svojimi raziskavami sodelujejo tudi Gorišek in njegovi drugi slovenski kolegi. Namen nadgradnje je, da bo detektor naslednjih 10 let svojega delovanja sposoben obratovati pod 10-krat bolj zahtevnimi pogoji, je pojasnil.

"Notranji detektor bomo zamenjali z detektorjem, ki je manj dovzeten za radiacijske poškodbe in bolj segmentiran. Osnovne celice v središču bodo manjše, da bo lažje ločiti posamezne sledi delcev med sabo. Na ta način bomo lahko v istem časovnem obdobju zaznali desetkrat več dogodkov, kar pomeni, da bomo v enem letu dobili takšno statistiko, kot smo jo sedaj dobili v 10 letih, v 10 letih pa toliko kot bi jo s trenutnim pospeševalnikom v stotih. Od tega si obetamo zelo veliko."

"Stvari, ki se sedaj ne vidijo dobro, bi s tako količino podatkov morale postati bolje vidne. To je podobno, kot če primerjate fotografiji, eni narejeni s slabo osvetlitvijo, drugi pa z dobro. Na slabo osvetljeni ne vidite dobro, kaj je na njej, na fotografiji z boljšo osvetlitvijo, pa boste dobili zelo jasno sliko. Kaj točno se bo pokazalo, pa ne vemo vnaprej."

Znanstvena fantastika

Kot je pojasnil Gorišek, bo naslednjih 15 let LHC še vedno aktualen. "Kar sledi, pa bo znanstvena fantastika". V Cernu namreč v prihodnjih desetletjih načrtujejo izgradnjo novega pospeševalnika naslednje generacije, zmogljivejši supertrkalnik Future Circual Collider (FCC), ki bo nadomestil LHC.

FCC naj bi bil skoraj štirikrat večji od obstoječega in bi imel lahko tudi sedemkrat večjo energijo trkov. "Čeprav je sigurno zanimiv in upam, da bo do izvedbe dejansko prišlo, je to odvisno od financiranja, saj bo ta projekt mnogo dražji," poudarja Gorišek. Vrednost projekta se namreč trenutno giblje okoli 21 milijard evrov.

70. obletnica delovanja Cerna

V Cernu bo letos vse v znamenju velikega jubileja organizacije - 70. obletnice delovanja, ki jo bodo pospremili z različnimi dogodki. Obletnico bodo obeležili tudi v Sloveniji, kamor bo junija iz Cerna pripotovala potujoča razstava.

V Cernu je sicer po besedah Goriška vedno prijetno vzdušje, pa tudi javnost ima v povprečju zelo dobro mnenje o Cernu. "Nisem še opazil zelo negativnega mnenja. Pogost je le komentar, da to veliko stane. Seveda stane, ampak mislim, da smo bili ljudje od nekdaj radovedni, zanima nas, od kod in zakaj ljudje izhajamo, pa tudi, zakaj naš standardni model drži in na kateri točki pade, kje so luknje in kaj obstaja onkraj tega in na nek način bo to ostalo za vedno. Ta radovednost je človeštvo vedno držala pokonci in to bo ostalo. Ali si bomo kot človeštvo to lahko privoščili ali ne, pa se mora odločiti nekdo drug. Jaz sem za."

eSFAnNl3RkE