S. Goldfarbas: jaučiu, kad CERN yra ant didžiulio atradimo slenksčio

Mokslas S. Goldfarbas: jaučiu, kad CERN yra ant didžiuli...

2017 m. Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacijai (CERN) bus itin darbingi. „Jaučiu, kad esame ant didžiulio atradimo slenksčio. Turint omeny visus CERN jau surinktus duomenis, žinau, kad greitai kažką atrasime. Esu įsitikinęs, kad ten mus nuves būtent Higgso bozonas. Išmatuota tamsioji medžiaga garantuotai reikštų Nobelio premiją neseniai mirusiai nuostabiajai Verai Rubin. Ir tai bus didžiulis žmonijos šuolis pirmyn“, – techo.lt pasakoja CERN dirbantis fizikas Stevenas Goldfarbas.

S. Goldfarbas į CERN atvyko, baigęs studijas Mičigano universitete. „Darbas CERN yra nuostabus. Pirmiausia, todėl, kad kasdien esu apsuptas žmonių, kurie yra protingesni už mane. Todėl kasdien išmokstu naujų dalykų. Be to, kasdien sutinku žmonių iš viso pasaulio, kurie mane praturtina savo socialinėmis ir kultūrinėmis patirtimis. Kai visus žmones „veža“ noras tirti ir sužinoti, darbo aplinka tampa labai išskirtine ir ypatinga. Mes kasdien griauname sienas ir plečiame žmogaus galimybių ribas. Žmonija gali progresuoti tik taip“, – teigia fizikas.

Mokslininko „darbo kabinetas“ – ATLAS eksperimentas. Ši milžiniška 7 tūkst. tonų sverianti laboratorija yra 100 m po Žemė. Tai – vienas esminių Didžiojo hadronų greitintuvo (LHC) taškų, kuriame įvyksta dalelių srauto susidūrimai.

Techo.lt paleidimo proga, pasikalbėjome su S. Goldfarbu apie CERN, dalelių fiziką ir tai, kodėl kiekvienam svarbu domėtis mokslu.

– Kaip visuomenei paaiškinate, kodėl svarbu domėtis tuo, kas vyksta CERN?

– Žmonės yra nuostabi rūšis. Mums natūralu daryti kažką, kas gerokai peržengia pagrindinių poreikių ribas. Taip, valgome, geriame, statome būstus, dauginamės. Bet be to mes dar ir tyrinėjame. Investuojame daug laiko tam, kad ištirtume mus supantį pasaulį, suprastume, kas dedasi aplink. Kitais žodžiais tai dar vadinama menu ir mokslu. Taip stengdamiesi, surandame sprendimus problemoms, su kuriomis dar net nesusidūrėme, suteikdami šansą išgyventi ateities kartoms. Tai žmogui yra tiesiog gyvybiškai svarbu.

Poreikis tirti ir pažinti yra akivaizdus, žinant žmonijos istoriją. Medžiagų tyrinėjimai sudėjo pagrindus periodinei elementų lentelei ir chemijai, o kartu ir pramonės revoliucijai. Žvaigždžių ir planetų tyrinėjimas virto astronomija, kosmoso kelionėmis ir suvokimu, kur yra mūsų Žemė toje neaprėpiamoje Visatoje. Tai mus šiek tiek pažemino, bet kartu ir privertė suprasti, kad privalome rūpintis savo planeta.

Mūsų siekis surasti būdą, kaip dalintis surinkta moksline informacija tarp CERN ir kitų pasaulio mokslo institucijų, sudėjo pamatus saityno (angl. world wide web, WWW) atsiradimui ir sukėlė tikrą komunikacijos revoliuciją.

CERN bandome surasti atsakymus į pačius pagrindinius egzistencijos klausimus. Tuos, kurie mums neduoda ramybės nuo neatmenamų laikų. Kodėl čia esame? Iš ko mes sudaryti? Iš kur čia atkeliavome? Kur keliaujame? Galbūt neatsakysime į visus klausimus, bet bent jau pajudėsime atsakymų link. Kartu kuriame įrankius ateities kartoms.

Šiuo metu CERN daugiausiai dėmesio skiriame keliems pagrindiniams klausimams:

– Kas sudaro medžiagas ir kokios jėgos nulemia jų sąveikas

– Kas yra tamsioji medžiaga, kuri yra dominuojanti medžiagos forma Visatoje, bet iki šiol nėra aptikta

– Kokios yra antimaterijos savybės ir kodėl ji išnyko tarp Didžiojo sprogimo ir dabarties

– Ką gravitacija veikia elementariųjų dalelių pasaulyje ir kodėl, palyginti su kitomis jėgomis, ji yra tokia silpna

Tam naudojame daug įrankių, tarp kurių yra ir dalelių greitintuvai, itin jautrūs detektoriai, elektronika ir pan. Visais čia sukurtais dalykais dalinamės su pasauliu. CERN mokslininkų darbo rezultatai kartais nėra pastebimi, bet indėlis akivaizdus: pradedant magnetinio rezonanso aparatais, baigiant „iPhone“ ir Saulės baterijomis.

Dar vienas svarbus dalykas, ką darome, yra tarptautinis bendradarbiavimas. CERN buvo įkurtas po II pasaulinio karo. Pagrindinis organizacijos siekis tuomet buvo suvienyti mokslininkus iš karo nuniokotų valstybių, kad jie kartu dirbtų tyrimuose. Ir CERN tai padaryti pavyko. Dabar organizacija vienija 100 pasaulio valstybių. Tai yra nuostabus pavyzdys, kaip galima suvienyti žmones kartu dirbti gražiems tikslams, peržengiant politikos ir principų ribas. Tokia yra pamoka, kurią pasauliui reikia išmokti labiau negu bet kada iki šiol.

– Pataisykite mane, jeigu klystu, bet dažniausiai fundamentinių tyrimų rezultatą labai sunku nuspėti. Nepaisant to, jis visada yra gaunamas. Galbūt todėl žmonėms kartais sunku paaiškinti, kodėl būtina investuoti į tokius tyrimus?

– Taip, tikra tiesa, kad negalime nuspėti rezultato. Jeigu galėtume, nereikėtų jokių laboratorijų. Teorinės fizikos ekspertai CERN ir visame pasaulyje pateikia mums įvairius spėjimus, kuriuos čia patikriname. Tam naudojame geriausias ir labiausiai pažangiausias technologijas. Jeigu surenkame informacijos, kad tam tikra teorija yra neteisinga, pamirštame ją ir judame toliau. Jeigu manęs kas paklaustų, sakyčiau, kad iš šio principo galėtų pasimokyti ir pasaulio lyderiai.

Manau, gana sunku paaiškinti mūsų tyrimų sudėtingumą. Tiriame pasaulį, kuris nuo mūsų kasdienybės skiriasi radikaliai. Tas pasaulis yra nepaprastai mažas ir nepaprastai greitas. Šiame pasaulyje naudojame kvantinę mechaniką ir reliatyvumą. Šie dalykai nėra kažkas, su kuo susiduriame „normaliame“ gyvenime, todėl paaiškinti visuomenei yra sunku.

Visi žinome, kad Žemė yra apvali. Tačiau kai kam ir plokščios Žemės teorija atrodo priimtina. Pavyzdžiui, statybininkas, statantis namą, gali galvoti, kad Žemė yra plokščia ir jis dėl to neturės jokių problemų. Tačiau moksle viskas yra kitaip. Jeigu norime skristi į kosmosą, tirti kitas planetas, žvaigždes, negalime teigti, kad mūsų planeta yra plokščia. Žmonės šimtus metų rinko informaciją, kuri paneigia tokias teorijas. Tas pats ir su klimato kaita. Galbūt kasdieniame gyvenime ne visi pastebi globalinio atšilimo pasekmės, nes jis vyksta kur kas didesniu mastu.

Todėl skaičiavimai, kurie apibūdina kvantinę mechaniką ir reliatyvumą, gali pasirodyti sunkiai suprantami. Tačiau neabejoju, kad rezultatus tikrai gali suprasti visi, jeigu skirs bent šiek tiek laiko įsigilinimui.

– Kalbate apie asmeninę žmogaus savišvietą. Manau, čia didelę įtaką turi ir valstybė, kuri turėtų skatinti žmones šviestis, o mokslininkus – bendrauti su visuomene. Ar sutinkate?

Mano nuomone, abu dalykai yra vienodai svarbūs. Mums, mokslininkams, reikia valstybės paramos, kad gautume reikiamus resursus atlikti savo tyrimams. Valstybė turėtų formuoti žingeidžios ir pažengusios visuomenės modelį, taip skatindama mokslinius tyrimus ir investicijas į juos.

Mokslininkų vaidmuo taip pat esminis. Mes privalome apšviesti valdžią, kokia svarbi yra mokslinių metodų reikšmė, kaip juos galima pritaikyti ir politiniuose modeliuose. Turime įrodyti, kad reikia pasikliauti tiksliais skaičiavimais ir faktais, o ne asmeniniais įsitikinimais ir principais. Deja, bent jau kol kas pasaulio lyderiai atsisako to klausytis.

Todėl mokslininkai turi patys šviesti visuomenę, paaiškindami mokslo naudą ir prašydami žmonių spausti valdžią, kad mokslui būtų suteikiamas prioritetas. Tai – naudinga visiems. Valdžios, kurios neremia savo mokslininkų, negalvoja apie ateities kartas.

– Grįžkime prie CERN. Kokie organizacijos planai 2017?

– Kaip tik neseniai CERN mokslininkai planus aptarė su organizacijos vadove Fabiola Gianotti.

Kalbant apie Didįjį hadronų greitintuvą (LHC), tęsime 13 TeV energijos protonų susidūrimus rinksime informaciją tolimesniems tyrimams. Geriausias įrankis, kurį galime naudoti, norėdami peržengti dabartinio Visatos modelio ribas, yra Higgso bozonas. Kiekvienam Higgso bozonui surasti reikia trilijono dalelių susidūrimų. Prireiks nemažai laiko. Higgso bozonas sąveikauja su visomis didžiosiomis masę turinčiomis dalelėmis, tai panaudosime, norėdami sužinoti, ar yra dalelių, kurių dar nesame atradę. Kaip, pavyzdžiui, dalelių, kurios sudaro tamsiąją medžiagą.

Kartu ruošiamės ir LHC uždarymui 2019 m., kurio metu atnaujinsime daug technologijų. Kai vėl įjungsime LHC, jame bus galima įvykdyti dar daugiau susidūrimų per sekundę negu dabar. Tam reikia jautresnių detektorių, greitesnės elektronikos ir geresnių kompiuterių. Išjungimo metu bus gerokai atnaujinta ir ATLAS laboratorija.

Noriu pabrėžti, kad CERN nėra tik LHC. Antiprotonų eksperimentai šiemet vyks itin aktyviai. 2016 m. pabaigoje ALPHA laboratorijoje buvo atlikti pirmieji antivandenilio spektro matavimai. Paprasčiau tariant, bandome suprasti antimateriją. ISOLDE laboratorijoje bus toliau tyrinėjami itin reti izotopai, kurie ateityje bus naudojami medicinoje. Taip pat bus plečiama ir neutrinų programa, kurioje CERN glaudžiai bendradarbiauja su JAV mokslo institutais.

– Ko jūs labiausiai laukiate 2017 m.?

– Mane labiausiai džiugina LHC. Jaučiu, kad esame ant didžiulio atradimo slenkščio. Turint omeny visus CERN jau surinktus duomenis, žinau, kad greitai kažką atrasime. Esu įsitikinęs, kad ten mus nuves būtent Higgso bozonas. Išmatuota tamsioji medžiaga garantuotai reikš Nobelio premiją neseniai mirusiai nuostabiąjai Verai Rubin. Ir tai bus didžiulis žmonijos šuolis pirmyn.

– Kaip manote, ar CERN kada nors pasieks savo galimybių ribas? Jeigu taip, kada tai gali nutikti?

– Sunku pasakyti. Kai kurie mano, kad LHC energija gali būti tas limitas. Bet mes šiuo metu kuriame planus pastatyti dar didesnį greitintuvą, kurio ilgis siektų 100 km. Taip pat svarstome galimybes pasitelkti ir linijinius greitintuvus, jais matuosime CERN padarytų skaičiavimų tikslumą. Be to, AWAKE programa ieško būdų, kaip pasiekti aukštas energijas, naudojant mažesnius ir pigesnius greitintuvus.

Manau, vienintelis CERN limitas yra surištas su politine valia, kurios dažnai pasigendame. Ir dėl jos privalome kovoti. Žemė yra maža ir kasdien vis darosi mažesnė, turime visi dirbti kartu, kad užtikrintume ateities kartų išgyvenimą.

Beje, nenoriu skambėti taip, tarsi vienintelis CERN tai gali padaryti. Pasaulyje yra daug vietų, kur vyksta itin svarbūs tamsiosios medžiagos, neutrinų, šviesos šaltinių, astronominiai tyrimai. Čia svarbiausia, kad visi dirbtume kartu.

Techo naujienos į Jūsų el. pašo dėžutę: