Primitak hrvatske u CERN, Europsku organizaciju za nuklearna istraživanja, odnosno Europski laboratorij za fiziku čestica od velikog je značaja ne samo za znanstveni, nego i gospodarski razvitak zemlje. Posebice jer se tamošnji znanstvenici nemalo bave proučavanjem postanka svemira i odgovorima od čega se sastoji tamna tvar (ne zrači svjetlo niti ga reflektira), zašto se svemir ubrzano širi, koji zakoni fizike upravljaju njegovim razvojem… Bio je to povod i za razgovor s uglednim hrvatsko-švicarskim znanstvenikom, prof. dr. sc. Vukom Brigljevićem s Instituta Ruđer Bošković.
Profesore, što je(st) CERN ?
– Europska je to organizacija za nuklearna istraživanja, tj. Europski znanstveni laboratorij za fiziku čestica. Proučava temeljne strukture materije i osnovne fizikalne zakone svemira s pomoću akceleratora čestica gdje se ubrzavaju njihovi snopovi gotovo na brzinu svjetlosti od 300 tisuća kilometara u sekundi. Za svojevrsnu sliku sudara zadužene su digitalne kamere.
Najveći je danas postojeći akcelerator čestica upravo na CERN-u ?
– Da, radi se o Velikom hadronskom sudarivaču, tzv. LHC (od engleskog Large Hadron Collider) koji ovih dana završava svoju drugu fazu rada. Prve sudare snopa protona LHC je zabilježio krajem 2009. godine i od tada, do kraja 2012. godine, bio je tri godine u pogonu. Sakupio je za to vrijeme golemu količinu podataka, više od 10 milijardi snimljenih proton sudara. Iz tih smo podataka dobili brojne rezultate od kojih je, bez ikakve sumnje, najvažniji otkriće Higgsova bozona 2012. godine. Nakon toga je slijedila dvogodišnja pauza u radu akceleratora pa je to vrijeme iskorišteno za obradu količine snimljenih podataka. Ali ta je stanka posebice poslužila i za poboljšanje akceleratora kao i detektora.
Kad je ponovno počeo s radom?
– U pogon je Veliki hadronski sudarivač ponovno krenuo 2015. i omogućio nam je sudare još veće energije, sve do kraja sad već i ove godine. Osim veće energije, i intenzitet je snopa znakovito povećan još od prije tri ljeta. Do ove godine je sakupljena veća količina sudara nego na bilo kojem akceleratoru u povijesti do danas. Ovih dana upravo snimamo zadnje sudare te druge nam faze rada, iza koje slijedi opetovana nadogradnja te poboljšanje akceleratora i detektora. Te stanke su važne i predstavljaju intenzivne faze rada jer nam dopuštaju poboljšati akcelerator i detektore korištenjem novih tehnoloških rješenja o kojima bitno ovisi uspješnost budućih mjerenja.
Za laike, što je Higgsov bozon?
– Dulje smo se pitali što daje masu česticama i što ona jest, a mogući je odgovor pokazao Higgsov bozon, novootkrivena čestica uz koju bolje razumijemo razvoj svemira, posebice onog ranog, kratko nakon velikog praska. Zahvaljujući tom otkriću dobili smo još bolji uvid u temeljnu materijalnu strukturu našeg svemira i zakone koji upravljaju njegovim razvojem. Na jedan način bolje razumijemo zašto je svemir upravo takav kakav jest, a ne drukčiji. Primjerice, zašto su određeni procesi mogući, a drugi nisu. Tako, recimo, znamo da je fenomen fuzije koji se događa u srcu sunca i širi energiju bez koje ne možemo živjeti moguć pod ekstremnim uvjetima gustoće i temperature koji vladaju u njegovu središtu. Higgsov bozon je dio te slike i s njegovim otkrićem znamo da je točna. Bolje razumijevanje osnovnih fizikalnih zakona nam također dopušta bolje razumjeti razvoj svemira u cjelini, s posebnim naglaskom na razvoj ranog svemira kratko nakon velikog praska.
Stoji li tvrdnja da samo pet posto energije dolazi od tvari koje su nam poznate. Što je tamna tvar, odnosno tamna energija?
– Golema je količina nevidljive tvari u svim galaksijama i ona nosi više od 80 posto sveukupne im mase. Riječ je o tvari koja ne zrači svjetlo, ne reflektira ga i slabo – međudjeluje – s nama poznatim česticama. To je zapravo tamna tvar, sačinjena od nekih nam još nepoznatih elementarnih čestica i neopisanih u Standardnome modelu. Tamna energija je, pak, povezana s dinamikom cijelog svemira za koji pouzdano znamo da se širi, i to ubrzano. Jedina nama poznata sila koja djeluje na svemirskim skalama jest gravitacija, što je sila privlačenja, pa bi ona trebala kočiti širenje svemira i usporiti ga. Ali u igri je nama nerazumljivi dinamički princip, a ono što zovemo tamna energija jest izvor tog svemirskog ubrzavanja. Na temelju poznatih zakona fizike ne razumijemo još ni tamnu tvar ni tamnu energiju. O njihovu izvoru ima hipoteza, ali ne znamo je li ijedna od njih stvarno realizirana u prirodi i je li stvarno objašnjenje nešto drugo. Kako god, potraga za tamnom tvari jedan je od važnih, ako ne i glavni cilj daljnjeg rada na LHC-u. Dosad nismo ništa vidjeli, ali tragamo i dalje. Možda je nedovoljno prikupljenih podataka tog procesa stvaranja čestica tamne tvari.
Koliko je hrvatskih znanstvenika u CERN-u i što nam članstvo donosi?
– Pedesetak je hrvatskih znanstvenika, kao i onih iz dijaspore na različitim projektima na CERN-u. Osobno, više od petnaest godina radim na jednom od dva velika detektora na Velikom hadronskom sudarivaču, a vodim i grupu znanstvenika s Ruđera koji su u tom projektu. Kad je o primitku u CERN riječ, mogućnost nam je to edukacije i zapošljavanja studenata i mladih istraživača, jer to je i mjesto tehnoloških inovacija, nosi i boljitak za gospodarstvo i cijelo društvo, a ne samo za fizičare elementarnih čestica.
