ELEARNING.SK | PR SPRÁVY | GSGROUP | NAJDES.SK | BRIGÁDY, PRÁCA | GLOBALOFFICE.SK | REGISTRAČNÉ VIRTUÁlNE SÍDLO FIRMY | MINCE | CMS | ESHOP | TESTIVA
Prihlásenie:
>Staňte sa redaktorom eQuark.sk

eQuark.sk

Anketa

Ak by ste o tom mohli rozhodnúť práve vy, zaradili by ste Pluto opäť medzi planéty?

Quark

Chceme nájsť niečo, o čom nič nevieme

7.7.2010 08:26:37 | * q
| Počet zobrazení: 3805x

Hovoríme s prof. RNDr. Branislavom Sitárom, DrSc., viceprezidentom Rady Európskej organizácie pre jadrový výskum (CERN), profesorom na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave

 

Európska organizácia pre jadrový výskum (CERN) jeorganizácia pre základný a aplikovaný výskum najmä v oblasti časticovej fyziky. Známa je najmä tým, že je najväčším laboratóriom časticovej fyziky na svete a predstavuje špičku v oblasti výskumu najjemnejšej štruktúry hmoty. Nachádza sa na švajčiarsko-francúzskej hranici, severozápadne od Ženevy. CERN vznikol 29. septembra 1954 dohodou dvanástich členských štátov. Dnes ich má 20. Slovensko je členským štátom od roku 1993, predtým krátko (v roku 1992) ako súčasť ČSFR.

V akých orgánoch CERN pôsobíte?  

V rokoch 1993 až 1996 som bol členom Finančného výboru, od roku 1996 doteraz, s jednou prestávkou, som členom Rady CERN.

Čo sa od vášho prvého stretnutia s CERN zmenilo a čo sa dosiahlo? 

Prvýkrát som bol v CERN v roku 1975 ako mladý fyzik. Už vtedy ma očarila atmosféra spolupráce a nadšenie pre fyziku, ktoré tam vládlo. Odvtedy je mojou srdcovou záležitosťou. Už vtedy bol CERN najväčšie európske laboratórium časticovej fyziky a jedno z najväčších laboratórií na svete. V ďalších rokoch vyrástol a zmohutnel, hlavne vybudovaním najväčších urýchľovačov na svete s obvodom 27 km LEP a neskôr LHC. Teraz sa z CERN stalo najväčšie svetové laboratórium, pričom na jeho výskume sa podieľa 10-tisíc vedcov a inžinierov z celého sveta. Treba dodať, že je tam nielen najväčší urýchľovač, ale sú tam aj najväčšie a najzložitejšie experimentálne zariadenia: ATLAS, CMS, ALICE.

Najnovšie sa CERN spája s veľkým hadrónovým urýchľovačom častíc (LHC). Priblížte jeho konštrukciu a význam. 

Veľký hadrónový urýchľovač – zrážač LHC je zariadenie dlhé 27 km, ktoré sa nachádza v kruhovom tuneli 100 metrov pod zemou. V supravodivých magnetoch s magnetickým poľom do 9 tesla sú dve trubice s priemerom okolo 3 cm, v ktorých v opačných smeroch lietajú protóny s energiou do 7 TeV (teraelektrónvoltov = tisíc miliárd elektrónvoltov). Na štyroch miestach, nazvaných interakčný bod, sa zväzky protónov pretínajú a tam dochádza k protón-protónovým (p-p) interakciám pri energii 2 x 7 TeV, ktoré na LHC chceme študovať. Okolo interakčných bodov sú postavené štyri experimenty: ATLAS, CMS, ALICE a LHC-b. Tri sú zamerané na štúdium p-p interakcií, ALICE je určený na štúdium interakcií jadro-jadro, keďže v LHC sa budú urýchľovať aj ťažké jadrá až po urán.

Štart urýchľovača LHC v septembri 2008 museli odložiť pre poruchu. Čo sa stalo a ako dopadla oprava? 

Veľký hadrónový urýchľovač je najväčší a najkomplikovanejší stroj na svete. Používa sa v ňom technológia supravodivých magnetov v nezvyčajne veľkom rozsahu. Napríklad spotreboval viac ako polovicu svetovej produkcie supravodivých káblov. Teplota vnútri magnetov je v objeme niekoľko tisíc kubických metrov nižšia ako vo vesmíre – len 1,9 stupňa nad absolútnou nulou. V magnetoch sa používa extrémne vysoké magnetické pole 9 tesla a tečú v nich obrovské prúdy až do 12-tisíc ampérov. Tieto technologické riešenia prinášajú aj veľké problémy. Prúd 12-tisíc ampérov môže tiecť len v supravodivom kábli pri nízkej teplote. Ak sa teplota len nepatrne zvýši, kábel preskočí do normálneho stavu (tzv. quench) a nie je schopný viesť také veľké prúdy. Preto sa medzi magnetmi nachádzajú normálne vodivé káble s veľkým prierezom, ktoré však musia mať tiež veľmi nízky odpor. Porucha na jeseň 2008 vznikla pri testovaní, pri prechode supravodiča do normálneho stavu s tým, že jeden z 10-tisíc spojov medzi magnetmi mal vyšší odpor a začal sa pod vysokým prúdom taviť. V tomto prípade sme mali na LHC naozaj smolu, pretože sa stalo za sebou niekoľko zlých udalostí. Z roztaveného kábla sa vytvoril elektrický oblúk, ktorý smeroval práve na magnet, prepálil silný obal magnetu (tzv. kryostat), a tak zohrial kvapalné hélium v jeho vnútri, až sa začalo prudko vyparovať. Plynné hélium vybuchlo a tlaková vlna posunula 30-tonové magnety v dĺžke 700 metrov. Našťastie sa nikomu nič nestalo, keďže LHC pracuje na diaľkové ovládanie a v tuneli sa počas jeho práce ľudia nenachádzajú. Muselo sa vybrať na povrch a opraviť 53 magnetov. Oprava trvala jeden rok, pretože sa do LHC zabudovalo množstvo nových monitorovacích a ochranných zariadení, aby sa takéto poruchy už nestali. Po oprave LHC znovu uviedli do činnosti 23. novembra 2009 a po krátkom čase sa dosiahla rekordná energia 2,36 TeV v ťažisku interakčného bodu. Medzitým 19. marca 2010 bola dosiahnutá nová rekordná hodnota 2 x 3,5 TeV a teraz sa začínajú študovať interakcie pri 7 TeV.

Dosiahol sa už maximálny výkon urýchľovača LHC. Aké vedecké experimenty sa na ňom začali robiť? 

Maximálna energia 14 TeV sa dosiahne na LHC až po niekoľkých rokoch. Pri krátkej prevádzke v novembri a decembri 2009 sa pracovalo pri energiách 1 až 2 TeV. Všetky experimenty boli schopné registrovať a vyhodnocovať hneď prvé zrážky častíc. Zatiaľ sa overovali známe poznatky z fyziky, ktoré sme však získavali za dni, hoci v minulosti to isté trvalo roky. Experiment ALICE napríklad za dva dni potvrdil závažný výsledok porovnania niektorých vlastností hmoty a antihmoty.

Čo by mal byť hlavný a najzaujímavejší cieľ experimentov na urýchľovači LHC? 

Zaujímavých a dôležitých potenciálnych objavov je niekoľko – Higgsov bozón, supersysmetrické častice – kandidát na tmavú hmotu vo vesmíre, ktorej má byť 5-krát toľko ako viditeľnej hmoty, hľadanie extradimenzií, alebo štúdium mikroskopických čiernych dier, ktoré sú zaujímavé, ale nie nebezpečné, lebo sa hneď rozpadajú. Najzaujímavejším by však bolo nájsť niečo, o čom ešte nič nevieme.

Čo je Higgsov bozón? 

Higgsov mechanizmus podľa teórie zodpovedá za vznik hmotných častíc pri Veľkom tresku. Predstava je taká, že okolo nás je takzvaný Higgsov kondenzát. Ak do neho silne udrieme protónom pri energii niekoľko TeV, Higgsov bozón vyskočí z kondenzátu a budeme ho môcť pozorovať. H-bozón je veľmi ťažký, najmenej 115-krát ťažší ako protón, preto bude žiť veľmi krátko a rozpadne sa na častice, ktoré už poznáme ako Z-bozóny alebo W-bozóny atď. Takéto rozpady chceme zachytiť a študovať ich.

Urýchľovač LHC má však pri hľadaní Higgsovho bozónu silnú konkurenciu, najmä v USA. Kto zvíťazí?  

Urýchľovač Tevatron v USA pracuje pri energii pod 2 TeV už niekoľko rokov a zatiaľ bez úspechu hľadá Higgsov bozón. Pri vyšších energiách je pravdepodobnosť objavenia H-bozónu oveľa vyššia, preto LHC bude stačiť pri energii 7 TeV asi rok, aby prekonal štatistiku Tevatronu za 10 rokov.

Existujú však aj ďalšie experimenty. Ktoré považujete za najzaujímavejšie? 

Z hľadiska časticovej fyziky a astrofyziky sú veľmi zaujímavé experimenty, ktoré študujú vlastnosti neutrín. Tieto veľmi zaujímavé častice, ktoré môžu prejsť zemeguľou bez interakcie, môžu mať zásadný význam pre štruktúru vesmíru. Ťažké neutrína môžu byť vo vesmíre temnou hmotou. Veľmi zaujímavé je štúdium oscilácií neutrín. Zdrojom neutrín je napríklad CERN, ale detekujú sa až v blízkosti Ríma, keď prejdú zemou 800 kilometrov.

Aká je účasť našich vedcov na experimentoch v CERN? Ktoré vedecké inštitúcie sa na nich podieľajú? 

Účasť Slovenska na experimentoch v CERN je adekvátna veľkosti našej krajiny. V súčasnosti je tam asi 60 slovenských vedcov a študentov. Na dlhodobých pobytoch je ich pritom 22. Najviac fyzikov v CERN je z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK a Fyzikálneho ústavu SAV v Bratislave, Ústavu experimentálnej fyziky SAV a Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach a tiež fyzici z Univerzity Mateja Bela v Banskej Bystrici a zo Žilinskej univerzity.

Na čo sa slovenský výskum v CERN zameriava v budúcom období? Najmä na LHC? 

Slovensko ako najmenší členský štát CERN nemôže byť pri všetkých experimentoch. Zúčastňujeme sa na protón-protónovom experimente ATLAS a jadro-jadrovom experimente ALICE. V oboch experimentoch majú naši fyzici významnú pozíciu. Na ALICE je dokonca koordinátorom asi 1 000 fyzikov z celého sveta slovenský fyzik Karel Šafarík. Do týchto experimentov sme dodali aj časti zariadení – do ATLAS-u časti kalorimetrov a do ALICE časti centrálneho detektora TPC (Time Projection Chamber – časovo-projekčná komora) a tiež časti elektronickej aparatúry a spúšťača. Všetky dodané zariadenia spoľahlivo pracujú.

Ktorú účasť našich vedcov na experimentoch považujete za najzaujímavejšiu a ich výsledky za najväčší úspech? 

V minulosti sme pracovali na niekoľkých experimentoch v CERN, napríklad na DELPHI, NA 49 alebo NA 57. Stali sme sa spoluautormi významných objavov novej formy hmoty – kvark-gluónovej plazmy alebo pentakvarku. Tieto objavy ešte čakajú na konečné potvrdenie v iných laboratóriách.

CERN je zadávateľom mnohých objednávok firmám, čo sa výrazne prejavilo pri budovaní veľkého hadrónového urýchľovača. Ako sa na tom podieľali slovenské firmy a o ktoré išlo? 

Slovensko je v ostatných rokoch veľmi úspešné v získavaní objednávok CERN pre naše podniky. Dosiahli sme koeficient návratnosti až 2,6, teda oveľa viac financií sa na Slovensko vrátilo, než sme zaplatili na členskom poplatku. Hlavnú zásluhu na tom majú SES Tlmače, ktoré dodali stovky kryogénnych nádob pre magnety LHC a VVÚ ZŤS Košice zasa tieto magnety osadzoval na miesto v tuneli LHC.

V čom môže CERN pomôcť slovenskej vede a výskumu  a aj slovenským firmám? 

CERN môže slúžiť predovšetkým ako príklad efektívnej spolupráce vo vedeckom výskume. Tento príklad si osvojila aj Európska komisia, ktorá v posledných rokoch výrazne podporuje vznik európskych laboratórií v rámci programu budovania európskej vedeckej infraštruktúry ESFRI. Tento trend podporuje aj Slovensko. Ďalším prínosom je zapojenie Slovenska do najväčšej počítačovej siete LHC Computing Grid (LCG) obsahujúcej teraz približne 100-tisíc počítačov. Na Slovensku sme vybudovali dve počítačové farmy v Bratislave a Košiciach, ktoré sú napojené na LCG. Tým máme prístup na prakticky neobmedzené výpočtové kapacity. Slovenské firmy, ktoré sa stali dodávateľmi CERN, získavajú skúsenosti a kredit otvárajúci im dvere do sveta.

Čo sú podľa vás najväčšie problémy slovenskej vedy a výskumu všeobecne? 

Je to určite slabé financovanie vedy, keď do nej ide ročne len okolo 0,5 % HDP, čo je hlboko pod priemerom EÚ. Na druhej strane, v poslednom roku dostali vedecké pracoviská a vysoké školy výraznú finančnú podporu zo štrukturálnych fondov EÚ. Myslím si, že rozvoj slovenskej vedy by mal smerovať do európskych laboratórií. Medzinárodná spolupráca zabezpečuje najvyššiu kvalitu vedeckého výskumu. Veľmi dôležitá je výchova mladých vedeckých pracovníkov. V tomto smere vítam novú grantovú schému Ministerstva školstva SR, v ktorej rámci majú možnosť desiatky slovenských študentov, doktorandov a mladých vedcov študovať a pracovať v európskych laboratóriách vrátane CERN. To hádam zabráni tomu, aby nám mladí talentovaní vedci neutekali do zahraničia.

Zhováral sa MARIÁN BABIC
Foto: PETER STOLÁRIK

Zdieľaj článok
 
Hodnotenie: 1,95
Príspevok na titulke

Vyberte článok na titulku kliknutím na linku

 

www.brigada.sk - brigády, brigáda, práca, zamestnanie www.najdes.sk - katalóg, portál, vyhľadávač www.equark.sk - veda, výskum, technika www.uvery.sk - úvery, pôžičky, hypotéky www.elearning.sk - elearning, LMS, vzdelávanie, kurzy, elektronické vzdelávanie www.globaloffice.sk - registračné sídlo, virtuálna adresa a kancelária www.globalhosting.sk - domény, doména, webhosting, hosting www.globalweb.sk - CMS, WCMS, redakčný systém, publikačný systém www.globalshop.sk - internetový obchod, eshop, e-commerce Global Services Slovakia s.r.o. - www.gsgroup.sk, informačné systémy, portálové riešenia, intranety, web dizajn

Generuje redakčný CMS systém GlobalWeb spoločnosti Global Services Slovakia s.r.o.