Откључавање тајни cвемира

Двадесетак научника из Србије део је тима од 20.000 светских научника који су ангажовани на петнаестогодишњем пројекту Европског института за нуклеарна истраживања (CERN), којим ће бити експериментално изведен "Велики прасак", чиме би било омогућено достизање коначног циља – објашњења настанка cвемира.

Текст: Јово Симишић
Фотографије: Милан Мелка и из документације Института за физику

Последњег дана марта 2010, у тунелу дугачком 27 километара, 50 метара испод површине земље, у близини Женеве – на граници Швајцарске и Француске, покренут је велики хадронски сударач (LHC), у ком научници намеравају да изведу судар два снопа протона, који се крећу у круг у супротном смеру. Хадронски сударач покренут је први пут 10. септембра 2008. али је после девет дана оштећен и, након поправке, поново је покренут у новембру 2009. године.

Експеримент је део пројекта у којем научници окупљени у Европској организацији за нуклеарна истраживања (CERN) покушавају да у лабораторијским условима створе услове какви су, како претпостављају, били у време Великог праска из којег је, како се верује, пре 14 милијарди година настао космос. Такође, експериментом се покушава сазнати природни материјал и порекло планета и звезда.

Пројекат је обухватио израду четири детектора, при чему су два точка од нерђајућег челика на једном детектору, пречника девет метара и тежине 120 тона, направљена у фабрици "Лола", док је у изради другог детектора учествовао Институт "Винча".

О учешћу српских научника у пројекту Европског института за нуклеарна истраживања (CERN), којим ће бити експериментално изведен "Велики прасак", као и самом пројекту, разговарали смо са Драганом Поповићем, директором Института за физику београдског Универзитета.

Институт за физику, у ком сте Ви директор већ дуги низ година, укључен је у пројекат Европског института за нуклеарна истраживања (CERN), којим ће експериментално бити изведен "Велики прасак". Ко је све из Србије укључен у овај пројекат и на који начин?

– Истраживачи из Србије су укључени у рад два експеримента – "Атлас" и CMS, од укупно четири експеримента који се реализују у CERN-у. Истраживачи из Института за физику учествују на "Атлас" експерименту, на коме учествује преко 2.000 истраживача из целог света, док истраживачи Физичког факултета и Института Винча учествују на експерименту CMS. "Атлас" је један од четири детектора на кружном тунелу кроз који ће се пропустити снопови протона брзином тек нешто мањом од брзине светлости и први у којем ће се догодити судар. За ту гигантску машинерију, Институт је урадио два тзв. мала точка. Рад на овим експериментима одвија се кроз међународну колаборацију која је највећи подухват икад остварен у науци.

Обичан свет, неко ко није толико упућен у науку и научна истраживања, веома тешко може да схвати и сврху и суштину многих научних истраживања и пројеката. Конкретно, шта је коначни циљ, шта је сврха експеримента "Велики прасак"?

– Један од најважнијих задатака савремене физике је да опише законе природе на што мањим растојањима, односно на што већим енергијама, и покуша да квантитативно опише својства универзума. Данас у физици честица знамо својства елементарних честица и њихових интеракција на енергијама од неколико стотина ГеВ и на растојањима 10-16 цм. Истовремено, буран развој космологије (пре свега оне која се односи на посматрања), омогућио је да, не само квалитативно него и квантитативно (и при томе са добром тачношћу) опишемо еволуцију универзума као и својства раног и садашњег универзума. Међутим, низ нерешених проблема у физици елементарних честица и космологији намеће закључак да је потребно радикално допунити постојеће представе о законима природе. Седамдесетих година прошлог века развијен је Стандардни модел у физици честица који на конзистентан начин описује сва наша досадашња знања о честицама и силама које делују између њих. Упркос великом успеху, Стандардни модел није комплетан и постоји низ питања на која он још не може да одговори. Очекује се да ће тек проширење Стандардног модела разрешити његова отворена питања. Упркос различитим теоријским идејама о проширењу Стандардног модела у физици честица још не постоји ниједан убедљив експериментални доказ за физику ван Стандардног модела. С друге стране из космолошких посматрања која указују на постојање тамне материје и тамне енергије, знамо да постоји нова физика ван Стандардног модела. LHC ће помоћи физичарима да одговоре (или макар делимично одговоре) на кључна "неразрешена питања" у физици честица. Са укупном енергијом судара од 14 ТеВ (хиљада милијарди електрон волти) он ће омогућити да се по први пут истражи физика честица на "Тераскали" (ТеВ скали) енергија и на растојањима која су хиљаду пута мања од пречника протона. Постоје добри разлози да физичари верују да нови домени садрже нову физику, која превазилази границе наших знања о честицама и силама које делују између њих. Помоћу моћних акцелератора можемо да произведемо нове честице и разоткривамо симетрије које су постојале у раној фази развоја универзума. Што су енергије убрзаних честица више, све смо ближи условима који су постојали на почетку Великог праска. Физичари верују да ће са енергијом од 14 ТеВ у веома ретким и мало вероватним догађајима, са врло специфичном сигнатуром, моћи да реконструишу шта се дешавало у милијардитом делу секунде после Великог праска.

Учешће у овом пројекту је не само признање нашој науци и научницима већ и могућност да наша наука равноправно са светом прати савремена истраживања и токове? Каква су Ваша искуства у тој сарадњи?

– Реч је о равноправној сарадњи у којој наших девет истраживача дају допринос сразмеран величини нашег истраживачког тима ангажованог на овом пројекту.

Кажите нам нешто више о вашем институту?

– Институт за физику је основан 1961. од Владе Србије и Универзитета у Београду. Данас има 212 запослених, од чега 152 истраживача од којих су 100 доктори наука, а битно је истаћи да је 50 одсто од укупног броја истраживача испод 40 година старости. Рад Института за физику организован је кроз пет Центара који истраживачки покривају најактуелнија питања из области физике. Такође, од Европске уније, у Институту за физику призната су и финансијски подржана четири Центра изврсности. На нивоу целе Србије Институт за физику доприноси са 10 одсто од укупног броја објављених научних радова.

Врло је интересантна и Ваша каријера. Ви сте дипломирали у Београду и, колико знамо, докторирали у Јапану. Дуго година сте на челу Института за физику. Каква је будућност српске науке и Института?

– Да, након завршене магистратуре у Београду, као стипендиста Владе Јапана радио сам у Институту за фундаментална истраживања у Јукава Холу Универзитета у Кјоту, а докторирао сам на Универзитету у Хирошими. По повратку у земљу, вратио сам се на Институт за физику као истраживач, а данас сам на челу ове угледне научне институције. Данас, у светлу економске кризе која није заобишла ни науку, боримо се да, захваљујући најбољим истраживачима који су запослени у нашем Институту и врхунској опреми која је набављана, свих ових година одржимо висок ниво истраживања који смо увек неговали и на тај начин задржимо високо место у поретку светске науке. У свему томе неоспорна је улога Министарства за науку и технолошки развој Републике Србије које подржава рад Института за физику.

Да се вратимо почетку разговора. Које су обавезе Института и Вас лично у наставку експеримента "Велики прасак" и како ће то утицати на ваш даљи рад?

– Како је завршена прва фаза рада на LHC, односно, пуштени су снопови протона и проверен рад детектора, на реду је анализа резултата судара који ће се остваривати свих следећих година са циљем да се пронађе недостајућа Хигсова честица, установи зашто у космосу има више материје него антиматерије, установи да ли у природи постоји суперсиметрија, утврди број димензија нашег простор-времена, открије природа тамне материје и тамне енергије као и да се, евентуално, одговори на питања која још увек нису ни постављена.