Marko Mikuž: Pri takšni fiziki drugih možnosti in priložnosti, kot je Cern, preprosto ni #intervju

Slovenija bo po nedavno končanih pogajanjih z Evropsko organizacijo za jedrske raziskave (Cern) sredi decembra v Ženevi podpisala sporazum o podelitvi statusa pridružene članice omenjene organizacije. Sporazum pomeni predhodno fazo članstva v Cernu in je ključen korak v razvijanju sodelovanja na področju fizike delcev, to naj bi Sloveniji prineslo koristi v znanosti ter izobraževanju in gospodarstvu.

Slovenija bo v petih letih postala polnopravna članica organizacije. Bodo pa zato že v času pridruženega članstva raziskovalcem in podjetjem na voljo programi, ki jih izvaja Cern, ter raziskovalna infrastruktura in tehnološki projekti Cerna. Ob tej priložnosti še enkrat objavljamo pogovor, ki smo ga o delovanju organizacije Cern in odkritjih, ki se tam dogajajo, imeli z Markom Mikužem, raziskovalcem na Inštitutu Jožef Stefan in profesorjem fizike. 

Eden od razlogov je, da ne moremo zlahka ustvariti takratnih pogojev, a najbližje odgovorom smo prišli zaradi edinstvene Evropske organizacije za jedrske raziskave, ki se nahaja v obmejnem območju Švice in Francije na obrobju Ženeve. Za gradnjo tega središča je sredstva prispevalo več kot 20 predvsem evropskih držav, v njem je zaposlenih okrog 2.500 znanstvenikov in inženirjev, še približno deset tisoč znanstvenikov iz več kot sto držav pa sodeluje pri poskusih v Cernu.

Pri do zdaj najpomembnejšem odkritju Cerna tudi slovenski znanstveniki

Slovenija še ni uradno članica te organizacije, a njeni znanstveniki kljub temu že več desetletij dejavno sodelujejo v raziskavah Cerna in prispevajo k novemu znanju o prvih trenutkih našega okolja. Vodja slovenske skupine raziskovalcev v Cernu je prof. Marko Mikuž, raziskovalec in vodja Odseka za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev na Institutu Jožef Stefan v Ljubljani in redni profesor na oddelku za fiziko ljubljanske fakultete za matematiko in fiziko, ki je zaradi svojega znanstvenega dela tudi večkrat mesečno v Cernu.

V tem edinstvenem znanstvenem središču so lani končali dvoletno prenovo velikega hadronskega trkalnika (Large Hadron Collider, LHC) in ga usposobili za delo v še ekstremnejših razmerah, kar znanstvenikom odpira možnosti novih raziskav.

Kako bi najpreprosteje pojasnili, kaj raziskujete fiziki in preostali znanstveniki v Cernu?
Raziskujemo osnovne delce, svet na najmanjših človeštvu dosegljivih dimenzijah, kar sovpada z velikimi energijami in visokimi temperaturami. Takšni so bili pogoji le drobec po velikem poku, nastanku vesolja. Raziskave v svetu neskončno majhnega tako dopolnjujejo astrofizikalne raziskave vesolja. Za te raziskave uporabljamo trke vsakdanjih delcev (elektronov, protonov, ionov), ki jih v pospeševalnikih poženemo do velikih energij in na nekaj mestih trkamo med sabo. Pri takih čelnih trkih se sprosti veliko energije, ki se lahko porabi za tvorbo novih delcev, ki jih v običajni naravi ni. Ti delci so zelo neobstojni in zelo hitro razpadejo v vsakdanje delce. Če nam vse te delce uspe zaznati z detektorji, lahko sklepamo o nastanku novih delcev in izmerimo njihove lastnosti.

Na katera vprašanja upamo, da bomo našli odgovore?
Na vprašanja, kako je nastalo vesolje, kaj ga sestavlja, zakaj se je razvilo tako, kot se je. Čeprav eksperimentalno ne moremo ustvariti povsem enakih pogojev, kot so bili na samem začetku, izsledki omogočajo razumevanje dogajanja v naravi le tisočinko milijardinke sekunde po začetku in dajejo vodilo teorijam, ki nas popeljejo še bliže.

Kaj smo se do zdaj naučili z odkritji iz Cerna?
Cern deluje že več kot 60 let. V tem času se je znanje o osnovnih gradnikih narave in silah med njimi od skromnih začetkov razvilo do skorajda popolnega pogleda na svet delcev, imenovanega Standardni model. Čeprav so k dognanjem pripomogli tudi rezultati drugih laboratorijev po svetu, je Cernov prispevek pri tem ključen. Zato tudi ni čudno, da je veliki hadronski trkalnik kot edina raziskovalna naprava pri najvišjih energijah nastal prav v Cernu. Samo Cern je bil sposoben združiti vse svetovne vire za gradnjo take raziskovalne infrastrukture, tako človeške kot finančne.

Kakšen je obseg sodelovanja svetovnih znanstvenikov pri teh raziskavah in kakšen je pri tem slovenski delež?
Slovenci delujemo v Cernu od sredine 70. let. Sodelovali smo pri projektih in eksperimentih OMICRON, CPLEAR, DELPHI in ATLAS ob različnih pospeševalnikih v Cernu. Obseg slovenskega sodelovanja se je z leti spreminjal, od 90. let pa se je ustalil na približno ducatu znanstvenikov, ki delujejo v okviru slovenske skupine. V Cernu deluje tudi kar nekaj naših nekdanjih sodelavcev z Instituta Jožef Stefan, ki so si po doktoratu našli zaposlitev v tujih institucijah.

Kdo so slovenski znanstveniki, ki z vami raziskujejo v Cernu?
V eksperimentu ATLAS trenutno slovensko skupino sestavljajo še Vladimir Cindro, Maksym Deliyergiyev, Andrej Filipčič, Andrej Gorišek, Borut  Paul Kerševan, Gregor Kramberger, Luka Kanjir, Boštjan Maček, Igor Mandić, Miha Muškinja, Tina Sfiligoj in Grygorij Sokhrannyi.

Kako poteka običajen delovni dan v Cernu? Ali sploh lahko govorimo o običajnem oziroma značilnem dnevu?
Nič kaj posebnega na prvi pogled. Običajno je dan poln sestankov in dogovorov, kako naprej. K sreči pa obstajajo bolj posebni dnevi.

Kaj bi opredelili kot največji dosežek slovenskih znanstvenikov v Cernu?
Za zdaj nedvomno naše sodelovanje pri odkritju in potrditvi obstoja Higgsovega bozona, najbolj izmuzljivega med osnovnimi delci, z eksperimentom ATLAS (za njegovo napoved sta teoretika François Baron Englert iz Belgije in Peter Ware Higgs iz Združenega kraljestva leta 2013 prejela Nobelovo nagrado, op. a.). V prihodnosti pa mogoče še kaj bolj presenetljivega, kar nam narava za zdaj skriva.

Koliko objav slovenskih znanstvenikov je nastalo do zdaj ob delu v Cernu?
Do marca 2015 je bilo okrog 800 znanstvenih člankov, vsi so bili objavljeni v uglednih mednarodnih revijah, slovenski znanosti pa so prinesli okrog 20 tisoč citatov. Prav tako je bilo do takrat uspešno zagovarjanih 19 diplomskih del, 12 magistrskih del in 20 doktorskih disertacij. Do danes ocenjujem, da se je zbirka povečala še za sto znanstvenih člankov, štiri tisoč citatov in dve doktorski disertaciji.

Iz katerih strok prihajajo raziskovalci v Cern?
Večinoma so fiziki, a tudi elektrotehniki in računalničarji.

Kaj za slovenske raziskovalce pomeni možnost in priložnost raziskovanja v Cernu?
Pri tej fiziki druge možnosti in priložnosti na svetu preprosto ni.