Rolf Landua: Rozkrýváme tajemství fungování vesmíru

Rozhovor

Na počátku byl velký třesk. Tak zní jedna z teorií vzniku vesmíru. Principy jeho fungování se vědci snaží zjistit od roku 1954 v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN). Srážením částic umí napodobit procesy, které se děly při vzniku vesmíru. A výsledky? „Kromě odpovědí na fundamentální otázky, jsme dali světu třeba WorldWideWeb, magnetickou rezonanci, PET scan či nedávno objevený Higgsův boson,“ říká vedoucí vzdělávání a veřejné osvěty CERN Rolf Landua.

Rolf Landua
23.8.2013 8:51   |  

E15: Jak dlouho již působíte v Evropské organizaci pro jaderný výzkum ve Švýcarsku?

Letos to bude nepřetržitých 34 let.

E15: Můžete popsat CERN v jedné větě? Obzvlášť někomu, kdo nemá představu, oč zde vlastně jde.

Je to místo, kde se vědci ze všech možných zemí snaží společnými silami zjistit, jak funguje vesmír.

E15: V poslední době se pracoviště CERN skloňuje velmi často s objevem, respektive potvrzením existence Higgsova bosonu. Je tedy již „mise splněna“? Co dalšího v CERN momentálně hledáte?

Higgsův boson byl pouze začátek. Našli jsme důkaz pro něco, co doposud bylo pouze teorií, hypotézou. Nyní musíme ověřit, že se tato částice opravdu chová tak, jak jsme předpokládali, a že má očekávané vlastnosti. Potřebujeme mnohem více statistik. Ve druhé vlně pak potřebujeme ověřit, jestli náhodou neexistuje více typů Higgsova bosonu než právě ten jeden, jehož existenci jsme potvrdili. Může jich být třeba až pět. A samozřejmě až nyní díky technologiím na Velkém hadronovém urychlovači (LHC – Large hadron collider) máme možnost studovat vlastnosti prázdného prostoru. Higgsův boson je projevem prázdného prostoru, respektive excitací pole, které prázdný prostor vyplňuje. Pro nás je to něco jako klíč ke kompletně nové éře fyziky, na jehož objevení jsme čekali téměř padesát let. Naše hledání začalo už v roce 1964.

E15: Myslíte, že nalezení další částice, například dalších typů Higgsova bosonu, bude trvat další půlstoletí, nebo nyní vše půjde mnohem rychleji?

Rychlost nových fyzikálních objevů velmi závisí na technologickém pokroku obecně a nasazení nových technologií ve výzkumu. Máme ve svých rukou velice silný nástroj – LHC. A ten se teprve nyní dostává k hranicím svého maximálního potenciálu, energie jím urychlovaných částicových svazků například teprve teď dosahuje 14 teraelektronvoltů místo dřívějších osmi. Jsme si jisti, že cokoli dalšího tam „někde“ je k objevení, objevíme to v následujících třech až pěti letech. Samozřejmě jde o výsledky fundamentálního výzkumu, takže nyní nemůže ani předpokládat, co vlastně objevíme. Máme mnoho teorií k prověření, mezi nimi například supersymetrické částice, extradimenze a další verze částic… Nevíme zatím, na co narazíme, co potvrdíme či vyvrátíme.

E15: Jakou životnost má LHC? Je pravda, že se brzo celý prstenec vlivem segmentace půdy vyosí a bude již nepoužitelný? Případně že do něj proniká podzemní voda?

Životnost celého urychlovače obecně odhadujeme na 20 až 25 let. Potenciál LHC bude tedy vyčerpán někdy kolem roku 2030. Zatím však se ke mně nedoneslo, že by nám do LHC „teklo“. Právě tento problém jsme vyřešili tím, že jsme celý prstenec naklonili o jeden stupeň, tudíž veškerá podzemní voda stéká do jednoho místa, odkud ji odčerpáváme.

E15: A co potom? Postavíte třeba ještě větší prstenec?

Nejpravděpodobnější projekt, který nahradí stávající cyklický urychlovač LHC, bude nový lineární urychlovač. CERN nyní plánuje vybudování padesátikilometrového lineárního urychlovače s názvem Compact linear collider (CLIC), který bude schopen dosahovat energií kolem tří teraelektronvoltů. Budou na něm studovány srážky elektronů a pozitronů. Japonci se nedávno rozhodli, že patrně postaví jeho menší verzi, která bude schopná rovněž produkovat Higgsovy bosony, jejichž vlastnosti chtějí sami studovat.

E15: Kde by měl onen plánovaný padesátikilometrový tunel vzniknout?

Kousek od stávajícího LHC, poblíž Saint Genis.

Reálné využití nápadu záleží na jeho uchopení

E15: Máte představu, jaké je reálné využití objevů CERN?

Záleží, jak „využití“ definujete. Využijete osobně třeba znalost, zda Slunce rotuje kolem Země, nebo Země kolem Slunce? A pokud si řeknete, že ano, tak se zařadíte po bok drtivé většiny lidí, která souběžně říká: „Ano, chceme vědět, jak funguje vesmír, co jej pohání a jaké jej definují zákony, kde se vzaly, mohou být třeba jiné?“ Hledáme a nacházíme odpovědi na základní otázky, které si kladli všichni filozofové a fyzikové poslední tři tisíce let. To nás i naši kulturu obecně žene kupředu. Definujete-li využití jako nějaký dopad objevů a jejich reálné nasazení v praxi/byznysu, tak nyní mohu říci, že dost možná nějaké někdy bude. Nedokážu ale určit, který z našich objevů se nakonec takto promítne do reálného života. Podívejte se třeba na takový iPhone. Jeho základy jsou založeny na objevech z dvacátých až čtyřicátých let minulého století. Trvalo padesát let, než nové znalosti byly aplikovány různými způsoby a firmami do technologie, kterou nyní používáme. Nebo například GPS: když Einstein v roce 1905 definoval speciální teorii relativity, těžko jej napadlo, že by dnes mohla být využita pro kalibraci pozice satelitů, které přesně určují vaši pozici na planetě.


Přečtěte si reportáž E15: Vědci z Česka jsou v CERN vidět


E15: Lze stanovit, jaký typ projektů má největší šanci na praktické uplatnění?

Je těžké předvídat jakékoli dopady výzkumu. Samozřejmě pokud se podíváte na aplikování částicové fyziky, nemusíte hledat tak hluboko v minulosti. Například objevy z šedesátých a sedmdesátých let daly vzniknout současné magnetické rezonanci, protonovým a gama terapiím nebo například PET scan, jehož princip je založen na vědomostech o antihmotě. Je tu i taková malá šikovná aplikace jednoho z CERN objevů ze začátku devadesátých let minulého století, WorldWideWeb. Ten pochází z výsledků výzkumu vysokoenergetické fyziky, její poznatky byly původně využity k tomu, aby vědci po celém světě mohli snáze a rychleji komunikovat. Pokud se mě tedy ptáte, jaké je momentálně využití supervodivých materiálů či extrémního vakua (střety protonových svazků v LHC probíhají ve vakuu čistším a studenějším, než je samotný vesmír – pozn. aut.), tak vám mohu odkývat, že je zde třeba potenciál pro efektivnější solární panely, efektivnější vedení energie na větší vzdálenosti, ale to také nemusí být pravda. Opravdu záleží na tom správném uchopení, nápadu.

E15: CERN je založen na spolupráci mezi mnoha národy a vědci. Jak moc je těžké přimět tolik lidí k práci na společných projektech? Přece jen, všichni známe vtipy o britském vaření, německém pedantismu či italské laxnosti…

Překvapivě to jde v podstatě samo. Je to ta nejsnazší věc, se kterou se zde můžeme setkat. Vědci k nám přicházejí extrémně motivovaní. Fyzika je baví, chtějí znát odpovědi na výše zmíněné dotazy o fungování vesmíru. Máme stejný cíl, nikoho tu naštěstí nezajímá, odkud kdo pochází. Každý se jen snaží svým dílem co nejlépe přispět. Moc si tu ani nehrajeme na svátky či dovolené. Samozřejmě i zde máme konflikty, ty se ale spíše týkají toho, kdo vymyslel efektivnější řešení, efektivnější kód pro výpočet.

E15: Když říkáte, že je mezinárodní spolupráce obecně to nejsnazší, s čím jste se tu setkal, co bylo naopak to nejtěžší?

Pro mě bylo například nejtěžší vybrat si, na kterém experimentu vlastně chci pracovat. Pracovali jsme a stále pracujeme na tolika rozdílných, avšak zajímavých věcech, že jsem strávil značné množství času přemýšlením nad tím, kam se nejlépe „hodím“, k čemu svými schopnostmi a znalostmi nelépe přispěji.

E15: Radil vám tehdy někdo, nebo jste si určil vlastní směr?

I když jste mladým začínajícím vědcem, máte kolem sebe stále dostatečné množství starších zkušených pracovníků. Při prvním rozhodování jsem samozřejmě měl svého mentora, posledních dvacet let však šlo o moje vlastní těžce vydřená rozhodnutí. Nejlepší na práci v CERN je to, že kamkoli se zde pohnete, narážíte na tolik vědomostí, expertů a talentovaných lidí, že v podstatě vždy najdete odpověď na otázku či problém, který byste sám sotva vyřešil, případně by vám to trvalo věčnost.

E15: Kolik má CERN k dispozici pracovníků/vědců? Jak hledáte „nové mozky“?

Záleží na tom, o jaké části CERN hovoříte. CERN zajišťuje v první řadě infrastrukturu pro mezinárodní spolupráci ve výzkumu (urychlovač, laboratoře, kanceláře, elektřinu, detektory). To je práce zhruba 2400 lidí. A pak jsou tu vědci v podstatě z celého světa. Říkáme jim uživatelé, kterých je přes 11 tisíc. Mezi nimi je značné množství mladých lidí ve věku 26 až 27 let, z nich pochází mnoho nových nápadů a řešení. Neobávám se o kvalitu experimentů a analýzy. Mají vše, co potřebují. V osmdesátých letech minulého století měl CERN přibližně 3400 zaměstnanců a kolem tří tisíc uživatelů. Z hlediska zajištění infrastruktury je tu o něco více stresu, ovšem z hlediska výzkumu vše běží, jak má.

Propagace vědy prostřednictvím sci-fi filmů? Proč ne

E15: Co je pravdy na tom, že v rámci své činnosti v CERN jste mohl inspirovat Dana Browna k vytvoření postavy Leonarda Vetry v jeho románu Andělé a Démoni?

To se radši zeptejte přímo Dana Browna. Je však pravda, že jsem byl vedoucím experimentu, který měl za cíl vyprodukovat antihmotu (ATHENA). Dan Brown nás v té době oslovil s tím, že potřebuje konzultovat některá fakta, aby se mohl věnovat psaní své knihy. O něco později sem pak dorazil i Ron Howard, kterému jsem pomáhal se vznikem stejnojmenného filmu. Na starosti jsem měl alespoň částečné „urovnání“ některých faktů, se kterými pracovali, na správnou míru. Pointou celého příběhu bylo, že hlavní antihrve dina potřeboval gram antihmoty, aby mohl vyhodit do povětří celý Vatikán. Bez bližší znalosti tvorby antihmoty a okolností by jim samozřejmě zápletka jaksi nefungovala. Varoval jsem je sice, že rozhodně nejsme schopni vyrobit celý gram antihmoty (umíme zatím zhruba nanogram), ale třeba způsob, jakým byla ve filmu antihmota uchovávána, je více či méně přesný.

E15: Osobně jste tedy nakloněn tomuto snoubení se reálné vědy a sci-fi?

Rozhodně. Filmy jsou v první řadě zábavou. Pokud ovšem souběžně s tím například říkají, že existují reálné výzkumy či místa (jako například CERN), o co lepšího bychom pak v rámci popularizace naší práce měli usilovat? Vzorec chování některých návštěvníků kin pak je obvykle následující: „CERN? Co to je? Vyhledejme si to na Googlu“ anebo dokonce „Udělejme si tam výlet.“ Ti opravdu zaujatí sem pak nakonec opravdu dorazí a ptají se, třeba zrovna na tu antihmotu a kolik jí opravdu jsme schopni vyrobit, případně jestli nehrozí riziko jejího vojenského zneužití.

E15: A hrozí?

Efektivnějším a mnohem levnějším a dostupnějším řešením než antivodík je samozřejmě klasický vodík a dávno objevená vodíková bomba.

E15: Jaký je váš osobní sen či cíl, kterého byste rád zde v CERN dosáhl?

Před sedmi lety jsem si řekl, že můj přínos by mohl být komplexnější, kdybych se místo studia antihmoty věnoval zlepšení kvality vzdělávání a výuky. Momentálně tedy pod mým vedením v CERN funguje vzdělávací skupina pro učitele a mým nynějším snem je udělat z běžné školní výuky fyziky něco mnohem zajímavějšího, moderního. Patrně si ještě z vlastních školních let pamatujete ten rigidní způsob výuky stylu „od Newtona a Gallilea přes mechaniku, optiku, akustiku, vlny a tak dále“, kdy vše záleží na přesném zapsání si vzorečku či pamatování si letopočtu daného objevu. Ty se bohužel děti a studenti mnohdy učí jen proto, aby takzvaně „prolezli“. Nesnaží se je vůbec pochopit. Nikdo jim pořádně nevysvětluje souvislosti těchto objevů s reálným světem kolem nich. To činí z fyziky extrémně nudný předmět školní výuky. My se snažíme učitelům ukázat, že lze s výukou začít třeba u objevů z dvacátého či jedenadvacátého století, že fyzikové nemusí být v představách dětí vykreslováni pouze jako Einstein vypadající podivíni v bílých pláštích. Rozbít tento předsudek, to by bylo vynikající. Mohu však říci, že je to zatím extrémně těžké, vzhledem ke strukturám vzdělávacích systémů jde o běh na dlouhou trať. Je to taková CERN revoluce, která zákonitě musí přijít od nás, obrazně řečeno „zespoda nahoru“. Rozhodně ne naopak, protože to, co mnohdy vymýšlejí ministerstva, to je často neaplikovatelné.


Rolf Landua (59) Fyzik z německého Wiesbadenu, který od roku 1979 působí v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN). Pracoval na experimentech hledajících exotické atomy, studujících anihilaci antihmoty. Od roku 1996 se podílel na experimentu ATHENA, antiprotonovém decelerátoru, kterému se podařilo vyprodukovat atomy antivodíku. Od roku 2005 vede v CERN skupinu pro vzdělávání. Narodil se ve stejném roce, ve kterém byl CERN založen (1954).


Čtěte také:

Největší světový urychlovač částic v CERNu bude dva roky mimo provoz

Neutrina nepředběhla světlo, CERN ale chystá další pokusy

Autor článku: Marek Schwarzmann

Komentáře

Čtěte také

Za lyžařské zájezdy do Alp si Češi v zimě připlatí

Za lyžařské zájezdy do Alp si Češi v zimě připlatí

Za lyžařské zájezdy do Alp si Češi v zimě připlatí. Ve srovnání s loňskou sezonou se katalogové ceny zájezdů zvýšily přibližně o osm až deset procent. Důvodem je oslabení koruny… více

E15news

Zpravodajství do e-mailové schránky.

Komerční prezentace

Další weby mladé fronty

Mobilní web