Slovenci v Cernu: Cern ponuja okolje za učenje, rast in navdih

Slovenija bo letos postala polnopravna članica Cerna. Slovenska zastava bo pred stavbo organizacije zaplapolala 10. junija. Članstvo bo slovenskim raziskovalcem omogočilo aktivnejše sodelovanje v ključnih raziskovalnih projektih in s tem prispevalo k večji prepoznavnosti slovenske znanosti v svetu. Slednji s Cernom sicer sodelujejo že desetletja.

Slovenci v srcu največjih fizikalnih eksperimentov

"V tem vrhunskem znanstvenem okolju se je raziskovalna skupina iz Slovenije uspešno uveljavila, kar potrjuje našo strokovnost in predanost na področju fizike delcev," je za STA poudaril Andrej Gorišek z Instituta Jožef Stefan (IJS), ki je s 1. marcem v Cernu prevzel vlogo glavnega koordinatorja detektorja Atlas na trenutno vodilnem instrumentu Cerna, velikem hadronskem trkalniku (LHC).

V središču detektorja potekajo trki protonov, pri katerih nastajajo novi, pogosto še neraziskani delci, s katerim raziskovalci želijo razvozlati skrivnosti našega vesolja in obstoja. "Moja naloga je zagotoviti nemoteno in kakovostno zajemanje podatkov v času teh trkov," je pojasnil Gorišek.

Leta 2012 je bil sam tudi močno vpet v odkritje Higgsovega bozona, za katerega se je v javnosti razširilo ime božji delec. Ta je namreč predstavljal manjkajoči del standardnega modela, na katerem danes temelji naše razumevanje osnovnih delcev in sil narave.

Danes pa med drugim slovenska ekipa, ki jo sestavlja približno 20 raziskovalcev, aktivno sodeluje tudi pri nadgradnji detektorja, ki bo ob prihodnji nadgradnji LHC omogočil zaznavanje še večjega števila trkov in učinkovitejše iskanje redkih fizikalnih pojavov.

Pri eksperimentu Atlas deluje tudi Neža Ribarič, doktorica eksperimentalne fizike delcev, ki proučuje osnovne gradnike narave in njihove interakcije. Trenutno se večinoma ukvarja s pisanjem programske opreme za rekonstrukcijo poti delcev v novem detektorju in na novi računalniški strojni opremi.

To področje po njenih besedah postaja vse pomembnejše v luči prihajajoče nadgradnje LHC, ko bo število trkov in količina zaznanih delcev bistveno večja kot danes. Po ocenah Goriška, bo omogočila kar desetkrat več trkov protonov. Tako bo imela potencial, da odpre nova področja raziskav onkraj dosežkov obstoječega LHC.

Za učinkovito obdelavo tako velikega števila dogodkov pa bo ključno razviti metode za rekonstrukcijo poti delcev v realnem času, je dodala Ribarič.

"Takšen pristop bo omogočil natančnejši vpogled v dogajanje ob posameznem trku in premišljeno odločanje, kateri dogodki so znanstveno zanimivi in vredni shranjevanja na disk," je izpostavila. Večina zaznanih trkov namreč ne vsebuje novih ali zanimivih fizikalnih procesov.

Ključno je sodelovanje med raziskovalci in inženirji

Za zanesljivo delovanje detektorjev je po besedah Goriška sicer potrebno usklajeno delo velike skupine strokovnjakov. Da raziskovalna infrastruktura deluje zanesljivo in varno, je nepogrešljiva tudi vloga inženirjev. "Poskrbeti moramo, da tehnične rešitve vedno podpirajo raziskovalne cilje," je povedal Miha Dolenc, ki opravlja delo tehničnega inženirja elektronike.

Med najzahtevnejšimi nalogami, s katerimi se srečuje, je tekoče vzdrževanje sistemov, kjer je ob morebitnih okvarah ključna hitra odzivnost, še posebej, če pride do zaustavitve pospeševalnika. "Ob okvarah je ključno, da se delovanje pospeševalnika čim prej vzpostavi," je poudaril.

Sodelovanje med inženirji in znanstveniki je po njegovih besedah ključno za premikanje tehnoloških in znanstvenih meja. "V Cernu ni dovolj, da sistemi zgolj delujejo. Delovati morajo optimalno in biti pripravljeni na najzahtevnejše pogoje," je dodal. Brez odličnega delovanja tehnologij po njegovih besedah tako obsežnih raziskovalnih eksperimentov sploh ne bi bilo mogoče izpeljati.

Zanimiv izziv in hkrati priložnost zanj sicer predstavljajo zamenjave celotnih sistemov zaradi dotrajanosti ali zastarelosti, saj tako pride v stik z najsodobnejšo tehnologijo in neposredno prispeva k razvoju novih rešitev.

Te bodo potrebne tudi za razvoj prihodnjih detektorjev za novi krožni trkalnik Future Circular Collider (FCC) z obsegom okoli 91 kilometrov, ki bi lahko po letu 2040 nasledil LHC. Gorišek je prepričan, da bodo Slovenci k projektu pomembno prispevali. "Pričakujemo, da bo projekt uresničen. Novi trkalnik bo veliko večji in zahtevnejši od obstoječega, bo pa njegova izgradnja predvsem velik znanstveni in organizacijski izziv," je dejal.

V Cernu vrata odprta tudi obiskovalcem

Poleg raziskovalnega in inženirskega dela pa se slovenski znanstveniki v Cernu vključujejo tudi v širše dejavnosti, namenjene povezovanju z širšo javnostjo. Tadej Novak kot podoktorski raziskovalec programa Smash na IJS v sodelovanju z raziskovalci iz Cerna in eksperimenta Atlas raziskuje, kako bi lahko umetna inteligenca pomagala pri hitrejši simulaciji detektorjev, ki jih uporabljajo za zaznavanje delcev.

V času svojega doktorskega študija pa je postal tudi vodič obiskovalcev po Cernu. "Želel sem se predvsem naučiti, kako svoji družini in prijateljem čim bolj preprosto predstaviti, kaj sploh počnem, po drugi strani pa sem lahko tudi sam spoznal nekatere podrobnosti v Cernu, ki jih drugače ob rednem delu ne bi," je ob tem povedal.

Obiskovalce po organizaciji vodijo kar raziskovalci in inženirji sami, s tem, tako Novak, zapletena znanost dobi bolj osebno noto, ljudje pa bolje razumejo, kaj se tam sploh počne. "Obiskovalci se pogosto predvsem navdušujejo nad dejstvom, da pospeševalnik obratuje 24 ur na dan in da se vsako sekundo zgodi več kot 30 milijonov trkov," je povedal.

Skupnost, ki jo povezuje strast do raziskovanja

V Cernu sicer delujejo raziskovalci in inženirji z vsega sveta. Okolje je tako izrazito multikulturno in sodelovalno. "Neverjetno je, kako ljudje z vseh koncev sveta, ki prihajajo iz zelo različnih kulturnih, znanstvenih in življenjskih okolij, tukaj sodelujemo povsem usklajeno in to pri nekaterih najbolj kompleksnih znanstvenih projektih na svetu," je poudaril Gorišek.

Podobno mnenje je izrazila tudi Ribarič, ki meni, da v organizaciji vsi delujejo kot del skupnosti, ki jo povezuje "skupna strast do raziskovanja". Kljub temu, pa je okolje tudi zelo specifično.

"Na dnevni ravni se srečuješ z izjemnimi posamezniki, vrhunskimi strokovnjaki na svojih področjih, ki so do svojega znanja prišli skozi leta in leta predanega dela. Zaradi tega se zlasti med mladimi raziskovalci včasih pojavi občutek sindrom vsiljivca, saj je postavljanje ob bok takim posameznikom lahko zastrašujoče. A hkrati to okolje ponuja izjemno priložnost za učenje, rast in navdih," je dejala.

V kolaboraciji Atlas to na primer podpirajo tudi z različnimi iniciativami, kot so mentorske sheme in poseben program, kjer se mladi raziskovalci lahko ob sproščenem kosilu neformalno pogovarjajo z izkušenimi člani ter pridobijo dragocene praktične nasvete za začetek svoje raziskovalne poti.

Mladim raziskovalcem svetuje, naj vztrajajo, poiščejo podporo v skupnostih in mentorstvu ter se obkrožijo z ljudmi, ki jih spodbujajo. "Pomembno je, da ne odnehate, vsak korak šteje," je še dodala.