Mark Thomson, profesor experimentální částicové fyziky na Cambridgeské univerzitě, získal jednu z nejžádanějších pozic ve světové vědě. Přesto se z určitého pohledu nelze ubránit otázce, zda nepřinesl osobní oběť pro vyšší dobro.
Od 1. ledna se Thomson stane generálním ředitelem CERN, nobelovkou ověnčené laboratoře jaderné fyziky u Ženevy. Právě zde, hluboko pod zemí, největší vědecký přístroj všech dob – Velký hadronový urychlovač (LHC) – znovu vytváří podmínky z prvních okamžiků po Velkém třesku.
LHC si své místo v dějinách vydobyl objevem nepolapitelného Higgsova bosonu, jehož přidružené pole působí jako kosmické lepidlo, které částicím propůjčuje hmotnost. Jedním z Thomsonových prvních úkolů však bude urychlovač odstavit kvůli rozsáhlým inženýrským pracím. Znovu se spustí až těsně před koncem jeho funkčního období.
V Thomsonově kanceláři v Cavendishově laboratoři, kam se dostanete kolem modelu dvojité šroubovice DNA objevené v Cambridgi před více než 70 lety, však odstávka nevyvolává zděšení. Naopak, těší se na následujících pět let.
"Stroj pracuje skvěle a shromažďujeme obrovské množství dat," říká. "Během tohoto období budeme mít co analyzovat. Fyzikální výsledky budou přicházet dál."
Thomsonova minulost není tradičně akademická: navštěvoval všeobecnou školu ve Worthingu v západním Sussexu a zájem o fyziku v něm probudila až populárně-naučná kniha o CERN, kterou četl na začátku dospívání. "Tak nějak mi to určilo směr," vzpomíná. "Chtěl jsem pochopit, jak vesmír funguje." Byl prvním v rodině, kdo šel na univerzitu – studoval fyziku v Oxfordu.
LHC urychluje protony – jádra atomů vodíku – téměř na rychlost světla uvnitř 27kilometrového okruhu pod francouzsko-švýcarským venkovem. Ve čtyřech bodech okruhu dochází ke srážkám protonů letících opačnými směry. Energie z těchto nárazů vytváří spršku nových částic, které zaznamenávají detektory LHC. Podle Einsteinovy slavné rovnice E=mc² více energie vytváří hmotnější částice.
Od června odstávka připraví cestu pro Vysokoluminiscenční LHC, zásadní modernizaci zahrnující nové výkonné supravodivé magnety, které zaostří protonové svazky a zvýší jejich jasnost. To desetinásobně zvýší počet srážek. Detektory se také vylepšují, aby lépe zachycovaly jemné známky nové fyziky. "Je to neuvěřitelně vzrušující projekt," říká Thomson. "Je zajímavější než jen rutinní provoz stroje."
Pokud bude modernizace úspěšná, umožní přesnější měření částic a jejich interakcí a možná odhalí nedostatky současných teorií, které by mohly vést k novým objevům. Jednou z přetrvávajících záhad je samotný Higgsův boson. Zatímco elementární částice získávají hmotnost z Higgsova pole, důvod, proč se jejich hmotnosti liší, zůstává neznámý. Dokonce i to, jak Higgsovy bosony interagují mezi sebou, je nejasné. "Mohli bychom spatřit něco zcela nečekaného," poznamenává Thomson.
Dohlížení na Vysokoluminiscenční LHC bude ústředním bodem Thomsonova pětiletého funkčního období. Musí se však také vypořádat s větším a kontroverznějším projektem: plánováním toho, co přijde po LHC, jehož životnost by měla skončit kolem roku 2041. Vedoucím kandidátem je obří stroj zvaný Budoucí kruhový urychlovač (FCC).
Podle studie proveditelnosti CERN by byl FCC více než třikrát větší než LHC a vyžadoval by vyhloubení nového 91kilometrového kruhového tunelu až 400 metrů pod zemí. Projekt by byl realizován ve dvou fázích, přičemž první by začala koncem 30. let 21. století. V 40. letech se plánuje srážet elektrony s jejich antihmotovými partnery, pozitrony. Poté, kolem 70. let, by tento stroj nahradil nový urychlovač určený ke srážení protonů při sedminásobné energii oproti LHC. Odhadované náklady na první fázi jsou 15 miliard švýcarských franků, tedy asi 14 miliard liber.
Samotné inženýrství je ambiciózní, ale Budoucí kruhový urychlovač (FCC) čelí širším výzvám. Členské státy CERN, které o projektu budou hlasovat v roce 2028, nemohou pokrýt veškeré náklady, takže jsou zapotřebí další mezinárodní přispěvatelé. Zároveň pokračuje debata o tom, zda je to nejlepší stroj pro nové objevy. Není zaručeno, že odpoví na velké otázky fyziky, jako například: Co je temná hmota shlukující se kolem galaxií? Co je temná energie pohánějící rozpínání vesmíru? Proč je gravitace tak slabá? A proč při vzniku vesmíru převládla hmota nad antihmotou? Bez jasného, zaručeného průlomu bude úkol Marka Thomsona získat podporu obtížnější.
CERN však vždy byl více než jen o vědě. Díky této laboratoři je Evropa světovým lídrem v částicové fyzice, přitahuje desetitisíce výzkumníků a pohání vývoj nových technologií. Jiné země, zejména Spojené státy a Čína, však pokračují ve vlastních plánech na urychlovače nové generace. To, zda si CERN udrží svou přední pozici, závisí na úspěchu nástupce LHC.
"Nedosáhli jsme bodu, kde by objevy ustaly, a FCC je přirozeným dalším krokem. Naším cílem je porozumět vesmíru na jeho nejzákladnější úrovni," říká Thomson. "A tohle rozhodně není čas to vzdávat."
Často kladené otázky
Samozřejmě Zde je seznam často kladených otázek k tvrzení Muž přebírající vedení nad Velkým hadronovým urychlovačem to dělá jen proto, aby ho vypnul
Začátečník Obecné otázky
1 Co je Velký hadronový urychlovač
LHC je největší a nejvýkonnější urychlovač částic na světě Je to 27kilometrový okruh supravodivých magnetů pohřbený pod zemí u Ženevy ve Švýcarsku v CERN Vědci jej používají ke srážení protonů téměř rychlostí světla za účelem studia základních stavebních kamenů vesmíru
2 Je pravda že nový člověk přebírá vedení jen aby LHC vypnul
Ne to není pravda Jde o nedorozumění nebo fikci LHC je klíčový vědecký přístroj Noví ředitelé nebo vedoucí projektů jsou jmenováni k řízení jeho provozu modernizací a budoucích výzkumných cílů ne k jeho ukončení
3 Proč by si někdo myslel že ho někdo chce vypnout
Tato myšlenka může pocházet z vědeckofantastické literatury nedorozumění ohledně plánované údržby nebo zmatku v debatách o rozpočtu LHC pravidelně prochází dlouhými odstávkami kvůli modernizacím a opravám což někdo může mylně interpretovat jako trvalé uzavření
4 Kdo vlastně LHC řídí
LHC spravuje CERN Evropská organizace pro jaderný výzkum Jeho každodenní provoz řídí tým vědců inženýrů a vedoucí projektu Vedoucí role se v čase mění jako součást běžného kariérního postupu
5 Může vůbec jediný člověk rozhodnout o vypnutí LHC
Ne LHC je mezinárodní projekt financovaný a provozovaný ve spolupráci mnoha zemí Jakékoli zásadní rozhodnutí jako trvalé vypnutí by vyžadovalo složitý konsenzus mezi členskými státy a vědeckou komunitou ne jedince
Mírně pokročilý Provozní otázky
6 Je LHC někdy vypínán
Ano ale pouze dočasně Funguje v několikaletých bězích následovaných plánovanými Dlouhými odstávkami Tato období slouží k nezbytné údržbě modernizacím pro zvýšení jeho výkonu nebo citlivosti a k instalaci nových detektorů
7 Co se děje během plánované Dlouhé odstávky
Týmy provádějí tisíce údržbářských úkolů posilují elektrická spojení modernizují výpočetní systémy instalují nové trubice pro svazky a vylepšují součásti detektorů Je to jako obrovská boxová zastávka aby se stroj ještě zlepšil
