Laboratorij za fiziko delcev letos zaznamuje 70 let od ustanovitve. Tamkajšnji najbolj prepoznaven objekt je 27 kilometrov dolg veliki hadronski trkalnik, predor, ohlajen komaj kaj nad absolutno ničlo. V njem s hitrostjo, blizu svetlobne, potujejo protoni, delci, veliko manjši od atoma. Žarke protonov namenoma pošiljajo v nasprotno smer, tako da ti na več točkah trčijo med seboj.

Atlas je eden od štirih velikih eksperimentov v Cernu. Velik je kot katedrala, težek več tisoč ton, v sebi pa ima za več Eifflovih stolpov železa, predvsem pa je to izjemno sofisticirana gigantska 3D-kamera. Naloga znanstvenikov na njem je, da trke merijo in raziskujejo ter ugotavljajo, kaj pri njih nastaja. Ker so energije zelo velike, mora biti temu primeren tudi detektor. V Atlasu so – ob sestrskem eksperimentu CMS – leta 2012 potrdili obstoj Higgsovega bozona.

Andreas Hoecker, detektor Atlas je kot nekakšen velik mikroskop ali pa kamera, pravijo.
Ja, detektor je dolg približno 46 metrov, visok je 25 metrov. Kot da bi sto metrov pod površjem postavili osemnadstropno stavbo, ki je precizno izdelana do milimetra natančno. Lahko si jo predstavljate kot velikansko čebulo, kjer najbolj notranjo plast sestavlja zelo fina silicijeva tehnologija, odporna proti sevanju, sledijo ji magneti, ki ukrivljajo tir delcev, iz česar lahko določimo njihovo gibalno količino, sledijo kalorimetri oziroma detektorji, ki so tako gosti, da ustavijo tako rekoč vse delce. Kinetična energija delcev se tam pretvori v električni signal in na tak način jih lahko opišemo. Sledijo še posebni spektrometri, ti pa prestrežejo tiste delce, ki so prečkali celoten detektor. Lahko bi rekli, da gre za velikansko kamero.

In za čim ste pravzaprav na lovu, kaj skušate zaznati s tako megalomansko napravo? Zakaj mora biti tako velika?
S trki proizvajamo delce, ki so obstajali v prvih trenutkih po velikem poku, in sicer deset na minus dvanajsto sekunde po velikem poku. Med njimi je izjemnega pomena delec, ki smo ga poimenovali Higgsov bozon, ta je na neki način glasnik mehanizma, ki daje vsem delcem maso. Takšni delci imajo zelo zelo kratek obstoj, takoj ko nastanejo, tudi razpadejo. Z detektorjem jih tako ne moremo zaznati, lahko pa zaznamo tiste delce, na katere razpadejo.

Potem bi vam lahko rekli detektivi? 'Storilca' skušate rekonstruirati na podlagi sledi?
Ja, gre za nekakšno detektivsko delo. Zaznati skušamo hitrost, energijo in smer delcev, na podlagi tega lahko izračunamo osnovni delec, iz katerega so nastali. In prav ta nas neznansko zanima.

Nisem si predstavljala, da v obdobju, ko v trkalniku potekajo trki, vanj pošljete več milijard delcev, a je nato v trkih udeležena le peščica, trči le eden na milijardo … Zakaj tako malo?
Res je. Vsak žarek protonov, ki ga pošljemo v trkalnik, sestavlja 120 milijard protonov. Ti žarki nato trčijo med seboj. Predstavljati si moramo, da gre za res majhne delce. Čeprav je mesto trka veliko desetinko mikrometra, je to zanje še vedno velik prazen prostor in večina delcev le zleti drug mimo drugega in se med seboj ne sreča. Izmed 120 milijard jih med seboj trči le približno 50. Razlog je preprosto v tem, da so tako majhni.

Pravite, da se s trki podajate skoraj do velikega poka samega, midva pa zdajle odpotujva le malo v zgodovino. Kako je ta detektor sploh nastal, kako ste se lotili njegovega snovanja?
Imamo kar dolgo zgodovino, nekaterim fizikom in inženirjem Atlas v Cernu predstavlja že kar celotno profesionalno kariero. Njegovo načrtovanje se je začelo že v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, na začetku samo z idejnimi sestanki. V Cernu je v devetdesetih letih že deloval trkalnik delcev, in sicer na podlagi trkov elektronov s pozitroni, ideja pa je bila, da bi zgradili zelo velik hadronski trkalnik, v katerem bi med seboj trkali protone. Trkalnik je prvo podobo na papirju dobil leta 1992, takrat smo pripravili načrt tako za detektor Atlas kot za – na drugi strani trkalnika – njegov sestrski detektor CMS. To je bilo samo pismo namere, za to še nismo imeli dovoljenja. Naša ideja je bila skoraj nepredstavljiva. V tistih časih si je bilo delovanje takšnega detektorja skoraj nemogoče predstavljati, fizika tedaj še ni bila na ravni, da bi lahko z gotovostjo rekli, da nam bo trke uspelo izmeriti. Tehnologija je bila še v povojih, marsikaj sploh še ni obstajalo. Poleg tega je bila sama izvedba izjemno draga. Od ideje se je nato zvrstilo kar nekaj let za pripravo natančnih simulacij in raziskav strojne opreme. Atlas je bil pravzaprav prvi tak eksperiment, za katerega smo še pred izgradnjo pripravili popolno simulacijo. In v tem tudi tiči skrivnost, zakaj deluje tako dobro.

O katerih letih govoriva?
O sredini devetdesetih let prejšnjega stoletja, takrat smo tudi pridobili polno dovoljenje in s tem se je tudi začela graditev. Snovanje Atlasa je bil nekakšen prototip vsem poznejšim zasnovam podobnih detektorjev – korak za korakom je treba razviti tehnologijo, izpeljati številne teste in poskuse ter šele nato, ko veš, kako bo stvar delovala, zaženeš gradbene stroje. Konec devetdesetih let smo začeli sredi prej zelenega travnika kopati veliko, 90 metrov globoko in 50 metrov široko gradbeno jamo.

Naslednji korak so bile res velike zanke toroida, nekakšen zunanji magnetni plašč, ki zagotavlja magnetno polje znotraj mionskega spektrometra, zgrajenega iz velikih mionskih komor. Od tedaj je moralo preteči še deset let, da smo lahko ob pomoči novozgrajenega detektorja zajeli prve podatke. Odtlej se Atlas vse bolj razvija kot velika mednarodna kolaboracija, ki še vedno raste. Ta hip je vanj povezanih 42 držav, med njimi tudi Slovenija. Z nami je povezanih 253 inštitutov z vsega sveta, skupno pa pri Atlasu sodeluje 3000 znanstvenikov, še enkrat toliko je inženirjev in tehnikov. K temu lahko prištejemo še približno 1200 doktorskih študentov, na katere smo zelo ponosni, saj opravijo res veliko zahtevnega raziskovalnega dela, sodelujejo pa tudi pri posodabljanju detektorja in njegovem delovanju. Tako pridobijo res široko izobrazbo in vpogled, pri čemer imamo kar izziv, kako jih obdržati pri nas, saj so kot zelo izobraženi strokovnjaki zelo iskani po svetu, zlasti v industriji.

Ti študentje niso vešči le fizike, ampak tudi računalništva in programiranja?
Natančno tako. Veliko programirajo, to je njihov naravni način izražanja, hkrati pa se izjemno izmojstrijo tudi v tehniki, v poznavanju strojne opreme, izvrstno poznajo sam detektor in njegovo delovanje. Pri tem so vpeti v mednarodno zelo pisane ekipe. Jezik sporazumevanja tukaj je angleščina, tako da včasih kar pozabimo, kdo je od kod … Cern je resnično izjemno prijeten talilni lonec …

In kljub temu ne kot babilonski stolp … Kljub narodnostim in jezikom iz vseh vetrov ste kar poenoteni pri skupnih ciljih?
Res je, točno. Sam opažam zelo močno identifikacijo posameznikov s projektom, kot je Atlas. Opazi se nekakšen ponos, zlasti ob kakšnih uspešnih poskusih. Tudi če niso neposredno vpeti v sam eksperiment, o njem s ponosom razlagajo in širijo zavedanje splošne javnosti.

Od kod pravzaprav pride ime Atlas? Je to povezano z grško mitologijo?
Pravzaprav gre za izpeljanko, nekakšno kratico iz izraza "A Toroidal Lhc ApparatuS", ki se je na koncu kar posrečila. Pravzaprav smo jo izglasovali, v igri pa smo imeli kar nekaj alternativ. Izraz pa ni neposredno povezan z grško mitologijo, a smo skozi leta opazili vzporednice: naš Atlas namesto sveta na svojih ramenih nosi atom in s tem uganko vesolja, kar je krasna prispodoba.

Pri detektorju je neverjetno to, da kljub svoji nepredstavljivi mogočnosti deluje … Da ta megalomanska švicarska ura sploh teče in prinaša podatke …
In ne le to: naprava deluje pri veliko večji obremenitvi, kot je bila zasnovana na začetku. Govorimo o celo trikratno večji obremenjenosti od tiste v prvotnih načrtih. Veste, detektor je grajen zelo robustno. Prav vse mora delovati, saj si – ko je enkrat postavljen – ne moremo več privoščiti, da ga popravljamo in dograjujemo. Seveda imamo vsako leto obdobje premora, v katerem detektor posodobimo, a gre predvsem za površinske posege, medtem ko je njegova notranjost zasnovana tako, da traja. Detektor sestavlja več kot 100 milijonov bralnih kanalov, predstavljamo si jih lahko kot zelo gosto mrežo nekakšnih tipal, podobno kot pri zaslonu mobilnega telefona. In to, da vse to deluje, je res impresivno.

Omenjate več milijonov delov, kanalov, kot ste se izrazili … Kaj to pravzaprav pomeni? Kako tehnično zapleten je detektor?
Detektor sestavlja približno 3000 kilometrov žic in kablov. To je res veliko. Gre za tehnično zelo dovršene plasti, ki se – kot pri čebuli – širijo druga okoli druge, vse skupaj pa delci ob trkih prehajajo s svetlobno hitrostjo. Primerjajmo to s kamero v vašem telefonu. V njem je približno 12 milijonov kanalov, s tem lahko napravite približno sliko na sekundo. Naš detektor sestavlja sto milijonov kanalov in lahko posname 40 milijonov fotografij na sekundo. Pri tem nastane neznanska količina podatkov, pri čemer moramo biti sposobni hkrati zajeti razpadne delce več trkov in te pripisati pravemu trku.

Koliko podatkov dobite na neko določeno časovno enoto in kako se odločite, katere boste obdelovali in nanje stavili?
Govorimo o veliko pridobljenih terabajtih podatkov na sekundo. Vsekakor vsega tega ne zmoremo analizirati, zato smo razvili posebne filtre. Gre za posebno elektronsko opremo, ki se mora biti sposobna v pičlih nekaj mikrosekundah odločiti, ali nam je neki trk zanimiv ali ne. Tak filter od 40 milijonov dogodkov na sekundo odbere kakih 100.000. Te pošljemo na računalniško farmo, nekakšen podatkovni center, ki je v neposredni bližini detektorja. Ta po temeljiti analizi v nadaljnjo obdelavo pripusti približno 3000 dogodkov. Gre za približno deset gigabajtov podatkov na sekundo, ki pa jih nato shranimo in preučujemo. Ta hip razpolagamo s približno 300 petabajtov podatkov, ki so razpršeni po vsem svetu in ki jih analizirajo tamkajšnji raziskovalci.

Koliko podatkov približno je to?
Petabajt je tisoč terabajtov, terabajt pa je tisoč gigabajtov. To si lahko že lažje predstavljate, saj imate na svojem telefonu približno 60 gigabajtov prostora.

Kako pa razvijate programsko opremo. Vse namreč razvijate in snujete sami?
Gre za zelo hitro in zmogljivo opremo, zlasti pri filtriranju pridobljenih podatkov. Po drugi strani govorimo o zelo sofisticiranih programskih orodjih, ki omogočajo kar se da hitro rekonstrukcijo trkov. Detektor pridobi namreč le elektronske signale in šele z analizo teh lahko ugotavljamo, s katerimi delci imamo opravka. Za analizo potrebujemo več tisoč računalnikov, ki vzporedno obdelujejo podatke. Programsko opremo za to razvijajo fiziki sami, pa tudi računalniški inženirji, ponosni smo tudi na vso programsko opremo, ki temelji na zelo naprednih algoritmih strojnega učenja. Veliko pozornosti namenjamo snovanju simulacij trkov. Te simulacije nato primerjamo z dejanskimi podatki iz detektorja, pri tem pa iščemo novo fiziko.

Je res, da ste ta hip v Cernu na neki način v nekakšnem primežu, da vas pesti neodločenost, kam zaviti, kam se raziskovalno podati? Tavate v megli? Kaj je pred Cernom?
Smo v pričakovanju naslednje stopnje prenove, pri kateri bomo z novimi deli nadomestili kar polovico detektorja Atlas. Prenova, ki bo trajala tri leta, bo stala 270 milijonov evrov.

Samo za detektor Atlas?
Samo za Atlas. A prenove ne bo deležen le detektor, ampak tudi hadronski trkalnik, ki ga bomo zelo nadgradili. Po njej bo pri višji pogostosti trkov deloval pri še večjih energijah. Samo detektor Atlas bo lahko pridobil od 15- do celo 20-krat več podatkov kot pred prenovo. Nadejamo se, da bomo s tem na sledi novi fiziki, ki nam bo, upam, dala tudi nove usmeritve za naprej.

In pa: omeniti moram Higgsov bozon. Njegovo odkritje je bilo resnično revolucionarno, z njim smo dobili potrditev mehanizma, ki daje delcem maso. Prvič v zgodovini imamo priložnost testirati ta mehanizem, ki je elementaren tako za fiziko in biologijo kot za celotno evolucijo našega vesolja. Cern je dolgoročen projekt, ki se razteza še najmanj do sredine tega stoletja. Seveda pa smo z mislimi že pri naslednjem in vseh nadaljnjih korakih. Med drugim načrtujemo tako imenovano Higgsovo tovarno, v kateri bi lahko podrobneje preučevali značilnosti Higgsovega bozona.

Pa čutite kaj negotovosti ob tem?
Seveda, tudi ta je. Zlasti glede vprašanja, ali bomo dobili zadostno podporo, na katero seveda upamo. Naše delo ta hip je, da prepričamo splošno javnost in politične odločevalce, da gre res za vznemirljivo področje fizike, ki bo prispevalo k napredku človeštva. V fiziki je še veliko neznank in upamo, da bomo prav ob pomoči raziskovanja osnovnih delcev prispevali kakšen uvid več. Zdaj se posvečamo vprašanju, kaj je temna snov. Raziskovanje vesolja jo vse bolj očitno potrjuje, vemo, da je materije le približno pet odstotkov vsega vesolja, temna snov pa predstavlja približno četrtino vesolja. A še vedno ne vemo, kaj je, kot tudi ne, kaj je temna energija, ki predstavlja skoraj 70 odstotkov vesolja. Pojavljajo se ugibanja, ali bi utegnila biti temna snov povezana z nevtrini, izjemno majhnimi in lahkimi delci, ki vas prav ta hip prečkajo v milijardah in milijardah. A to smo ovrgli. Sumimo, da so podlaga za temno snov delci, ki jih še ne poznamo in ki jih lahko z raziskavami, kakršne snujemo v Cernu, najdemo in dokažemo. Morda se lahko do takih delcev dokopljemo ob razpadu in nadaljnjih analizah Higgsovega bozona.

Raziskave v fiziki osnovnih delcev se sicer nenehoma razvijajo. Vsakič ko povečamo energijo trkov, opazimo nove generacije osnovnih delcev in pri tem ugotavljamo, da tisti, ki smo jih kot osnovne delce obravnavali doslej, to sploh niso. Saj veste: najprej smo poznali zgolj atom. Potem smo ugotovili, da ga pravzaprav sestavljajo elektroni in v jedru protoni in nevtroni. In od tu se je celotna slika le še drobila na kvarke in vse preostale še manjše delce. Mogoče je celo, da Higgsov bozon sploh ni osnovni delec, ampak da je le sestavljen iz nekih, nam še neznanih delcev ter da obstajajo njemu sestrski oziroma bratski delci, o katerih se nam še sanja ne. To bi popolnoma spremenilo naše vedenje o razvoju vesolja …

Vas to, da vemo tako malo o vesolju, kdaj frustrira?
Hm, gre bolj za navdušenje kot frustracijo. Raziskovalci uživamo, če imamo pred seboj problem, ki ga želimo rešiti. Standardni model, teorija, ki ob pomoči matematike razlaga svet delcev, je po mojem prepričanju ena od največjih zapuščin človeštva. Gre tudi za najnatančnejšo fizikalno teorijo, ki smo jo spisali. Podkrepljena je z meritvami, ki so natančne do deset na minus deseto, gre za natančnost tako imenovane konstante fine strukture. To me res navdaja s ponosom. Vemo pa tudi, da model deluje le pri nižjih energijah. Če se premaknemo bližje pogojem, kakršni so prevladovali med velikim pokom, iz več razlogov ne bo več deloval. In prav to nas zanima: želimo storiti korak bližje velikemu poku, razumeti delovanje energij in delcev tik za velikim pokom, kako je nastalo ravnotežje med materijo in antimaterijo in zakaj je iz tega izšel le neznaten del materije, ki predstavlja vse, kar poznamo danes. Vse to je resnično izjemno vznemirljivo.

Pa vam lahko uspe?
Edini strah, ki ga imam, je, da je morda vprašanje pretežko. Upam, da bo prihodnjim generacijam na ramenih dozdajšnjih uspelo streti veliko orehov, s katerimi se ukvarjamo zdaj. Vprašanja, ki si jih fizika zastavlja danes, so izjemno težka. Tako da gre za nekakšen medgeneracijski projekt, ki zadeva celotno človeštvo. Upam, da nam nekoč, korak za korakom, uspe razumeti resnico, ki je v ozadju vseh teh velikih problemov. Če se zazrete v zgodovino, lahko vidite prizadevanja toliko generacij, ki so počasi gradile znanje, s katerim razpolagamo danes.

Kako gledate na pionirje na področju fizike osnovnih delcev? Tiste, ki so se za tiste čase domislili nečesa tako norega, kot je velikanski pospeševalnik delcev sredi tedaj zelenih polj?
Osebno sem velik navdušenec nad Cernom. Gradile so ga izjemne generacije, začenši z Ernestom Rutherfordom, očetom jedrske fizike. On in njemu podobni se niso ustavili ob problemu. Želeli so ga razumeti in streti. Zgodba Cerna po drugi svetovni vojni ima ob tem še prav posebno simboliko. Svet je bil tedaj v sesutem stanju, a vendarle se je na meji med Francijo in Švico prav tedaj začelo nekaj vizionarskega. To, da so se še malo prej sprti narodi poenotili o nujnosti sodelovanja v temeljni znanosti in zagonu velikanskega projekta, kot je Cern, je nekaj neverjetnega, menim, da gre za enega največjih uspehov človeštva. Mislim, da smo lahko upravičeno ponosni na to, kaj so v tistih časih dosegli fiziki.

Ja, to je bilo res posebno obdobje. Komaj se je polegel krik druge svetovne vojne, že se je na obzorju rojevala hladna vojna, vmes pa je zrasel mednarodni projekt raziskovanja temeljnih zakonov fizike.
To je bilo resnično nekaj lepega. S konvencijo o ustanovitvi Cerna, ki je začela veljati septembra 1954, je bila Evropa, uničena in v ruševinah po koncu druge svetovne vojne, sposobna ustvariti laboratorij, ki je edinstven na svetu. Države, ki so si bile še malo prej nasprotnice na vojnih frontah, so zdaj sodelovale s popolnim zaupanjem, snovale en pospeševalnik za drugim, vse večji in večji. In ustanovitelji Cerna so postavili administrativni, finančni in predvsem znanstveni okvir, ki je Evropi omogočil, da je počasi, a zanesljivo dohitela in vnovič zavzela svoje mesto v orkestru svetovne fizike. Cern je zrasel v največji raziskovalni laboratorij za fiziko delcev na svetu in model za druge raziskovalne ustanove, kot so ESO (Evropski južni laboratorij), ESA (Evropska vesoljska agencija) ali EMBI (Evropski laboratorij za molekularno biologijo). Z množico laboratorijev in univerz po vsem svetu, ki sodelujejo v programu velikega hadronskega trkalnika, pa je Cern dejansko postal svetovni laboratorij. In še danes je tako: države, ki so morda na geopolitičnem polju sprte, na cernskem delujejo z ramo ob rami. Ob tem me navdaja s ponosom tudi to, da so naši rezultati javni, vsa tehnologija, ki smo jo razvili, je popolnoma odprta.

Kaj vas je osebno gnalo v fiziko? Rodili ste se in odraščali v Bonnu, za doktorat pa ste se namenoma odločili za Francijo …
Ja, študiral sem v Bonnu, kjer deluje precej matematično usmerjena univerza. Tako sem kot študent poslušal veliko predavanj o teoretski fiziki, pri izbiri diplomskega dela pa me je pritegnilo delo dveh raziskovalnih skupin na trkalniku LEP, ki je v preteklosti deloval v delu taistega predora, po katerem dandanes poteka veliki hadronski trkalnik. Šlo je za začetek devetdesetih let prejšnjega stoletja, leto 1992, in delo v tej skupini me je povsem očaralo. Dejansko so vsi sodelovali in sedeli skupaj za isto mizo, zaradi česar je bila skupina edinstvena in res dober zgled timskega dela. Po drugi strani pa me je pritegnila tudi sama fizika osnovnih delcev, to, da lahko preučujemo res čisto osnovne zakonitosti materije. Tako je bila moja edina dilema, ali naj se odločim za delo na področju teoretske ali eksperimentalne fizike. In tehtnica se je prevesila v korist druge. Po diplomi sem se odpravil v Francijo, saj sem želel doktorat opravljati v skupini profesorja Michela Daviera.

Pa se lahko še za hip pomudiva pri tem, kaj vas je poklicalo v naravoslovje, v fiziko? Kakšen vpliv je imela na vas vaša vzgoja?
Že od nekdaj so me zanimali miselni problemi in njihovo reševanje, igral sem tudi šah. Matematika je bila od nekdaj moj peskovnik, imel sem jo rad. To imam po očetu, ki je prav tako gojil ljubezen do nje, čeprav se je potem odločil za inženirstvo. Na splošno je bila vsa družina nekako naravoslovno usmerjena, to me je povsem očitno zaznamovalo. Želel sem si razumeti naravo, njeno skrivnostno ravnanje sem videl kot problem, ki ga je treba rešiti, in to me je napeljalo k fiziki.

Ko se takole pogovarjam s fiziki podobnega kova, kot ste vi, dobim občutek, kot da ste v delu tudi filozofi, ki se skušate na svoj način dokopati do ultimativne razlage vsega, kar poznamo.
Najverjetneje je vse odvisno od perspektive. Nekdaj sta si bili fizika in filozofija precej bližje. Filozofsko plat fizike je pozneje spet razburkala revolucija, ki jo je zanetila kvantna mehanika, skupaj z vprašanji o determinizmu, o tem, kako sploh lahko obstajamo. Razprave o razvoju vesolja so res izjemno globoke in težke, ob čemer nas danes vznemirja predvsem vprašanje, zakaj si je narava izbrala prav takšne vrednosti parametrov, kot veljajo. Na primer: masa elektrona je zelo zelo majhna. Recimo, da bi se igrali boga in bi spremenili maso elektronov, da bi bila ta, denimo, enaka masi mionov? Mioni spadajo v isto skupino osnovnih delcev kot elektroni, le da so od njih 200-krat težji. Kaj bi se zgodilo? Vsi bi bili 200-krat manjši, saj je polmer atomov obratno sorazmeren z maso elektronov. To je še razumljivo. Naša svetloba ne bi bila vidna svetloba, ampak bi imela veliko večjo energijo, tolikšno, kot jo imajo na primer rentgenski žarki. Tudi to je še razumljivo. Toda dejansko bi ti težki elektroni padli v jedro atoma, protoni bi razpadli na nevtrone in celotno vesolje bi sestavljali le še nevtroni. Postali bi nevtronske zvezde. Svetlobe ne bi bilo. Vesolje bi bilo kot igra bilijarda, kjer se naokoli kot kroglice podijo nevtronske zvezde. Vse to zaradi majhne spremembe enega samega parametra. In isti miselni eksperiment bi lahko izvedli ob primeru mase kvarkov, ki sestavljajo protone in nevtrone. Na primer, nevtron je le malo težji od protona. Če bi to obrnili, ne bi bilo ne kompleksne kemije ne biologije ne življenja, nič. Zakaj se je vesolje torej ustalilo pri teh parametrih, ki omogočajo obstoj zapletene kemije, zapletenih molekul, življenja kot takega? To je popolnoma neverjetno vprašanje, ki ga ne razumemo. Fiziki upamo, da je za vsem tem neki globlji razlog. Prav zato si prizadevamo, da bi lahko naše eksperimente izvajali v še večjem pospeševalniku, saj bi se lahko tako dokopali do uvidov, kako je bilo bližje velikemu poku, in razumeli izvor parametrov, po katerih danes deluje vesolje. To uganko bi lahko pojasnilo morda to, da vesolje ni eno, da jih je več, da živimo v multiverzumu, kar predvideva tako imenovana teorija kvantne gravitacije, po kateri domnevajo na inflacijo vesolja in s tem na obstoj veliko vesolj. Gre za izjemno globoka in filozofska vprašanja, ki si jih zastavljamo.

Besedišče, kakršno uporabljate v fiziki osnovnih delcev, je precej nenavadno. Saj veste: čarni kvark, čudni kvark, gornji kvark in spodnji kvark. Imate zaradi teh nenavadnih izrazov kakšen poseben, čudaški status med drugimi vejami fizike?
Mislim, da se veje v fiziki vse bolj zlivajo med seboj. Ko sem študiral, sta bili, denimo, astronomija in fizika osnovnih delcev nekaj povsem drugačnega. Zdaj sta že skoraj eno področje. Vse bolj očitno je, da vsi uperjamo pogled v isto stvar, le da z druge perspektive. Kozmologija se ukvarja z razvojem vesolja, a tega lahko razumemo le, če poznamo osnovne delce vesolja in sile med njimi. Tudi če se premaknemo na polje fizike trdne snovi, lahko opazimo številne stične točke s fiziko osnovnih delcev. Le če bomo znali sodelovati, bomo lahko fenomene razumeli v vsej njihovi kompleksnosti.

V zadnjih letih je med osnovnimi delci največjo pozornost sveta in slavo požel Higgsov bozon, hkrati pa se fiziki obračamo k novim delcem, ki jim, kot pravite, nadevamo čudaška imena. Mislim predvsem na delce, kot jih predvideva tako imenovana supersimetrija, ki so kot nekakšna zrcalna podoba vse že poznanih delcev in jim v imenu le dodajamo črko S.

Na primer selektroni …?
Točno tako. A ta S ni tu kar tako, ampak zelo poenostavljeno ponazarja neki fizikalen razlog v ozadju. V nasprotju s tem pa je bilo poimenovanje za kvarke povsem druge vrste: ime jim je nadel Nobelovec Murry Gell-Mann, ki je zamisel zanj dobil po izmišljenem izrazu iz romana Jamesa Joycea Finneganovo bdenje. Poimenovanja za Higgsov bozon pa mi najbrž ni treba posebej pojasnjevati …

Kot naročeno. Prišla sva do 4. julija 2012, ko ste v Cernu potrdili obstoj Higgsovega bozona. Kako se sami spominjate tega dne?
To je bil neverjeten dan, razglasitev sem nestrpno pričakoval kot vsi drugi. Tistega leta sem pri Atlasu sodeloval pri zajemanju podatkov iz detektorja in sem veliko časa preživel prav v tej nadzorni sobi, v kateri se pravkar pogovarjava. Na tisto sredo na začetku julija, ko so novice o potrditvi Higgsovega bozona tako rekoč v hipu obšle ves svet, kot tudi dneve pozneje, so bili vsi, ki sem jih srečal, z nasmehom do ušes. Popolni neznanci smo se na ulicah Cerna pozdravljali in smehljali drug drugemu, kot da nas veže uspešno opravljena skupna misija. Pravo skupinsko veselje! Odkritje je bilo resnično prelomno v fiziki in ta dan si bom za vedno zapomnil.

Slišala sem, da ste pri Atlasu zelo natančno pripravljali javno predstavitev za tisti dan. Zdajšnja direktorica Cerna Fabiola Gianotti je imela tedaj vlogo, ki jo zdaj zasedate vi. Bila je torej na čelu eksperimenta Atlas. Zaprla se je v predavalnico skupaj z drugimi raziskovalci na eksperimentu – od najbolj uveljavljenih pa do študentov začetnikov na praksi – in pred njimi pilila svoj nastop. Končno besedilo in podoba nastopa sta bila rezultat konsenza vseh. Zelo demokratično, kajne?
Fabiola Gianotti je tedaj – kot jaz danes – predstavljala Atlas, bila je njegov obraz, a jasno je, da je Atlas predvsem rezultat skupnega dela. Spomnim se, da smo ključne rezultate dobivali le nekaj tednov pred razglasitvijo in morali smo se prepričati, da bo vse, kar bomo sporočili svetu, resnično in točno. A imate prav, tako se pri nas lotevamo dela. Kadar koli poročamo o pomembnejših rezultatih v naši kolaboraciji, ali v znanstvenih objavah ali v nastopih na konferencah, vselej je vsebina stvar skupnega dogovora.

Kako pa je vloga prvega človeka Atlasa zaznamovala vas? Osebnostno in strokovno?
Voditi tako veliko skupino raziskovalcev in inženirjev vzbuja strah, a se nanjo pripravljaš postopno. Sam sem imel pred tem že vrsto drugih vlog, nazadnje kot namestnik predhodnika Karla Jakobsa. V eksperiment Atlas je vključenih več kot 3000 ljudi, nekaj sto jih tu dela za stalno, veliko pa jih z nami sodeluje na daljavo tako rekoč po vsem svetu.

Kakšno pa je vaše razmerje s sestrskim eksperimentom CMS, ki je prav tako ob trasi trkalnika in s katerim sta leta 2012 predstavila skoraj identične rezultate v podkrepitev obstoja Higgsovega bozona? Se dopolnjujete, ste tekmeci?
Dobro se razumemo, a gre za nekakšno prijateljsko tekmovalnost. Toda tekmovalnost je pomembna, prav tako kot je pomembno, da rezultate pridobivamo neodvisno drug od drugega. Drug drugega tako preverjamo, kar je nujen pogoj v znanosti, zlasti pri novih, še nikoli prej videnih pojavih. To, da smo se leta 2012 v enakem obdobju dokopali do enakih rezultatov, je bilo izjemno prepričljivo, zlasti zato, ker raziskav in rezultatov drug drugega nismo poznali. A po drugi strani se med seboj veliko družimo, smo prijatelji, kar nekaj je celo parov, zvez, pri katerih je en partner zaposlen v Atlasu, drugi pa v eksperimentu CMS.

V intervjuju ste nekajkrat omenili tudi Slovenijo. Kakšen ugled ima naša država v organizaciji, kot je Cern?
Slovenija je zelo dejavna na številnih področjih znotraj Atlasa. Tako na področju programiranja in računalniških rešitev, fizikalne analize kot pri delu pri samem detektorju. Pri vsem skupaj sodeluje tudi veliko slovenskih študentov. Eden od slovenskih raziskovalcev Andrej Gorišek (ki je tudi strokovno pregledal intervju, op. p.) bo z marcem prevzel eno od vodilnih mest v kolaboraciji, saj bo postal koordinator vodenja detektorja, pristojen bo za uspešnost zajema podatkov pri detektorju, kar je velika odgovornost. Slovenija igra tudi pomembno vlogo pri predvideni obširni prenovi detektorja, vaši raziskovalci se posvečajo predvsem najbolj notranjim delom detektorja in varnostnim mehanizmom v njih. Tudi slovenski študentje in mladi raziskovalci uživajo visok ugled, mislim, da v Sloveniji dobro izobražujete nove generacije fizikov in da je kakovost vašega izobraževanja na tem področju povsem primerljiva z najrazvitejšimi državami sveta.

V Cernu sem opazila zelo visoko raven komuniciranja o znanosti – tako rekoč vsakdo, s katerim sem se pogovarjala, je o svojem področju govoril zavzeto in prilagojeno laiku. Kako pomembna vrednota je za vas komuniciranje o znanosti, zlasti v dobi, ko pada pozornost posameznika in se teme rade relativizirajo?
Morda nisem najboljši naslov za ta odgovor, a moj moto je, da moramo pri nagovarjanju naših občinstev znanost ohraniti v središču. Seveda se vsi v duhu časa premikamo po trendu malikovanja sloga – kako kaj povedati s podobo, vizualno in atraktivno, na koncu pa je vsebina še vedno glavna in najpomembnejša. In pri tem vztrajam. Neprestano se moramo truditi, da ljudem pojasnjujemo glavno bistvo v ozadju našega dela in kam naše raziskovanje vodi. Javnosti moramo razlagati, zakaj je to, kar počnemo, pomembno. Seveda pa gremo v toku s časom: veliko imamo oddajanja v živo, organiziramo virtualne sprehode za študente in šolarje z vsega sveta. Ključno je ne le informirati in izobraževati, pač pa ljudi na najrazličnejše načine tudi vključevati.

Kaj ob znanosti še bogati vaše življenje?
Kultura. Moja žena je umetnica, rad sledim njenemu delu, tako veliko hodiva po razstavah sodobne umetnosti in na filmske festivale. Veliko tudi berem. Ampak fizika je resnično moje življenje.