Joakim Mnič, direktor istraživanja i računarstva u CERN-u

Nedavno održan skup LHCP2023 u Beogradu pružio je platformu za istraživanje brojnih novih i zadivljujućih otkrića iz oblasti fizike koji su fundamentalni za rad CERN-a. U ovom pronicljivom intervjuu sa Joakimom Mničem, direktorom istraživanja i računarstva u CERN-u, otkrivamo sledeće korake u potrazi čovečanstva za otkrivanjem misterija koje okružuju Higsov bozon i zagonetnu Tamnu materiju

CERN, kao pionirski institut koji se bavi fundamentalnim istraživanjima iz oblasti fizike, rukovodi širenjem našeg razumevanja univerzuma kroz naučna istraživanja, tehnološke napretke i saradničke poduhvate. Pomerajući granice znanja i usvajajući interdisciplinarnu saradnju, CERN aktivno pokreće inovacije, krčeći put budućim postignućima. CERN-ovi fizičari i inženjeri koriste najmodernije naučne instrumente za istraživanja fundamentalnih čestica koje čine materiju. Ubrzavajući subatomske čestice i dovodeći do njihovog sudaranja skoro brzinom svetlosti, stiču saznanja u vezi sa interakcijom čestica i otkrivaju fundamentalne zakone prirode. Primarni cilj jeste pomeranje granica ljudskog znanja upuštanjem u zamršene komponente Univerzuma.

Srbija je postala 23. država-članica CERN-a 24. marta 2019. godine, mada njene veze sa ovom organizacijom datiraju još iz vremena kada je bila deo bivše Jugoslavije, koja je bila jedna od 12 država-članica koje su je osnovale 1954. godine. Srpski fizičari i inženjeri su igrali aktivnu ulogu u ranim CERN-ovim projektima, doprinoseći razvoju akceleratora kao što su SC, PS i SPS.

Tehnologije CERN-a su uticale na zdravstvenu zaštitu, zaštitu životne sredine, vazduhoplovnu industriju, kriptografiju i još mnogo toga

Tokom 1980-ih i ’90-ih, srpski fizičari su učestvovali u eksperimentu DELPHI u okviru  CERN-ovog sudarača LEP . Godine 1991, Srbija i CERN su potpisali Međunarodni sporazum o saradnji, olakšavajući ulogu Srbije u različitim projektima. To uključuje učestvovanje u eksperimentima ATLAS i CMS  u okviru Velikog hadronskog sudarača (LHC), saradnju po pitanju svetske mreže računara LHC, i učešće u eksperimentima ACE i NA61.

Primarna uključenost Srbije u CERN danas centrirana je oko eksperimenata ATLAS i CMS. Srbija dodatno doprinosi istraživanjima koja se sprovode kroz eksperiment ISOLDE, obuhvatajući studije u rasponu od nuklearne fizike do astrofizike. Srbija takođe aktivno učestvuje u projektnim studijama za buduće sudarače čestica, poput FCC-a (Budući cirkularni sudarač) i CLIC-a (Kompaktni linearni sudarač), koji imaju potencijal da postanu vodeći projekti za CERN.

Učešće Srbije u CERN-u jeste suštinska komponenta njene Strategije pametne specijalizacije i podsticanja naučnih i industrijskih postignuća. Međutim, industrijski povraćaj Srbije – kada se uporedi sa svime što su obaveze Srbije kao člana CERN-a – je do sada bio minimalan. Jedan od načina da se izbalansiraju dva pravca ove saradnje jeste da se oživi razvoj i primena akceleratorskih tehnologija u Srbiji, naročito kroz završetak izgradnje Akceleratorske instalacije TESLA, u Institutu za nuklearne nauke „Vinča“, što bi trebalo da odobri Vlada Srbije. Pored toga, izvodljivost uspostavljanja Međunarodnog instituta za održive tehnologije Jugoistočne Evrope, koji je dobio podršku od CERN-a 2017. godine, unutar Berlinske inicijative za Zapadni Balkan, bi trebalo da bude prepravljena uz mogući povratak na TESLU kao svoje jezgro.

Skup LHCP2023 u Beogradu bio je prvi događaj sa ličnim prisustvom na samom događaju nakon pandemije, na kojem su predstavljeni brojni novi i zanimljivi rezultati iz oblasti fizike dobijeni u eksperimentima u okviru LHC-a

Imajući u vidu značaj potencijala CERN-a za društvo i za same njegove države-članice, ključno je da eksperti kao i šira javnost stekne sveobuhvatniji uvid u njegove aktivnosti.  
Imali smo tu čast da intervjuišemo Joakima Mniča, direktor istraživanja i računarstva u CERN-u, i da razgovaramo o nekim od glavnih razvoja u ovoj oblasti. Naš intervju je počeo tako što smo se pozabavili nedavnom konferencijom koja je održana u Beogradu tokom maja meseca.

Koji su najvažniji zaključci sa LHCP 2023 Konferencije koja je održana u Beogradu u maju?

Skup LHCP2023 u Beogradu bio je prvi događaj sa ličnim prisustvom na samom događaju nakon pandemije. Više od 350 naučnika prisustvovalo je Konferenciji, uključujući veliki broj mladih ljudi. Predstavljeni su brojni novi i zanimljivi rezultati iz oblasti fizike dobijeni u eksperimentima u okviru LHC-a

Veliki uzorak do sada prikupljenih podataka, zajedno za unapređenim analitičkim tehnikama, često zasnovan na mašinskom učenju, omogućavaju uspostavljanje veoma retkog procesa povećanje preciznosti merenja. Primeri su zapažanje veoma retkih režima raspadanja Higsovog bozona i precizno utvrđivanje mase W bozona, važnog parametra Standardnog modela fizike čestica.

Da li biste ukratko mogli da objasnite našim čitaocima, koji generalno nisu ni eksperimentatori ni teoretičari, glavnu vrednost ovih naučnih napredaka u smislu industrijskog uticaja ovog poduhvata?

Naučna dostignuća se zasnivaju na novim tehnologijama, u slučaju LHC-a u oblasti akceleratora i detektora čestica, kao i na informacionoj tehnologiji. Ključne tehnologije koje su angažovane unutar LHC-a obuhvataju izuzetno širok opseg, uključujući primere poput kriogenike i vakuumske tehnologije, precizne mehanike, mikro-elektronike i veštačke inteligencije.

Fundamentalna istraživanja mogu delovati udaljeno od naših svakodnevnih života, ali CERN je jedinstvena saradnička sredina koja pruža plodno tlo za inovacije. Svetska mreža Internet je, na primer, izmišljena u CERN-u. U novije vreme, CERN tehnologije su uticale na zdravstvenu zaštitu, zaštitu životne sredine, vazduhoplovnu industriju, kriptografiju i još mnogo toga…

Fundamentalna istraživanja mogu delovati udaljeno od naših svakodnevnih života, ali CERN je jedinstvena saradnička sredina koja pruža plodno tlo za inovacije. Svetska mreža Internet je, na primer, izmišljena u CERN-u

Obrazovanje se takođe nalazi u srži CERN-ove misije: mladi naučnici i inženjeri u CERN-u obučavaju se pomoću takvih modernih tehnologija. Nakon svoje istraživačke karijere, većina će svoje znanje i iskustvo preneti na industriju i poslovanje.

Koji je sledeći korak na kom radite u smislu naučnih dostignuća? Na koji su se način tehnologije na koje se oslanjate razvile kako bi to omogućile?

Pripremamo ažuriranje LHC-a kako bismo povećali učestanost sudaranja čestica za faktor 5-10. Ovaj takozvani LHC visoke luminoznosti, odnosno skraćeno HL-LHC, počeće sa radom 2029. godine i omogućiće eksperimente koji će proučavati još ređe procese, dajući detaljniju i jasniju sliku Higisovog bozona. Možda ćemo moći da steknemo uvid u zagonetnu Tamnu materiju, koja je u Univerzumu pet puta prisutnija u odnosu na običnu materiju, ali čije su međusobne interakcije izuzetno slabe. Da bismo načinili ovaj korak u poboljšanju naučnog potencijala, potrebno je da se razviju novi i snažniji superprovodni magneti na bazi novih materijala.

I detektori se moraju unaprediti kako bi se iskoristile veće učestanosti sudaranja. Finiji i precizniji detektori su potrebni za rekonstruisanje sudaranja u znatno komplikovanijoj sredini. Jedan primer su detektori sa veoma dobrom vremenskom rezolucijom ispod desetine milijarditog dela sekunde. Još jedan ključni napredak koji je potreban jeste elektronika otporna na zračenje, koja treba duži niz godina da podnosi mnogo veću dozu zračenja od trenutnih detektora.

Nove ekološki prihvatljive tehnologije hlađenja razvijaju se kako bi poboljšale kapacitet hlađenja istovremeno smanjujući ekološki otisak detektora.