Renumitul fizician de la Cambridge, profesorul Mark Thomson, candidează pentru postul de Director General al CERN. Așadar, poate nu v-ați aștepta la o descriere a Universului ca un „noroi lipicios” sau la o discuție despre cum GPS-ul are nevoie de teoria relativității a lui Einstein pentru a funcționa, de la cineva care dorește să conducă laboratorul european de fizică a particulelor, un centru științific internațional de neegalat și gazda Acceleratorului de Particule de Mari Dimensiuni (Large Hadron Collider).
Dar faptul de a putea explica știința de vârf, altfel aproape de neînțeles, într-un mod accesibil majorității oamenilor este o abilitate necesară pentru un om de știință de top al cărui rol depășește complexitatea fizicii particulelor.
Într-un interviu acordat Universul.net, profesorul Thomson descrie descoperirile științifice din ultimii 20 de ani într-un mod fascinant și ușor de înțeles.
Am discutat despre bosonul Higgs, a cărui descoperire a început acum aproximativ 60 de ani, și care descrie Universul ca un câmp lipicios de noroi (vom reveni asupra acestui aspect) și despre teoria relativității a lui Einstein, care stă la baza sistemelor noastre de navigație GPS.
În prezent, el este reprezentantul Marii Britanii la CERN, Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară, locul unde a fost worldwide web. A început ca un fel de chatroom pentru ca oamenii de știință să discute noi teorii și idei și a devenit firul virtual care ține-mănunchi viața noastră de zi cu zi.
Profesorul Thomson, inclus pe lista scurtă pentru funcția de director executiv al CERN împreună cu alți doi candidați, din Grecia și Olanda, a vorbit, pentru Universul.net, despre planurile sale.
CERN a organizat interviurile pentru această funcție vineri, pe 27 septembrie, cu cei trei finaliști. Vor urmna alegeri, pe 6 noiembrie, apoi numirea formală, la reuniunea Consiliului CERN din 12 decembrie.
Actualul director, Fabiola Gianotti, un fizician experimentalist italian, în funcție din 2016, se retrage după două mandate.
„Candidez… pentru că am acreditările științifice, experiența și viziunea necesare pentru a oferi un viitor și mai luminos pentru fiecare dintre statele membre CERN, pentru personalul său de talie mondială și pentru descoperirile fundamentale pe care această organizație continuă să le deblocheze în ceea ce privește înțelegerea Universului”, a spus el.
Este un moment crucial pentru organizație.
„Este o perioadă interesantă pentru CERN. În următorii cinci-șase ani… membrii Consiliului CERN… vor lua o decizie cu privire la marele accelerator de particule pe care îl operăm… care nu va începe să funcționeze până la mijlocul anilor 2040”, a spus el pentru Universul.net.
„Planul A este să construim Viitorul Accelerator Circular, care va fi un nou tunel de 91 de kilometri. Este un proiect incredibil de ambițios și va necesita resurse semnificative din partea statelor membre CERN și din afară”.
„Următorul Director General al CERN trebuie să aibă credibilitate științifică, să înțeleagă știința și să aibă acea credibilitate în fața comunității… Cred că eu am asta, în special în rândul tinerilor”, a mai declarat el, pentru Universul.net.
„A face Acceleratorul de Particule mai puternic și mai luminos este un proiect destul de provocator, care trebuie realizat în paralel cu întreaga planificare viitoare, iar acest rol necesită nu doar experiență științifică, ci și leadership într-o mare organizație științifică”.
Large Hadron Collider (LHC) este cel mai mare și mai puternic accelerator de particule din lume, construit de CERN.
Profesorul Thomson, în vârstă de 58 de ani, a fost în România la sfârșitul lunii august pentru o reuniune de consiliu CERN în stațiunea montană Sinaia, o oportunitate pentru oamenii de știință de a avea un dialog deschis într-un cadru relaxat.
„Îmi place foarte mult să întâlnesc comunități științifice și să le aflu opiniile cu privire la știință”, ne-a spus el la București, unde s-a întâlnit cu ministrul Cercetării și Inovării, Bogdan-Gruia Ivan.
„Această vizită este o oportunitate de a întâlni reprezentanți ai ministerului și de a face cunoștință cu comunitatea științifică din România, precum și de a vizita facilitățile de cercetare a laserelor de la Măgurele”.
În Marea Britanie, se bucură de susținerea unor personalități de vârf din comunitatea științifică, inclusiv Michele Dougherty și Sheila Rowan, pentru a deveni următorul director executiv al CERN.
Guvernul britanic și-a anunțat public sprijinul într-un mod destul de neobișnuit, afirmând că are cea mai bună combinație de abilități în ceea ce privește managementul și știința și că este alegerea potrivită, dispunând de setul dublu de competențe, lucru pe care ceilalți candidați nu îl au.
Consiliul, care va vota pentru următorul director, are acum 24 de membri; Estonia s-a alăturat la sfârșitul lunii august. În calitate de reprezentant al Marii Britanii în Consiliu, profesorul se va abține de la vot.
Pe lângă funcția sa de profesor la Universitatea Cambridge, profesorul Thomson este președintele executiv al Science and Technology Facilities Council (STFC), o organizație științifică majoră.
STFC are un buget de aproximativ un miliard de lire sterline pe an și 3.000 de angajați: oameni de știință și ingineri, tehnicieni și mai multe centre de cercetare lângă Oxford, Harwell și aproape de Liverpool.
Se concentrează pe surse de lumină, lasere, surse de neutroni și infrastructuri de amploare. „Este foarte relevant” pentru poziția pentru care candidează.
„Ceea ce va face CERN pentru viziunea pe termen lung este incredibil de important pentru CERN și pentru știință. Este important să stabilim o direcție ambițioasă pentru viitor. Asta va necesita multe discuții cu partenerii internaționali și va necesita multă experiență, pe care cred că o am”.
„Drumul înainte este foarte puternic motivat științific. În 2012, am descoperit un nou tip de materie, denumită bosonul Higgs. O materie complet nouă. Nimic asemănător nu fusese observat veodată în Univers”.
A fost botezată cu numele lui Peter Higgs, un fizician teoretician care, încă din anii 1960, a susținut că existau clar probleme în înțelegerea fizicii particulelor din partea oamenilor de știință din acea perioadă.
„Aveam acest model foarte inteligent care unifica două dintre forțele fundamentale și care, în esență, spune că două dintre forțe sunt de fapt aceleași, dar se manifestă diferit. Însă exista o problemă, deoarece teoria nu funcționa — particulele masive aveau masă, iar Peter Higgs și câțiva alții au venit cu această teorie extrem de ingenioasă, cunoscută acum ca mecanismul Higgs, pentru a găsi o modalitate de a face teoria să funcționeze și de a permite particulelor masive să aibă masă”.
Ne-au trebuit aproape 60 de ani pentru a avea tehnologia necesară să testăm cu adevărat această teorie și să descoperim particula asociată cu ea.
„Această materie este peste tot. Este foarte ciudată. Ceea ce face ca această particulă să fie complet diferită este faptul că, într-un fel, este prezentă peste tot în Univers, chiar și acolo unde nu există nimic. Are această proprietate foarte stranie”.
„Este ca și cum Universul ar fi un câmp lipicios de noroi… Vidul are un fel de lipiciozitate… și când toate celelalte particule trec prin vid, ele simt prezența acestei lipiciozități și asta este ceea ce dă masa tuturor particulelor pe care le cunoaștem”.
„Dacă nu ar fi acolo câmpul Higgs, particulele noastre nu ar avea masă și ar zbura cu viteza luminii. Te-ai dezintegra la viteza luminii. Dar nu vă temeți, nu se va întâmpla! Este o proprietate esențială a Universului nostru și asta am făcut la marele accelerator de particule”.
„Am ciocnit protonii unul de altul, asta facem la marele accelerator de particule. Este un pic ca și cum ai lovi foarte, foarte tare acest câmp de noroi, iar asta creează unde. Și, după cum știm din mecanica cuantică, undele se materializează de fapt ca particule, așa că, de fapt, lovind câmpul foarte, foarte tare, am văzut bosonii… aceste particule asociate cu câmpul Higgs, așa că am descoperit că pare să fie modelul corect al Universului”.
„Următorul proiect, consensul general este că am descoperit acest nou tip de materie acum 12 ani și trebuie să-l studiem cu adevărat și să înțelegem ce este cu adevărat”, a spus el.
Pentru asta, CERN trebuie să construiască o mașinărie care să permită oamenilor de știință să o studieze, iar el și alții cred că cea mai bună mașinărie este viitorul colider circular (FCC).
Cu toate acestea, este o mașină foarte scumpă, iar CERN se va confrunta cu provocarea de a aduce resurse atât de la membrii existenți, cât și, potențial, din afara Europei.
Îl întreb dacă suntem la un pas de o nouă descoperire…
„Ce vom face de acum și până la începutul anilor 2040 este să rulăm marele accelerator de particule… îl vom face mai puternic. Suntem doar la 7% din procesul de colectare a datelor, așa că ne aflăm cu adevărat la începutul acestui drum. Am descoperit deja bosonul Higgs. Unii sperau că pornești mașinăria și vei vedea multe alte descoperiri, dar nu așa funcționează știința”.
Acceleratorul de particule se află în Geneva, Elveția, la aproximativ 100 de metri sub pământ.
„Există mai multe motive pentru care este subteran. Unele dintre mașinării produc niveluri scăzute de radiații; nu le poți pune pur și simplu la suprafață. Nu se poartă haine speciale… Nu vrei să fii în tunel când funcționează, deoarece există radiații. Este o zonă controlată – nu intri acolo, dar nu este ca o instalație nucleară sau ceva de genul acesta”.
„Cine știe exact ce se va întâmpla… suntem chiar la începutul cercetărilor cu marele accelerator de particule și nu știm. Există o mare oportunitate să vedem ceva, dar nu este garantat și este absolut corect întrucât descoperirile, prin natura lor, înseamnă că descoperi ceva necunoscut”.
Mă întreb dacă acestor accleratoare le dai comenzi sau nu.
„Aceste accleratoare de foarte mare energie sunt, toate, unice… Nu mergi pur și simplu și alegi dintr-un catalog. În esență, sunt lanțuri de magneți foarte puternici, deși este mult mai mult decât atât”.
CERN va veni cu designul magneților, ceea ce necesită o cantitate enormă de expertiză, iar apoi trebuie să colaborezi cu industria pentru a industrializa acest proces, deoarece CERN nu este un sit de producție.
„Există multe beneficii. De îndată ce începi să împingi tehnologia dincolo de ceea ce ai în prezent, atunci apar dezvoltări care încep să schimbe viețile oamenilor. În cele din urmă, acestea se vor filtra până la ceva util din punct de vedere practic, nu doar aplicat în știință”.
„Există multe povești, iar exemplul meu preferat este că Einstein a prezis teoria generală a relativității la începutul secolului al XX-lea… La acea vreme, nimeni nu credea că va avea vreo utilitate practică… dar dacă nu am fi cunoscut teoria generală a relativității, nu am fi avut un GPS funcțional astăzi. Trebuie să înțelegi aceste corecții subtile pentru a face GPS-ul să funcționeze. Ceva foarte esoteric, care este știință fundamentală, schimbă tehnologia pe care o considerăm acum de la sine înțeleasă… Dacă nu ar fi venit cu teoria sa, nu am fi avut GPS”.
„Împingerea acestor limite ale științei fundamentale aduce cu adevărat beneficii tehnologice. Nu știi exact cât va dura sau unde vor apărea aceste beneficii”.
„În mod tipic, va exista o descoperire majoră în cosmologie, fizica particulelor sau astronomie o dată la 10 ani, dacă ai noroc, poate o dată la 20 de ani, iar acestea două sunt uriașe”.
Ca om de știință, profesorul Thomson „ar dori să înțeleagă ce s-a întâmplat la Big Bang… Primul lucru pe care îl faci este să construiești telescoape mari și să te uiți la cum arată Universul astăzi”.
Privind înapoi în timp
„Telescoapele care observă Universul astăzi, precum telescopul James Webb, pentru care organizația mea a construit una dintre marile camere, privesc Universul, dar și înapoi în timp. Pe măsură ce te uiți tot mai adânc în Univers, privești și înapoi în timp, deoarece luminii îi ia mult timp să ajungă la tine”.
- Undele gravitaționale sunt „valuri” în spațiu-timp cauzate de unele dintre cele mai violente și energetice procese din Univers. Albert Einstein a prezis existența undelor gravitaționale în 1916, în teoria sa generală a relativității.
- În 14 septembrie 2015, undele gravitaționale ale universului au fost observate pentru prima dată. Undele, care au fost prezise de Albert Einstein acum o sută de ani, au provenit dintr-o coliziune între două găuri negre. A durat 1,3 miliarde de ani pentru ca undele să ajungă la detectorul LIGO din SUA.
- Telescopul spațial James Webb (JWST) este un telescop spațial proiectat pentru a efectua observații în infraroșu. Fiind cel mai mare telescop din spațiu, este dotat cu instrumente de înaltă rezoluție și sensibilitate, permițându-i să vadă obiecte prea vechi, îndepărtate sau slabe pentru telescopul Hubble. Acest lucru permite cercetări precum observarea primelor stele și formarea primelor galaxii. Sursa: Wikipedia
