Evropská organizace pro jaderný výzkum CERN slaví 29. září sedmdesát let od svého vzniku. Jejím cílem je zajistit dnes už nejen evropským státům spolupráci na základním vědeckém výzkumu, především v oblasti částicové fyziky, a zmapovat fungování vesmíru. Jedná se o špičkové pracoviště, na jehož přístrojích pracují vědci z celého světa včetně Česka a Univerzity Karlovy. Výzkumy přináší i významné vedlejší efekty, jež se uplatňují v nejrůznějších oborech, například v medicíně. „Největší devízou CERNu je jeho mezinárodnost. Všechny ostatní laboratoře podobného typu jsou ´pouze´ národní. Unikátní je i tamní částicový urychlovač LHC, který je nejenže nejvýkonnější, ale také jediný svého druhu na světě,“ říká profesor Rupert Leitner z Ústavu částicové a jaderné fyziky MFF UK, jednoho ze dvou pracovišť Matfyzu, které se za Univerzitu Karlovu podílí na osmi experimentech v CERNu.
Evropská organizace pro jaderný výzkum (francouzsky Conseil Européen pour la recherche nucléaire - CERN) sídlící v Ženevě je nejrozsáhlejší výzkumné centrum částicové fyziky na světě. V současnosti jsou zde prováděny různé pokusy a zkoumání elementárních částic. Výzkumníci a výzkumnice CERNu mají však také zásluhy na řadě aplikací. Ve zdejších laboratořích byl na přelomu osmdesátých a devadesátých let minulého století vyvinut a spuštěn World Wide Web. Rovněž vývoj nových detektorů a urychlovačů má aplikace například v lékařství anebo v materiálovém výzkumu.
CERN byl založen v roce 1954 jako první evropské společné dílo a dodnes je ukázkovým příkladem úspěšné mezinárodní spolupráce. Z původních dvanácti signatářů dohody o založení CERNu vzrostl počet členských zemí na třiadvacet. Československo bylo do CERNu oficiálně přizváno na konci roku 1991, s účinností od 1. července 1992 (od roku 1993 pak Česko a Slovensko samostatně – pozn. red.).
Tři procenta Čechů
Z Univerzity Karlovy spolupracuje s CERNem pouze Matfyz, respektive lidé z Ústavu částicové a jaderné fyziky a z Katedry fyziky nízkých teplot. Podílí se na osmi různých experimentech, přičemž dominantním je pro ně ATLAS – detekující interakce částic na největším urychlovači na světě LHC (Large Hadron Collider – Velký hadronový srážeč). Zde je také účast vědců a vědkyň z Karlovky nejsilnější ze všech českých pracovišť. Vedle UK spolupracují s CERNem také ČVUT v Praze, Akademie věd ČR, Univerzita Palackého v Olomouci, Západočeská univerzita v Plzni a Technická univerzita v Liberci. „Celkově se na experimentech v CERNu podílí asi 250 Čechů – téměř tři procenta odborníků ze všech členských zemí, což je docela dobré číslo vzhledem k velikosti České republiky a výši jejího finančního příspěvku, jež je jen o něco málo větší než jedno procento rozpočtu CERNu,“ říká profesor Rupert Leitner z MFF UK, který byl u zrodu oficiální spolupráce Univerzity Karlovy a CERNu v roce 1991 a je jedním ze dvou zástupců Česka v Radě CERNu.
| Přečtěte si také článek o mezinárodní konferenci částicové fyziky ICHEP, kterou v létě spoluorganizovala Univerzita Karlova, na níž ředitelé a ředitelky nejdůležitějších vědeckých ústavů částicové fyziky debatovali o budoucnosti především nových urychlovačů částic. |
| Konferenci ICHEP doprovodila souborná výstava Částice a Arnošt Lustig v Kongresovém centru Praha. Reportáž z výstavy si přečtěte zde. |
Kolik „nej“ má LHC?
K největšímu nárůstu počtu Čechů v CERNu došlo okolo roku 2010 v souvislosti se spuštěním urychlovače LHC, který je podle profesora Leitnera zcela unikátní nejen kvůli své velikosti a výkonu. „Žádný jiný, dokonce ani podobný, na světě není. V Americe byl urychlovač vstřícných svazků protonů a antiprotonů Tevatron ve Fermiho národní laboratoři uzavřen v roce 2011 a dnes se tam pracuje zejména na neutrinových experimentech. Menší urychlovače jsou v Brookhavenské národní laboratoři, v níž se urychlují těžké ionty, a v japonské Národní laboratoři pro fyziku vysokých energií KEK je urychlovač elektronů a pozitronů. Také s těmito urychlovačovými centry Univerzita Karlova spolupracuje,“ vysvětluje Rupert Leitner s tím, že CERN je ale naprosto výjimečný právě proto, že jde o mezinárodní organizaci.
LHC je umístěn v Podzemí na území mezi pohořím Jura ve Francii a Ženevským jezerem ve Švýcarsku.
„Z názvu Evropská organizace pro jaderný výzkum platí dnes už prakticky jen organizace a výzkum,“ směje se profesor a hned objasňuje: „Jaderný výzkum je samozřejmě stále důležitý, ale hlavní slovo má v CERNu částicová fyzika. Tato laboratoř svá zařízení zpřístupňuje zhruba 12 tisícům uživatelů (fyzikům, technikům, studujícím) nejen z Evropy, ale z celého světa. Vedle třiadvaceti řádných členů jsou v CERNu také přidružené členské země nebo pozorovatelské instituce. Mimoevropským členem laboratoře je Izrael. Mezi jedenáct přidružených členských zemí patří například Indie nebo Pákistán,“ upozorňuje profesor Leitner, podle něhož CERN je tak otevřený, jak jen to při současné bezpečnostní situaci ve světě jde.
Budoucnost laboratoře
Vrcholným orgánem laboratoře CERN je Rada. Každý z řádných členských států v ní má dva zástupce. Za Českou republiku je to člověk z vědecké komunity, kterým je právě Rupert Leitner. Druhou osobou je Václav Bálek, velvyslanec Stálé mise ČR při Úřadovně OSN a ostatních mezinárodních organizací v Ženevě. „Ročně se účastníme nejméně čtyř zasedání Rady CERN, na nichž se řeší především rozpočet, plnění vědeckého programu a dalších úkolů a budoucnost laboratoře. Letošní rok je specifický tím, že budeme volit jednak nového předsedu či předsedkyni Rady, a především také nového generálního ředitele či ředitelku CERNu, která nastoupí od roku 2026. Mezi odcházejícím a nastupujícím vedoucím CERNu je roční překryv, aby bylo předání funkce co nejhladší,“ popisuje profesor Leitner, člen nejvyššího orgánu CERN, který bude v nejbližší době hlasovat a rozhodovat o zásadním projektu – realizaci urychlovače nové generace FCC (Future Circular Collider), jenž by měl mít asi třiapůlkrát větší obvod než dosavadní urychlovač LHC a také silnější magnetické pole, díky němuž by mohl dosáhnout téměř osmkrát větší energie urychlených protonů. Hlavním tématem Rady bude profil jeho financování.
Evropská Organizace pro jaderný výzkum svá zařízení zpřístupňuje zhruba 12 tisícům uživatelů z celého světa.
Potřebujeme ještě výkonnější
„Rozpočet stávajícího projektu LHC činil zhruba osm ročních rozpočtů laboratoře CERNu. První odhady ceny nového urychlovače FCC v první verzi elektron pozitronových srážek činí přibližně deset ročních rozpočtů CERNu, což není o tolik více. Navíc příspěvky do CERNu, které jednotlivé členské země platí dle svého čistého domácího produktu, jsou fixovány již více než dvacet let. Nevidím důvod, proč je během několik let nenavýšit celkem o deset až patnáct procent,“ říká k možnostem financování urychlovače nové generace FCC profesor Leitner. Očekává také, že hostitelské země – Švýcarsko a Francie – přispějí větší částkou, jelikož je pro ně udržení vedoucí role laboratoře CERN umístěné na jejich společné hranici samozřejmě také ekonomicky výhodné. Doufá rovněž ve finanční příspěvek z USA. Tyto prostředky by měly pokrýt první fázi projektu urychlovače FCC, jenž by měl být spuštěn v roce 2047-48, přičemž urychlovač LHC by měl být ukončen v letech 2041-42. Jde o to, aby mezi oběma projekty nevznikla příliš velká časová prodleva.
„Výzkum, kterým se zabýváme – tedy základní vlastnosti hmoty ve vesmíru a základní složky hmoty – vyžaduje nové technologie pro urychlovače a detektory částic, výpočetní technologie. Abychom mohli náš výzkum provádět, musíme tyto technologie vyvíjet,“ řekl na červencové konferenci vysokých energií ICHEP ředitel pro výzkum a výpočetní technologie CERN Joachim Mnich. A Rupert Leitner s ním souhlasí. „Pokud si chce CERN zachovat vedoucí roli, musí tento nový projekt udělat. Neexistuje žádný plán B a jsem přesvědčen, že se na realizaci urychlovače nové generace s kolegy v Radě shodneme a podaří se najít funkční model jeho financování,“ říká profesor Leitner.
U příležitosti 70 let výročí založení CERN vydáme v následujících týdnech další rozhovory lidmi, kteří v této špičkové laboratoři dlouhodobě působí.
