„Nastavujeme takové podmínky, abychom přilákali ty nejlepší a nejchytřejší lidi, kteří chtějí pracovat ve výzkumu,“ potvrdili ředitelé a ředitelky pěti nejdůležitějších vědeckých ústavů částicové fyziky, kteří na konferenci ICHEP 2024, kterou spoluorganizuje Univerzita Karlova, debatovali o budoucnosti především nových urychlovačů částic.
„Čeští částicoví fyzikové spolupracují na špičkovém základním výzkumu v mezinárodních laboratořích po celém světě. Nesmírně mě proto těší, že zde mohu přivítat zástupce předních mezinárodních urychlovačových laboratoří, kteří nám předají svůj pohled na rozvoj a ambice v tomto oboru fyziky,“ zahájil profesor Zdeněk Doležal z Ústavu částicové a jaderné fyziky MFF UK a ředitel konference ICHEP 2024 (probíhala od 18. do 24. července) diskusní panel Future of Particle Physics, který se uskutečnil v pondělí 22. července v Kongresovém centru Praha.
Pozvání ke kulatému stolu přijali a se zástupci české politické reprezentace a vědeckou obcí diskutovali (zprava na obrázku vlevo dole): ředitelka mezinárodní laboratoře CERN Fabiola Gianotti, ředitelka Fermilab (USA) Lia Merminga, ředitel KEK (Japonsko) Shoji Asai, zástupce ředitelky BNL (USA) Dmitri Denisov a ředitel IHEP (Čína) Yifang Wang. Setkání se zúčastnili také zástupci ministerstev – například Pavel Doleček (náměstek ministra pro vědu, výzkum a inovace) a Marek Vyšinka (vedoucí oddělení pro výzkumné infrastruktury MŠMT). Akademickou sféru zastupovali rektor Univerzity Palackého v Olomouci Martin Procházka, prorektor pro vědeckou a tvůrčí činnost Univerzity Karlovy Ladislav Krištoufek (uprostřed na obrázku vpravo dole) a místopředseda AV ČR Jan Řídký.
Simulace vesmíru
„Částicová fyzika je nejzákladnější ze všech věd, protože studuje tu nejhlubší strukturu hmoty a vesmíru a její nejzákladnější zákonitosti. Velmi zjednodušeně řečeno pracujeme s přístrojem připomínajícím obří mikroskop, díky kterému dokážeme zkoumat hmotu na úrovni jejích nejmenších částic, a pochopit tak strukturu a vývoj vesmíru. Energie, kterou dokážeme vyprodukovat, odpovídá teplotě, již měl vesmír deset na mínus dvanáctou sekundy po Velkém třesku,“ uvedla Fabiola Gianotti, ředitelka Evropské organizace pro jaderný výzkum CERN, jež postavila a provozuje největší urychlovač částic na světě, mimo jiné simulující vznik vesmíru, a která letos slaví sedmdesát let od založení, jež byla naplněna objevy a Nobelovými cenami (například částice W a Z v osmdesátých letech a Higgsův boson před dvanácti lety).
Fabiola Gianotti a její kolegové z CERN (zleva Karl Jacobs, Charlotte Lindberg Warakaulle a Joachim Mnich).
„I naše laboratoř je největší, tedy v USA,“ směje se její americká kolegyně, Lia Merminga z Fermiho národní urychlovačové laboratoře (Fermilab) poblíž Chicaga. „I naším posláním je odhalovat tajemství prostoru, energie a času ve prospěch všech,“ souhlasí ředitelka Fermilab s tím, že hlavním programem této laboratoře je studium neutrin, což jsou elementární částice, které běžně vznikají při jaderných reakcích, ale interagují velmi zřídka.
Lia Merminga pochází z Řecka, kde absolvovala bakalářské studium. Další tituly již získala na univerzitách v Americe, kde žije od roku 1983.
Experimenty a spolupráce
Urychlovač je zařízení, které urychluje elementární částice, jako jsou elektrony a protony, téměř na rychlost světla, abychom mohli studovat jejich srážky při velmi vysokých energiích. V takových srážkách se rodí nové částice, známé a velmi zřídka možná i neznámé. Vývoj technologií pro urychlovače i detektory umožňuje transfer poznatků do mnoha oborů, jako například do lékařských aplikací, elektroniky, kvantových technologií a mnoha dalších oborů.
Právě na tyto další aspekty spojené s výzkumem částicové fyziky upozornil ředitel KEK (Národní laboratoř pro fyziku vysokých energií v Japonsku) Shoji Asai. „Spolupracujeme s průmyslem na rozvoji v oblasti elektroniky, aplikací záření, měřicích přístrojů, počítačů a materiálů,“ vysvětluje fyzik.
Vědecká komunita okolo částicové fyziky je podle Shoji Asaie velice provázaná.
Podle Dmitriho Denisova (na obrázku vlevo dole), který v americké Brookhavenské národní laboratoři (BNL) zodpovídá za strategii plánování výzkumů a projektů, se jeho pracoviště soustředí na tři oblasti – jadernou fyziku, částicovou fyziku a materiálové vědy. I on vyzdvihl nutnost spolupráce jak napříč obory, tak i mezi jednotlivými světovými laboratořemi. Sám pracoval pětadvacet let ve Fermilabu, kde se podílel na experimentu D0, který používal urychlovač Tevatron ke studiu interakcí protonů a antiprotonů. Výsledkem byl objev a studium top kvarku, nejtěžší známé elementární částice, za nějž byla výzkumnému týmu udělena cena Evropské fyzikální společnosti.
„Protože částice souvisí s vesmírem, podílíme se i na výzkumu v oblasti astrofyziky. Momentálně máme na obloze dva satelity a plánujeme vypuštění dalších dvou,“ upozorňuje Yifang Wang (obrázky nahoře), ředitel největší čínské urychlovací laboratoře IHEP (Institut vysokých energií ve fyzice) a autor návrhu a úspěšné konstrukce detektoru BESS III, prvního spektrometru svého druhu v Číně.
Inspirující vysoké energie
Všichni přítomní vedoucí pěti světových laboratoří vyzdvihli také spolupráci s českými výzkumnými pracovišti, z níž mají podle nich prospěch jak všechny zapojené instituce, tak i Česká republika, potažmo další zapojené státy. „Máme několik tisíc absolventů, kteří prošli našimi programy. Víme, že zhruba třicet procent z nich u nás zůstává. Ale tím pádem většina našich talentovaných lidí přináší své cenné dovednosti celé společnosti,“ zmiňuje poslední výsledky šetření, které si CERN pravidelně provádí, ředitelka jeho oddělení pro mezinárodní vztahy Charlotte Lindberg Warakaulle.
Neustále přitom pracují na tom, jak přitáhnout co nejvíc mladých lidí k fyzice. „Rozhodně nerozvíjíme jen technický talent. Ceněny jsou i sociální a komunikační dovednosti našich absolventů,“ dodává manažerka.
„Setkávání se a sdílení zkušeností jsou nesmírně cenné hodnoty a je opravdu důležité na to myslet a vyhradit si na tyto ´měkké dovednosti´ čas. Dokladem toho je i tato plná posluchárna. A já bych této zdejší vysoké energie ráda využila k tomu, abych pozvala vaše skvělé vědce k nám. Protože naše laboratoře v CERN jsou k dispozici všem evropským státům. Spolupracovat na základním vědeckém výzkumu částicové fyziky je společným cílem nás všech,“ shrnula šéfka CERN Fabiola Gianotti.
