A CERN főigazgatója a Telexnek: Az új kormányon múlik, hogy kihasználják-e a CERN adta lehetőségeket

A Jövőbeli Körkörös Ütköztető (Future Circular Collider, FCC) lesz a CERN hosszú távú prioritása, rövid távon pedig a High Luminosity Large Hadron Collider (nagy fényességű nagy hadronütköztető, HL-LHC vagy HiLumi LHC) továbbra is a CERN fő projektje körülbelül 2040-ig – erről döntött Budapesten az Európai Részecskefizikai Laboratórium, a szervezet legfőbb döntéshozó testülete. A testület a Magyar Tudományos Akadémián tartotta a rendkívüli ülését, ahol végre eldöntötték, milyen irányba menjen tovább a CERN.

A genfi székhelyű szervezet 1954 óta az emberiség egyik legambiciózusabb tudományos vállalkozása: 25 tagország (köztük 1992 óta teljes jogúan Magyarország is) és további 10 társult partnerország 18 ezer kutatójának közös laboratóriuma, ami az anyag legmélyebb titkait kutatja. Itt fedezték fel 2012-ben a Higgs-bozont, de a CERN adta a világnak a nyílt World Wide Webet is, amely fejlesztése az 1980-as évek végén kezdődött.

A részecskefizikus közösség 6-7 évente felülvizsgálja és újrafogalmazza az európai részecskefizika stratégiáját, amelyet a CERN Tanács hagy jóvá. A dokumentum javaslatot tesz arra, mi legyen a Nagy Hadronütköztetőt (LHC) követő korszak zászlóshajó projektje: hogyan kutatható a sötét anyag és a sötét energia, amely az univerzum 95 százalékát alkotja, és hogyan erősítheti mindez Európa tudományos versenyképességét.

A CERN-ben jelenleg a 2008-ban átadott Nagy Hadronütköztető (LHC) működik, ez a világ első számú részecskefizikai kísérleti létesítménye. Az LHC egy 27 kilométer kerületű alagútban kapott helyet, és a segítségével sikerült megtalálni a Higgs-bozont, a részecskefizika standard modelljének kulcsfontosságú elemi részecskéjét. A Higgs-bozon alapvető szerepet játszik abban, hogy a világegyetemben lévő részecskék tömeggel rendelkezzenek.

A HL-LHC ennek a továbbfejlesztett változata lesz, ami elődjéhez képest körülbelül tízszer több ütközést és adatot tud majd produkálni. A HL-LHC várhatóan 2030 körül kezdi meg működését, és a 2040-es évekig üzemel majd. A jóval nagyobb számú ütközés révén a HL-LHC lehetővé teszi a fizikusok számára, hogy sokkal részletesebben vizsgálják a Higgs-bozont, rendkívül ritka folyamatokat tanulmányozzanak, és növeljék annak esélyét, hogy a standard modellen túli új fizikai jelenségek nyomaira bukkanjanak. A várakozások szerint a HiLumi LHC működés közben évente legalább 15 millió Higgs-bozont hoz majd létre, szemben azzal a nagyjából hárommillióval, amelyet az LHC 2017-es működése során rögzítettek. Ez sokkal pontosabb képet adhat a kutatóknak arról, hogyan viselkednek az alapvető részecskék.

„A legutóbbi európai stratégia idején azonosítottunk egy célt: egy Higgs-gyár létrehozását, vagyis egy olyan berendezést, ami képes nagy mennyiségben előállítani ezt a nagyon különös, szokatlan és hihetetlen részecskét, hogy rendkívül részletesen tanulmányozhassuk” – mondta a Telexnek Mark Thomson részecskefizikus, a CERN főigazgatója. „Ekkor az volt a kérdés, hogy milyen típusú Higgs-gyárat építsünk. A HL-LHC a következő 15 évben továbbra is a legfontosabb prioritás marad.”

Az Európai Részecskefizikai Laboratórium most úgy döntött, hogy a HL-LHC lesz a következő nagy projekt és prioritás, amire a CERN koncentrálni fog. A rendkívüli ülés utáni sajtótájékoztatón elmondták, hogy a következő nagy építési szakasz június végén indulhat, körülbelül 1,2 kilométerrel bővítik majd az infrastruktúrát, az egész szerkezet pedig nagyjából négy év múlva lehet kész.

Ennél is izgalmasabb, hogy a tudósok most eldöntötték: a hosszú távú tervek közül az FCC-vel mennek majd tovább. Ez azért nagy szó, mert grandiózus projektről van szó: a korábbi 27 kilométeres gyűrű helyett ez egy majdnem 100 kilométeres körkörös alagútban kap majd helyet, és elsősorban az úgynevezett sötét anyag és sötét energia feltérképezésében segíthetne. A CERN igazgatótanácsa korábban már megszavazta a létesítmény megépítésének tervét, de döntés csak most született arról, hogy hosszú távon számolnak vele. Mark Thomson azonban azt mondta a Telexnek: ez még nem jelenti azt, hogy végleges döntés született a megépítéséről, arra még 2028-ig várni kell.

„Az Európa-szerte együttműködő tudóscsoportok a Jövőbeli Körkörös Ütköztető elektron-pozitron verzióját azonosították, mint az egyértelműen legjobb megoldást. Ez eltér az előző stratégiától. Most valóban kijelöltük az utat a következő nagy ütköztetőprojekt felé. Korábban csak terveztünk és vitákat folytattunk, most viszont már megvan az európai részecskefizikai közösség ajánlása és álláspontja. Ez azonban még nem döntés az építésről. Arra még várnunk kell.”

Az elektron-pozitron FCC azért fontos, mert teljesen más típusú „mikroszkóp” lesz, mint a jelenlegi protonütköztetők. A HL-LHC is protonokat ütköztet majd, ami viszont nem elemi részecske, és az ütközések során sok zaj keletkezik, rengeteg mellékfolyamattal. Az elektron-pozitron szerkezetben az ütközés sokkal tisztább és jól értelmezhető.

Az FCC rendkívül drága, ezért a CERN vezetői már tárgyalni kezdtek a külső finanszírozásról is. A szervezetet elsősorban a 25 tagállam közvetlen éves hozzájárulásai működtetik, amit az egyes országok bruttó hazai terméke (GDP) alapján számítanak ki. Az FCC megépítésének költsége megközelítőleg 15 milliárd svájci frank (nagyjából 5,9 billió forint) lesz, ami már túlmutat azon, amit a tagállamok össze tudnak dobni. Nemrég érkezett a hír, hogy egymillió dollárnyi összeget magándonorok adományoztak a szervezetnek, de még így is egy szemmel jól látható összeg hiányzik a projekthez, a tagállamok ugyanis csak kevesebb, mint a felét adják hozzá az új ütköztetőhöz.

Mark Thomson azt mondta, hogy az Európai Uniótól a finanszírozás 20 százalékát remélik, és vannak amerikai, japán és más nemzetközi partnerek is, akikkel elindultak a tárgyalások. Az egyik legfontosabb kérdés most az, hogy sikerül-e az EU-tól pénzt szerezni – igaz, ha ez nem jön össze, a szervezetnek van többféle finanszírozási terve is. Amikre szükség is lehet, hiszen a CERN éppen nagyon hosszú távú tudományos projektekért próbál házalni egy olyan geopolitikai környezetben, amiben sokkal nehezebb megindokolni, hogy miért igazán fontos egy ilyen kezdeményezést támogatni.

„Van egy fontos szempont: mi egy nemzetközi szerződésen alapuló szervezet vagyunk, ezért a finanszírozásunk lényegében hosszú távú kötelezettségvállalásokon alapul, miután egy ország csatlakozik. A jelenlegi tagállamaink – köztük Magyarország – részéről ez a hosszú távú elköteleződés megvan” – mondta Mark Thomson a Telexnek. „Most azonban az FCC esetében a CERN-tagállamokon kívül is partnereket kell keresnünk. Szerintem ez geopolitikai szempontból különösen érdekes. Lehet azt mondani, hogy a világpolitikai helyzet negatív irányba viheti a dolgokat. De a CERN eredetileg is arra az eszmére épült, hogy az emberek összefognak, együtt végeznek tudományos munkát az emberiség javára, békés módon. Ezért akár az ellenkező irányba is elmozdulhatnak a folyamatok. Nem tudom. Azt viszont látom, hogy bizonyos értelemben Európán belül erősödik az az érzés, hogy ezt közösen, valami jó cél érdekében csináljuk együtt.”

Már maga az időtáv is olyan tényező, ami megnehezíti a tagállamokon kívüli finanszírozás behúzását: az FCC legkorábban a 2030-as években kezdhet épülni, de munkába csak a 2040-es években áll majd, és korábban emlegettek 2070-es időpontokat is a projektben. Ehhez az illetékesek mindig igyekeznek kidomborítani azt, hogy az ilyen kísérletekben nemcsak tudományos eredmények születnek, hanem olyan technológiák is, amik például ma már rákos betegségeket gyógyítanak, vagy nekik köszönhetjük az MRI-gépeket a kórházakban.

„A CERN-nél az innováció úgy történik, hogy új technológiákat fejlesztünk ki azért, hogy tudományt csináljunk. Nem új kütyüket akarunk tervezni. A tudományos céljainkat ismerjük, és ehhez fejlesztjük ki a szükséges technológiát. És közben, amikor ezt tesszük, általában valami olyasmi jön létre, ami korábban egyszerűen nem létezett” – mondta Thomson. „A kérdés viszont az, hogy ez mennyi idő alatt jut el a mindennapi életbe. Néha ez 20 év is lehet. De amikor megtörténik, akkor hatalmas előnyöket hoz. Ezt kell elmagyaráznunk: nem feltétlenül azonnali haszonról van szó, hanem hosszabb távon jelentkező nagy hatásokról.”

Azt is felhozta, hogy Európa egyértelműen világelső a részecskefizikában, ami pedig vezető szerepet ad nekünk számos olyan technológiai területen is, ami kulcsfontosságú a részecskefizika számára. „Ha továbbra is ambiciózus részecskefizikai programot viszünk, Európa a tudomány és a technológia élvonalában maradhat. A Draghi-jelentésben is szerepelt, hogy az európai versenyképesség szempontjából ez rendkívül fontos.”

Azt is megjegyezte, hogy az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumával nagyon régóta nagyon jó együttműködésük van, és ez az elmúlt években is így maradt. Mindezt annak ellenére, hogy Donald Trump láthatóan háborút indított a tudomány ellen is.

„Őszintén szólva, és lehet, hogy meglepő, de a CERN-nél mi nem ezt tapasztaljuk. A kapcsolatunk az Egyesült Államokkal – különösen az amerikai Energiaügyi Minisztériummal, amely az USA nagy fizikai és multidiszciplináris kutatólaborjait működteti – nagyon erős és rendkívül hosszú múltra tekint vissza” – mondta Thomson.

Hozzátette azt is, hogy nem hiába használja a partnerség szót: egyrészt folyamatos a párbeszéd, rendszeresen egyeztetnek, másrészt a CERN például jelentős mértékben hozzájárul az amerikai neutrínóprojekthez is. A DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment egy nemzetközi neutrínófizikai kísérlet, két neutrínódetektorból fog állni, amelyeket a világ egyik legerősebb neutrínónyalábjába helyeznek. Ezek a detektorok lehetővé teszik a kutatók számára, hogy új szubatomi jelenségeket keressenek, és potenciálisan alapjaiban alakítsák át a neutrínókról és azok világegyetemben betöltött szerepéről alkotott tudásunkat.

„Európa a CERN-en keresztül olyan technológiákat biztosít, amelyek a hatalmas föld alatti neutrínódetektorok megépítéséhez szükségesek. Például speciális, folyékony argonnal töltött hatalmas tartályokat szállítunk, ami rendkívül különleges, gyönyörű technológia” – mondta Thomson. „Cserébe az Egyesült Államok nagyon magas szintű technológiát ad vissza, például erős szupravezető mágneseket.”

Az Európai Részecskefizikai Laboratórium rendkívüli ülését egyébként Tanács Zoltán tudományos és technológiai miniszter nyitotta meg, aki Facebookon azt írta: a stratégiai dokumentum elfogadása fontos mérföldkő, mert a következő évekre, sőt évtizedekre meghatározza az európai részecskefizika irányvonalait.

A Telex megkérdezte Mark Thomsont, hogy vár-e jobb együttműködést Magyarországgal most, hogy újra van Tudományos és Technológiai Minisztériumunk. A CERN főigazgatója azt válaszolta: bármelyik ország esetében azt lehet mondani, hogy mindig lehet jobb a közös munka. „A Magyarországgal való együttműködésünk viszont nagyon régóta stabil és folyamatos. Szerintem az országnak most lehetősége van arra, hogy többet is tegyen. Jó volt ma találkozni a tudományért és technológiáért felelős miniszterrel, de nyilván még nagyon az elején járnak az új kormányzati ciklusnak. Amit hallottam tőle, az az, hogy most gondolkodnak azon, mit kellene tenni. Ez egy új kezdet, új lehetőségek. És most rajtuk múlik, hogy kidolgozzanak egy tervet, amellyel kihasználják a CERN és más tudományos infrastruktúrák adta lehetőségeket. Ez egy hatalmas lehetőség Magyarország és a magyar fiatalok számára is.”