Išgirdę CERN (pranc. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) pavadinimą dažnas pagalvojame apie aukščiausio lygio tyrimus, po žeme esančius dalelių greitintuvus ir vis detalesnes žinias apie mus supančio pasaulio pamatus. Tuo pat metu šiems itin sudėtingiems fundamentaliosios fizikos eksperimentams atlikti CERN yra sukuriamos ir naujos išmaniosios technologijos bei inžineriniai sprendimai. Apie CERN įsteigimo priežastis, lietuvių įsitraukimą į CERN veiklas ir čia kuriamų technologijų pritaikomumą pasakoja Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Fotonikos ir nanotechnologijų instituto profesorius ir CERN-LT konsorciumo vykdantysis direktorius Ramūnas Aleksiejūnas.
CERN nuotr.
Priežastys, lėmusios CERN įsteigimą
Šveicarijoje esantis CERN yra didžiausia pasaulyje branduolinės ir dalelių fizikos laboratorija, arba pažodžiui iš prancūzų kalbos verčiant – Europos taryba branduoliniams tyrimams. Prieš beveik 70 metų šią laboratoriją buvo nuspręsta steigti dėl kelių priežasčių.
„Pirminis CERN steigimo tikslas buvo fundamentalūs gamtos tyrimai. Čia dirbantys mokslininkai siekia kuo giliau suprasti elementarias daleles: esminius, mažiausius mūsų pasaulio sandaros blokus, iš kurių viskas sudaryta. Šios dalelės ir sąveika tarp jų ir nulemia tai, kokia yra mūsų visata“, – pasakoja prof. R. Aleksiejūnas.
Kita, ne mažiau svari CERN įsteigimą paskatinusi priežastis buvo siekis suburti Europos fizikus vykdyti taikius tyrimus, nes daug gabiausių branduolinės fizikos specialistų Antrojo pasaulinio karo metais buvo įtraukti į branduolinio ginklo kūrimą. CERN turėjo tapti vieta, leisiančia jiems pagaliau užsiimti taikiais moksliniais tyrimais. Dar ir šiandien tai tebėra vienas iš pamatinių CERN principų – CERN negali būti vykdoma jokia veikla, skirta karui.
Trečioji CERN steigimo priežastis buvo praktinė. Elementariųjų dalelių tyrimai darėsi vis sudėtingesni ir brangesni, tad jokia valstybė savarankiškai nebeišgalėjo tokių tyrimų finansuoti ir atlikti.
„Siekdamos vykdyti tokio aukšto lygio mokslinius tyrimus, šalys turėjo kooperuotis. Iki Antrojo pasaulinio karo Europa buvo pasaulio mokslo centras, bet pokariu ėmė atsilikti nuo Jungtinių Amerikos Valstijų. Tad elementariųjų dalelių fizikos sritis su CERN priešakyje leido ne tik suburti aukščiausio lygio fizikus, bet ir tapti šios srities lyderiais pasaulyje“, – sako mokslininkas.
CERN-LT siekis – suburti įvairių krypčių mokslininkus
CERN-LT konsorciumo istorija yra susijusi su Lietuvos mokslininkų siekiu dalyvauti CERN veiklose. „Pirmieji lietuvių mokslininkų kontaktai su CERN užsimezgė dar 1992 m. Nors laikui bėgant bendrų tyrimų vis daugėjo, tačiau tai buvo pavieniai, nekoordinuoti veiksmai. Situacija pasikeitė 2018 m., Lietuvai tapus asocijuotąja CERN nare ir atsiradus poreikiui sujungti šioje srityje dirbančius mokslininkus“, – pasakoja prof. R. Aleksiejūnas.
Pirmiausia buvo įkurtas Branduolių ir elementariųjų dalelių centras, kuris vienijo šios krypties mokslininkus. Tačiau ilgainiui buvo suprasta, kad šio centro pajėgų nepakanka apimti visų su CERN susijusių veiklų Lietuvoje.
„Matėme, kad Lietuvoje yra daug mokslininkų, kurie dirba su medžiagų, pritaikomų CERN, tyrimais. CERN veiklose dalyvavo medikai, informatikai, puslaidininkių fizikos ir spektroskopijos specialistai. Buvo plėtojamos veiklos, skirtos mokytojų ir visuomenės švietimui. Todėl kilo mintis sukurti platesnę skėtinę struktūrą – kelių universitetų konsorciumą, kuris jungtų ne tik Branduolių ir elementariųjų dalelių centro, bet ir kitų sričių mokslininkus į vieną organizaciją – ir taip atverti kelią bendriems su CERN technologijomis susijusiems projektams“, – pasakoja fizikas.
Buvimas asocijuotąja CERN nare Lietuvai atveria plačias galimybes
Lietuvai tapus asocijuotąja CERN nare, mūsų šalies mokslininkams ir verslininkams atsivėrė plačios perspektyvos. Šiandien didžioji dalis su CERN susijusių tyrimų (apie 80 proc.) yra vykdomi būtent Vilniaus universitete.
„Nors kad dar nesame visateisiai CERN nariai ir negalime Lietuvos vadinti CERN bendrasavininke, tačiau mūsų mokslininkai turi galimybes naudotis CERN infrastruktūra ir duomenimis. Lietuvos universitetų doktorantai gali vykti stažuotis į CERN, taip pat ir įsidarbinti šiose laboratorijose. Mūsų šalies verslui suteikiama galimybė dalyvauti CERN vykdomuose pirkimuose, pasiūlant savo įdirbį ir paslaugas“, – vardija prof. R. Aleksiejūnas.
Be dalyvavimo tokiuose pirkimuose, verslas gauna ir daugiau naudų. Lietuvos pramonės sritys, tokios kaip lazerių, elektronikos ir kitos, labai greitai plečiasi ir joms reikalingi aukštos kvalifikacijos darbuotojai.
„Lietuvos mokslo ir studijų institucijos, bendradarbiaudamos su CERN, geba parengti labai aukšto lygio specialistus. Šie specialistai nesunkiai randa darbo vietas Lietuvos verslo įmonėse ir tampa puikiais inžinieriais, informatikais ir kitų sričių specialistais. Tad studijų metu įgytas žinias ir gebėjimus jie atsineša ir gali tiesiogiai pritaikyti verslo įmonėse. Tai yra milžiniškas indėlis, apie kurį dažnai nepagalvojama“, – sako mokslininkas.
Kitas svarbus dalykas – CERN gaminama daug labai specifinių įrenginių, tokių kaip magnetai, greitintuvai, detektoriai, programinė įranga, kuriems reikia išskirtinių inžinerinių gabumų ir žinių. Atsiranda daug inžinerinių išradimų, kurie gali tapti produktais.
„Šie produktai tikrai galėtų sudominti verslo įmones. CERN-LT konsorciumas vykdo ir komercinimo veiklas, kuria prototipus, kurie turi potencialo tapti produktais. Vienas tokių – vėžio gydymui – brachiterapijai – skirti specialūs zondai, kurių prototipą yra sukūrę ir patentuoti pateikę VU Fotonikos ir nanotechnologijų instituto mokslininkai. Bendradarbiaujant su Nacionaliniu vėžio institutu yra atliekami klinikiniai tyrimai su pacientais“, – vieną iš galimų ateities produktų pristato prof. R. Aleksiejūnas.
Mus supa daugybė CERN sukurtų technologijų
Mokslas tuo ir žavus, kad pirminėse išradimų stadijose dar labai sunku pasakyti, kur tai bus galima pritaikyti. Tačiau jau turime ne vieną pavyzdį, kai CERN sukurtos technologijos rado vietą mūsų kasdieniame gyvenime.
„Dažnai girdime, kad internetas yra didžiausia CERN dovana žmonijai, tačiau tokių technologijų yra ir daugiau. Na, kad ir liečiamieji ekranai ar itin galingi superlaidūs magnetai, naudojami levituojantiems traukiniams ar medicininės diagnostikos įrenginiams gaminti. Pasaulyje yra pavyzdžių, kai buvo pritaikytos ir aukšto vakuumo technologijos. Ant Ženevos oro uosto pastatytos saulės baterijos, kurios šildo vandenį. Problema ta, kad sušilęs vanduo turi nutekėti iki reikiamos vietos, neprarasdamas šilumos. Šią problemą išsprendė buvęs CERN mokslininkas, kuris panaudojo CERN patirtį ir pritaikė vakuumo kūrimo technologiją (susijusią su labai porėtomis medžiagomis), kuri leido termiškai izoliuoti šiuos vamzdžius. Taip pavyko sumažinti šilumos perdavimo nuostolius“, – pasakoja mokslininkas.
Duomenų mokslas, jų apdorojimas, perdavimas ir saugojimas yra ypač svarbūs CERN. Prof. R. Aleksiejūnas sako, kad tikriausiai geriausiai CERN yra žinomi Lietuvos informacinių technologijų mokslininkai.
„Šalia informatikų ir fizikų į CERN veiklą aktyviai įsitraukia ir medikai. Jie ėmė plėtoti hadronų terapijos metodus, kai piktybiniai navikai naikinami juos apšvitinant itin greitais protonais ar kitomis dalelėmis. Toks gydymo būdas yra naujas ir sudėtingas, bet leisiantis daug tiksliau ir efektyviau nei kiti radiologijos būdai paveikti auglius. Šiandien pasaulyje yra bent du centrai, kurie taiko gydymą hadronų terapija. Ateityje svajojama tokį centrą įsteigti ir Baltijos šalyse“, – pasakoja profesorius.
Pagrindinė CERN veikla tebėra fundamentalūs tyrimai
Pagrindine CERN užduotimi išlieka gilesnis pasaulio suvokimas. Prof. R. Aleksiejūnas pabrėžia, kad nederėtų sukurti perteklinių lūkesčių, jog CERN veikla atneš greitą „kasdienę“ grąžą.
„Sklando tokia istorija apie Faraday’ų, kad jis, Britų valdžios atstovo paklaustas apie praktinę jo atradimų, susijusių su elektra, naudą, atsakė dar tiksliai nežinąs, bet esąs įsitikinęs, kad tai netrukus bus galima apmokestinti. Tad tikrai nesinori per daug akcentuoti CERN vaidmens kuriant kasdienes lengvai pritaikomas technologijas, nes taip nukreipiame dėmesį nuo svarbiausios CERN užduoties – visatos pažinimo“, – sako prof. R. Aleksiejūnas.
Svarbu, kad CERN laikosi atvirumo ir sąžiningumo principo. „CERN sukurti moksliniai straipsniai spausdinami atviros prieigos principu. Taip siekiama užtikrinti, kad nenukentėtų mažiau pasiturinčios šalys ir jose dirbantys mokslininkai“, – pasakoja mokslininkas. CERN-LT konsorciumas taip pat yra atviras visiems mokslininkams, kurie turi ryšių ir mokslinių veiklų su CERN. „Bendrų su CERN veiklų vykdymas yra esminis kriterijus, kurį turi atitikti mokslininkai, norėdami prisijungti prie mūsų tinklo. Stengiamės nuolat plėstis ir ieškoti bendradarbiavimo galimybių. Tad vienas iš mūsų tikslų yra bendradarbiauti su į užsienį išvykusiais lietuviais, kurie jau turi darbo patirties CERN, ir rasti būdų paskatinti juos grįžti į Lietuvą. Tikrai esami atviri bendradarbiavimui“, – sako fizikas.