Mi hasznunk lesz a ma beindított részecskegyorsítóból? Egyáltalán mire jó a vizsgálódás?

A részecskefizika elmélet része egy ún. Higgs-mechanizmus, ami a részecskék tömegét írja le. Peter Higgs szerint a részecskék a vákuumhoz hozzáadott térben mozognak (ezt hívjuk Higgs-térnek), amitől tömeget nyernek. Ez az elmélet megjósolja egy ún. Higgs-bozon részecske létezését, amit eddig nem sikerült megtalálnunk. Rengeteg kísérletet végeztünk már korábban különböző gyorsítókban, és megtudtuk, hogy ennek a bizonyos részecskének a tömege egész biztosan nagyobb, mint 114 és kisebb, mint 200 gigaelektronvolt.

Különböző keresési stratégiák vannak, amelyek például a Higgs-bozon részecske tömegétől is függenek. Majd megpróbáljuk mindegyiket alkalmazni a begyűjtött adatokra. Minél nagyobb a tömege, annál könnyebb lesz majd megtalálni – ez a kísérlet fő célja. Amennyiben nagyon könnyű, akkor a vizsgálat akár három évig is eltarthat. Az is előfordulhat, hogy sikerül bebizonyítanunk a részecske nem létét. Ez esetben összeomlik az eddig ismert szegmense a részecskefizikának.

Ezen kívül rengeteg alternatív elmélet van még az általánosan elfogadott teória kiterjesztéseként. Ezek megjósolnak új jelenségeket, új részecskéket, amelyeket szintén ellenőrizni fogunk.

Mikre lehet számítani még?

Van egy úgynevezett sötét anyag, amely a világegyetem tágulásáért felelős. Ez egy nagyon érdekes jelenség, mert csak gravitáció útján kerül kölcsönhatásba a mi anyagunkkal. A világegyetem tömegének mintegy 25%-át, teszi ki, míg a látható anyag csak az 5%-át. A látható anyag nem csak a bolygók és csillagok anyaga, hanem beleértjük a csillagközi port és sugárzást is, amely kölcsönhatásba lép a mi anyagunkkal.

Van olyan elmélet, a szuperszimmetrikus-elmélet, amely feltételezi olyan jellegű részecskék létezését, amely magyarázatot adhat a sötét anyagra. Természetesen ez az elmélet is vizsgálódásaink egyik tárgya.

Amennyiben a Higgs-bozon nagyon könnyű, akkor valószínűleg könnyebb lesz megtalálni ezeket a részecskéket, mint a Higgs-bozont, magát. Nekem nagyon szimpatikus az elmélet, de nagyon bonyolult, így egyáltalán nem biztos, hogy lesz belőle valami. A Higgs-bozon csak egy adott részecske, amit meg kell figyelni. Ezzel ellentétben a szuperszimmetria, viszont egy feltételezett jelenségkör. Egy borzasztó bonyolult jelenség-halmaz, amelynek a munkánk során észrevehetjük egy kis szeletét. Hipotetikus stratégiáink vannak, hogy „ha ez igaz, akkor ezt hogy vesszük észre”, de az elsődleges feladatunk nem ez.

Amennyiben megtalálják a keresett Higgs-bozont, az mire lesz jó? Milyen előnyünk származhat ebből a felfedezésből?

A köznapi életben egy-egy alapkutatásból semmiféle haszon nem származik. Az előny, a társadalmi hasznosság egyrészt a megtermelt tudásban van, másrészt a kiképzett emberekben. A CERN-ből származik a világháló is. 1989-90 között a CERN-ben végeztek kutatásokat a fizikusok, majd Londonban is használták ezt a rendszert, s én 1994-ben már Budapesten tudtam böngészni.

Pillanatnyilag egy hasonló rendszeren dolgoznak, amit Grid-hálózatnak hívunk. Ez okvetlen szükséges ahhoz, hogy azt az őrült mennyiségű adatot feldolgozzuk, amit az új gyorsító meg fog termelni. Kísérletenként körülbelül 15 millió gigabájtnyi adat keletkezik majd. Ezt feldolgozni és tárolni borzasztó nagy munka, és mindezt egyetlen számítógépcentrumban végezni nem biztonságos feladat. Például a CMS kísérletnek hét ilyen centruma lesz. Amikor analizálni akarunk adatokat, akkor nem kell mást tenni, mint beküldeni az adatokat egy olyan helyi központba, amely katalógusszerűen nyilvántartja, hogy hol vannak azok az információk, amelyek a program elvégzéséhez szükségesek. Ezeket megkeresi, áthozza, és olyan helyen futtatja le, ahol elég szabad kapacitás van. Ezt a rendszert az Egyesült Államok már sikeresen használja a mammográfiában, a meteorológia és a katasztrófavédelem területén. A CERN próbálja elterjeszteni ezt a módszert Európában.

Egy hasonló rendszer már Magyarországon is működik. Az úgynevezett HunGrid rendszert az RMKI és a SZTAKI együttműködésével fejlesztettük ki.

Októberben üzemelik be hivatalosan a gyorsítót. Akkor mi értelme volt a szerdai nyilvános bemutatónak? Próbaüzemnek azért kockázatos, nem?

Szerdán csak egy protonnyalábot küldtek végig az alagútban. A részecskék négy előzetes gyorsítón keresztül jutnak el az utolsó ötödikbe. Az első négy már össze van hangolva, de az utolsó gyorsítóba még soha nem lőttek be részecskét. Azt hiszem, a legbonyolultabb feladat azt megoldani, hogy az utolsó gyorsító megfelelő fázisba fogadhassa a küldött részecske-csomagokat.

A szakemberek szerint, ha már egyszer a protonnyaláb sikeresen körbement, akkor az már könnyebb feladat, hogy az ötödiket az előzőekhez hangolják. Ez sokkal könnyebb, mint a kezdeti 1200 szupravezető mágnest megfelelőképpen beindítani.

Le merem fogadni, hogy szerda előtt néhány napja már próbálgatták az eszközöket, egész biztosan nem kockáztatták meg, hogy nagy nyilvánosság előtt ne működjön a berendezés. Egyébként is szektorról szektorra körbe kell járni és minden műszert összehangolni, ez már önmagában sem egy egynapos folyamat, ezért biztos vagyok benne, hogy már korábban is tesztelték az üzemet.