„Una dintre căutările principale este materia întunecată“

Experimentele care au loc la cel mai mare accelerator de particule din lume au pus o lume întreagă pe jar, mai ales atunci când, după ani de căutare, a fost găsit bosonul Higgs în 2012, numit și „Particula lui Dumnezeu“. Aflat sub Elveția și Franța, cu un diametru de 26,7 kilometri, în jurul lui s-au născut legende și speculații, fiind privit cu admirație, interes, dar și cu teamă. Adam Jinaru, un tânăr fizician selectat în echipa oamenilor de știință români care participă la cercetările de la CERN – Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară de la Geneva, ne povestește ce se întâmplă de fapt în locul care fascinează o lume întreagă.

Cotidianul: Cum ai ajuns să faci parte din cea mai renumită comunitate de oameni de știință din lume, cea de la CERN?

Adam Jinaru: Am absolvit Facultatea de Energetică din Politehnică, gândindu-mă că, odată cu specializarea în Fizică Nucleară / Centrale Nucleare, din anul III, o să studiez exact ce-mi place. Dar nu a fost ce doream, așa că am tot mers pe la cursurile Facultății de Fizică, începând cu anul IV. Nu la toate, dar mă interesau electrodinamica, fizica cuantică, fizica nucleară. Așa că m-am hotărât să-mi fac masterul în fizică nucleară. Politehnica deja se îndepărta de principii, era prea tehnică, nu am găsit ce mă fascinase inițial. După master, am mers la doctorat și am fost angajat la Institutul de Fizică și Inginerie Nucleară  din Măgurele, în grupul domnului Călin Alexa. Lucrez pe tehnica detectorilor și a analizei de date. Colaborarea dintre IFIN și CERN m-a adus la acceleratorul de particule de la Geneva.

Povestește-mi ce se întâmplă în locul care a stârnit atâta interes în toată lumea și ce faci tu acolo.

Acceleratorul de particule Large Hadron Collider – LHC de la Geneva  accelerează protoni pe care îi ciocnește, atunci când aceștia ajung la energii considerabile. Un fascicul de miliarde de protoni se lovește cu alt fascicul care vine din partea opusă, iar vitezele sunt imense, aproape de viteza luminii.

Aici se accelerează foarte ­mulți protoni, practic poate să treacă un fascicul pe lângă altul la câțiva milimetri și nu se simte. Prin intermediul detectorilor, aflați chiar în punctul în care s-au ciocnit aceste fascicule, se transmit datele. Ceea ce rezultă din ciocnire lasă urme, trece prin detectori, motiv pentru care acceleratorul este înconjurat, ca o ceapă, de mai multe straturi de detectori.

Apoi, într-o hală imensă, deasupra detectorilor, sunt birouri mari, ca-n Star Trek, cu multe monitoare, unde monitorizăm procesul de înregistrare a datelor, iar cercetătorii, după aceea, analizează datele transmise de detectori, în diferitele colțuri ale lumii. Și asta fac și eu acolo, monitorizez sau analizez datele. Sunt grupuri de analiză formate din mai multe persoane. Eu sunt într-un grup care are cam 10-12 cercetători, fiecare are un rol, analizăm datele, să vedem dacă există fizică nouă.

Și ce rezultă din ciocnirea particulelor?

Materie nouă. Și posibilitatea de a studia noi legi ale naturii. Tehnica asta e veche cam de 100 de ani, ar trebui să o mai schimbe, să mai inventeze și ei ceva nou (glumesc!), dar deocamdată pe asta o folosesc. Așa s-a descoperit bosonul Higgs, căruia i s-a mai spus și „Particula lui Dumnezeu“ și despre care a scris toată lumea.

De ce i s-a spus „Particula lui Dumnezeu“?

E un nume pe care îl cunoaște marele public și are o poveste nostimă. Fizicianul Leon Lederman a scris, prin anii ’60, o carte despre acest boson care trebuia să joace un anumit rol în fizica particulelor. Și-a intitulat cartea „Goddamn Particule“, adică „Nenorocita de Particulă“, pentru că nu o găsea. Însă editorul a zis: „Nu-mi place acest nume, nu sună bine pentru cititori, să-i spunem God Particle“.  Și de aici e numele.

Ce este de fapt această particulă?

Prin anii ’40 fizicienii aveau idee despre tot felul de particule care existau în Univers și pe care le descopereau, la un moment dat, aproape în fiecare zi, așa erau de multe. Dar nu înțelegeau cum capătă masă. În sensul clasic, masa este confundată cumva cu inerția. Cum devin ele materiale? Trebuia să fie un mecanism care să le dea masă. Și ei aveau toate particulele, dar nu aveau masă pentru ele, mai ales pentru cele cu adevărat fundamentale, cum sunt quarcii. Cum facem să apară masa? Și atunci au venit diverși fizicieni, cu diferite teorii, și acest Peter Higgs, și cu alții, s-au gândit la următorul mecanism, care poate fi explicat în mai multe feluri. De exemplu, este ca un bulgăre mic de zăpadă pe care îl lași să se rostogolească și, astfel, acumulează materie. Câmpul acesta Higgs este peste tot prin Univers și particulele, tot interacționând cu el, se învelesc cumva de zăpadă și capătă masă. Asta ar fi o explicație simplistă. Este un câmp care nu seamănă cu nimic descoperit până acum și prin care particulele capătă masă. În termeni tehnici, e un  câmp scalar și nimic altceva nu mai e câmp scalar. Particula nu e așa de importantă, câmpul care a născut particula e important. Sunt Câmpul Higgs și Particula Higgs. I se zice „Particula lui Dumnezeu“, dar nimeni nu prea vorbește despre „Câmpul lui Dumnezeu“.

Particula Higgs a fost descoperită în acceleratorul de particule de la Geneva în 2012, iar în 2013, Peter Higgs și Francois Englert au luat Premiul Nobel. Practic, teoria este din ’60 și le-a luat oamenilor de știință peste 50 de ani să o descopere. Îți dai seama că erau frustrați la un moment dat…

Și această particulă există în natură ?

Da, există. Poate să apară spontan și dispare la fel de rapid, este efemeră. Însă în natură e mai greu de găsit. Trebuiau energii mari de ciocnire pentru a o pune în evidență. Tot acest câmp Higgs este ca o marmură pe care trebuie să o „șifonezi” ca să apară o reacție sub formă de particulă Higgs. În accelerator e ca și cum această marmură s-a transformat în covor, și e mult mai ușor să apară astfel o particulă de aici…

Sunt mai multe povești despre acest accelerator de particule. De ce circulă aceste mituri?

Este topul științei acolo. Bineînțeles, sunt și alte laboratoare în lume, în SUA, Japonia, Germania, Italia, care fac știință de vârf, dar aici s-au adunat multe națiuni care și-au pus eforturile financiare, umane, intelectuale în comun, ca să formeze acest centru. La CERN s-a format o comunitate științifică foarte importantă în jurul acestui accelerator, pe care o singură țară nu l-ar putea realiza pentru că e foarte scump. Și atunci probabil că oamenii îsi închipuie tot felul de lucruri și își exprimă tot felul de temeri…

Se spune că acum oamenii de știință caută materia întunecată.

Particula Higgs era ultima părticică din modelul standard. Acum sunt căutări dincolo de modelul standard. Pentru că sunt tot felul de observații. De exemplu, curbele de rotație ale galaxiilor și clusterele îndepărtate de galaxii nu se potrivesc cu teoriile actuale ale fizicii newtoniene, și fizicienii spun că ar trebui să existe mai multă materie, pe care noi nu o vedem. Este vorba despre  materia întunecată. Și nimeni nu știe ce e.

Și tu cauți materia întunecată?

Da. Sunt și eu într-un grup care are un model de căutare a materiei întunecate. Sunt deja măsurători ale acestor curbe de rotație ale galaxiilor, care se mișcă altfel decât ar trebui să se miște, conform teoriilor cunoscute, fapt care ar putea fi explicat doar dacă admitem că este mai multă materie decât putem observa. Așa că una dintre căutările principale la CERN este materia întunecată. Teoria este de prin 1933, dar în ultimii ani s-au intensificat cercetările. Și nu doar la CERN. Materia întunecată poate fi căutată însă și cu experimente mult mai mici.

Ce rezultate ai avut în cercetările tale?

Împreună cu grupul în care lucrez la CERN, o să publicăm în curând un articol. Deja e în runda 2 de discuții, deja a trecut de niște comentarii foarte dure și s-ar putea ca în câteva săptămâni să fie publicat. Colaborarea fiind mare, trebuie să treacă de mai multe faze interne înainte. Este destul de bine organizată procedura. Atunci când scoate CERN un articol, acesta este de încredere. Nu se îndoiește nimeni.

O analiză durează tipic 1, 2, 3 ani. Nu este vorba despre câteva luni, să spui: gata, am publicat un articol. Dar nu o să fie trecut numele meu, o să fie semnat din partea grupului Atlas, pentru care lucrez. De asemenea, am publicat un articol într-o revistă internațională despre un nou mod de dezintegrare, despre care nu a vorbit nimeni, al unei noi particule care se presupune că ar exista, teoretic, dincolo de Modelul Standard.

La CERN este și locul unde a luat naștere Internetul ?

Da. Un prieten m-a dus pe un coridor și mi-a spus: „Uite, vezi placa asta? Citește“. Scria: „Aici este locul unde s-a descoperit Internetul (world wide web)“. Pentru că au fost doi oameni care, la un moment dat, au preferat să facă schimb de informații rapid, în loc să meargă dintr-un birou în altul să-și arate graficele pe care le-au obținut, și au făcut o rețea locală.

Te-ai gândit să rămâi definitiv acolo?

Da, m-am gândit, dar e mai complicat. Am stat la un moment dat o lună și jumătate, dar voiam să ajung în România, aici am prietenii. Însă e important și să fiu acolo pentru că e de învățat, e o atmosferă de lucru extraordinară, oamenii se opresc pe holuri și discută între ei. Stau cu laptopul sub un braț, cafeaua în mână, în picioare, să discute pe teme științifice și 30 de minute sau o oră. E o efervescență nemaipomenită. Și la bufet este la fel, oamenii discută știință peste tot. Sunt multe seminarii, cursuri, întâlniri de lucru, conferințe… și toate acestea constituie unul dintre cele mai bune medii propice activităților de cercetare.

Abonează-te acum la canalul nostru de Telegram cotidianul.RO, pentru a fi mereu la curent cu cele mai recente știri și informații de actualitate. Fii cu un pas înaintea tuturor, află primul despre evenimentele importante, analize și povești captivante.