Visatos paslaptis skleidžiančioje komandoje – ir lietuvių mokslininkas

Dėl vieno neabejojama – ši diena fizikoje turėtų pradėti naują mokslo erą.

Iš Kėdainių kilęs 66 metų J.V. Vaitkus 1967 metais tapo puslaidininkių fizikos mokslų daktaru (jo tyrimai buvo daromi Maskvoje, N.Basovo laboratorijoje ir Vilniaus universitete). Profesorius stažavosi Švedijos Karališkajame technologijos institute, taip pat universitetuose Linkopinge (Švedija), Prahoje (Čekija), Frankfurte prie Maino (Vokietije), Strasbūre (Prancūzija), Notre Dame (JAV) ir Glasge (Škotija).

1985 metais Vilniaus universitete dirbantis mokslininkas tapo Lietuvos mokslų akademijos narių korespondentu. J.V.Vaitkus gavo kelis valstybinius apdovanojimus už savo veiklą, išleido monografiją ir daugiau kaip 250 straipsnių, 26 jo doktorantai apsigynė disertacijas.

Pirmiausia Jus, kaip mokslininką apskritai ir kaip mokslininką, susijusį su CERN konkrečiai, sveikinu su 2008 rugsėjo 10-ąja. Sakykite, kodėl buvo pasirinkta būtent ši diena, ne, tarkime spalio 2, lapkričio 27 ar dar kokia nors?

Ačiū už sveikinimus. Eksperimento rengimo etapų dienos pasirenkamos pagal reikiamą atlikti darbą kiekvienai darbų fazei, paliekant šiek tiek laiko atsargai ir numatant, kad pasirengus dar reikės laiko bendravimui su žiniasklaida. Taip liepos gale buvo užbaigtas magnetų atšaldymas iki -271 C temperatūros, kurio metu buvo susidurta su techninėmis problemomis, nes žeminant temperatūrą sistemoje atsiranda dėl traukimosi įtempimai, o kurioje vietoje jie pasireikš jau pavojingu lygmeniu numatyti negalima. Rugpjūčio 7 dieną buvo paskelbtas grafikas, kada vyks tolesni įrangos derinimo etapai: rugpjūčio 9 dieną buvo pasiektas injektuojančio greitintuvo (SPS super-protonų-sinchrotronas) ) suderinimas su LHC (Large hadron collider – didysis hadronų kolaideris) ir rugsėjo 10 dienai buvo numatyta protonų pluošto cirkuliavimo pradžia.

Kiek laiko ir kaip buvo ruošiamasi didžiajam eksperimentui? Kiek žmonių resursų panaudota ir kokie Jūsų bei kitų Lietuvos mokslininkų nuopelnai, susiję su tuo, kas prasidėjo šiandien 10.28? Ar seniai dirbate su CERN projektais?

LHC buvo „palaimintas“ CERN‘o tarybos 1991 metų gruodžio mėnesį, 1994 metais priimtas sprendimas, įrenginio statyba pradėta 1995 metais. Nors iš tikrųjų šio eksperimento pradžią galima įvardinti 1977-uosius, kai buvo nuspręsta pastatyti Didijį elektronų-pozitronų kolaiderį (LEP), kuriam ir buvo įrengtas visur minimas apskritiminis 27 km ilgio tunelis.

Mūsų darbai, susieti su CERN‘o programomis, prasidėjo 1996 metais per užmegztą bendradarbiavimą su Glazgo universitetu, kuriame 1997 metais buvau Senate išrinktu vizituojančiu profesoriumi (ir jau gal tris kartus perrinktas). Tada įsijungėme į darbus, kuriuose buvo nagrinėjami puslaidininkiai, galintys tikti LHC detektoriams, esantiems arčiausiai protonų susidūrimo taško. Tuo metu darbuose greta Vilniaus universiteto Medžiagotyros ir taikomųjų mokslų institute esančios mano mokslinės grupės dar dalyvavo Puslaidininkių fizikos instituto akademiko Juro Požėlos grupė, sprendusi signalų stiprinimo elektronikos problemas, į darbus jungėsi MGS „Venta“ ir „Mikrolyra“ mokslininkai.

CERN‘o darbų ataskaitose ir publikacijose mūsų pavardės pasirodė 1998 metais CERN „RD8“ bendradarbiavimo programos apimtyje. Tų tyrimų metu buvo parodyta, kad silicis yra geriau tinkamas puslaidininkis LHC detektoriams, o mūsų tirtas GaAs surado taikymą CERN‘o „MediPix“ programoje skirtoje dantų tomografijai ir mamografijai (tai - medicininiai taikymai). Šie darbai įtakojo į šiandieninio LHC eksperimentų konstravimo darbus, nors tiesioginio indėlio iš to, kas padaryta, nebuvo. Tiesa, mano konsultuojami doktorantai Glazgo universitete buvo tiesioginiai ATLAS eksperimento detektorių programos dalyviai.

2002 metais išaiškėjo, kad silicis nėra pakankamai geras numatytiems uždaviniams spręsti ir reikia ieškoti naujų medžiagų ar keisti silicio savybes, darbo režimą. Taip gimė CERN „RD39“ bendradarbiavimas, siekiantis pagerinti detektorių savybes juos atšaldant iki žemų temperatūrų (kriogeniniai radiacijos detektoriai) – mūsų grupė įsijungė į tuos darbus (keturis mokslininkai ir studentai, kurių skaičius pastoviai kito – iš viso daugiau kaip 50 bendradarbių iš 18 institucijų), o taip pat kuriamas kitas, daug didesnis CERN „RD50“ bendradarbiavimas, nauji radiacijai atsparūs detektoriai didelio šviesingumo kolaideriams (super-LHC). Šis bendradarbiavimas apėmė daugiau kaip 270 bendradarbių ir per 50 institucijų. Mūsų grupė – septyni mokslininkai, taip pat doktorantai, studentai bei kiti kolegos, kurių aparatūra buvo reikalinga tyrimams atlikti. Tada buvau išrinktas vieno iš šešių projektų („Naujos medžiagos“) koordinatoriumi, o dabar esu išrinktas Bendradarbiavimo tarybos pirmininko pavaduotoju.

Atradome, kad GaN yra ypač perspektyvus, tačiau kol kas ekonominiai dalykai ir įtemptas grafikas stabdo jo panaudojimą. Taip pat kartu sukūrėme apšvitintų puslaidininkių įrangą, ypač reikalingų silicio tyrimui, ko negalėjo atlikti jokia kita mokslinė grupė, o vienas iš mūsų įrengimų ruošiamas darbams pačiame CERN‘e. Mūsų pagrindinis darbas – analizuoti medžiagos radiacinio atsparumo problemas ir kontroliuoti medžiagos parametrus.

Dabar, Lietuvai sudarius bendradarbiavimo sutartį su CERN‘u, darbų frontas plečiasi. Mes jungiamės į CMS eksperimento sensorių grupę, kad modeliuotumėme detektorių elgesį įvairiose sąlygose ir jei būtų keičiama jų konstrukcija. Keli Vilniaus universiteto Teorinės fizikos ir astronomijos instituto mokslininkai pradėjo gilintis į didelių energijų fizikos problemas, o matematikai bei informatikai – į duomenų apdorojimo programavimą bei naujų GRID technologijų kūrimą.

Kol kas kalbama, kad apdoroti duomenims reikės daug laiko. Kiek maždaug jo gali prireikti, kol bus paskelbta apie vienokį ar kitokį atradimą? Kokio rezultato tikitės? Ar palaikote Stepheno Hawkingo spėjimą (jis netiki, kad egzistuoja Higgso bozonas, populiariai vadinamas „dieviškąja dalele“, kuri pagal teoriją materijai suteikia masę, tačiau mano, kad eksperimento metu gali atsiverti nedidelė juodoji skylė, galinti susiurbti materiją, esančią aplink ją) ar Peterio Higgso ir jo kolegų?

Jei nepavyktų pagreitinti šiandieninio įrenginio darbo spartos, tai rezultatų laukti reikės maždaug 10 metų. Tačiau jei mūsų programa bus sėkmingai įgyvendinta, turėtų užtekti 5-6 metų. Esu P.Higgso šalininkas.

Kokios paskutinės naujienos iš CERN? Kas šiuo metu ten vyksta? Ar minėtosios dalelės jau susidūrė? Ar tai – bandymas, kuris bus kartojamas daug kartų? Kas daroma nuo trečiadienio ryto ir bus daroma toliau?

Toliau – rutininis darbas: abiejų protonų pluoštų paleidimas, jų greitinimas, o pasiekus bent 5 TeV energiją – susidūrimų realizavimas.

Daug kalbėta apie šį eksperimentą. Laiko mašina, dieviškoji dalelė, paraleliniai pasauliai, pasaulio sukūrimo atkartojimas, kiti išmatavimai, juodoji skylė, tamsioji materija, veidrodinis pasaulis... Kas iš šių hipotezių yra realiausia, Jūsų nuomone? Paaiškinkite kiekvieną šiek tiek plačiau.

Labiausiai ieškomas bus Higgso bozonas, nes jis paaiškins gravitacijos (masės) kilmę, gal lengviausiai bus pasiekta kvarkų-gliuonų plazma – Visatos didžiojo sprogimo pradžioje egzistavusi medžiaga. Tam tik reikės vietoje protonų paleisti švino jonus ir juos sudaužti. (Mes jau tyrinėjome puslaidininkius, paleistus tokios, tik mažesnės energijos, spinduliuotės.)

Labiau intriguojanti ir sunkiai nuspėjama galimybė atrasti supersimetrines daleles, kurios, manoma, sudaro didžiausią galaktikų masės dalį, tik jos nėra matomos elektromagnetinėmis bangomis. Visa kita – labiau teoretikų trokštami dalykai, bet mažiau realūs, negu paminėti.

Ar šis eksperimentas gali įrodyti, kad egzistuoja greitis, didesnis už šviesą? Tuomet filmų cikle „Žvaigždžių karai“ pavaizduota hipererdvė gali tapti realybe, ar ne? Jei greitis taptų didesnis už šviesą, koks jis būtų? Ar jį būtų galima kontroliuoti? Ar tai reikštų erdvėlaikio peržengimą, t.y. kelionę ne tik erdve, bet ir laiku?

Tokių dalykų nesitikima.

Ar CERN vykdomas eksperimentas gali tapti nevaldomu? Kokios pačios didžiausios mokslininkų baimės, nuogąstavimai?

Realaus pavojaus nėra. Darbų saugos priemonės yra labai rimtos ir visi pasiruošę jų laikytis.

Ar atradimas, koks bebūtų padarytas CERN‘e, galėtų tapti ginklu, kuris būtų itin pavojingas?

Gali. Pavyzdžiui, internetas, kuris 1989 metais buvo sukurtas CERN‘e. Juk juo vykdomos diversijos, kenkėjiška veikla.

Ar, radus Higgso bozoną, pasitvirtintų Biblijos frazė „žodis tapo kūnu“ arba Platono „idėjos tapimas kūnu“? Kitaip tariant, ar tai paaiškintų dvasios (pasaulio be masės) ir materijos (pasaulio su mase) dualizmą? Ar tai suartintų religiją ir mokslą?

Religijos ir mokslo santykiai yra už šio eksperimento ribų. Čia galioja teiginys: energija neatsiranda ir neišnyksta, tik iš vienos formos ji gali virsti kita (taip pat ir mase).