Didžiausia požeminė laboratorija CERN: nuo vėžio gydymo terapijų iki interneto atradimo

„CERN laboratorijoje yra kuriama kažkas didesnio už ekonominius ir teritorinius interesus“, – tikina dr. Mindaugas Šarpis. LRT KLASIKOS laidoje „Šviesi ateitis“ dalelių fizikas pasakoja, kaip veikia didžiausia pasaulio laboratorija ir kodėl ten vykdomiems tyrimams prireikė mokslininkų iš visos Europos.

CERN – milžiniška laboratorija ant žemės ir po ja

Dr. M. Šarpis tikina, kad keliais sakiniais apibūdinti didžiausią pasaulyje dalelių laboratoriją yra neįmanoma. Anot jo, Šveicarijos ir Prancūzijos pasienyje įsikūręs centras yra bendras Europos mokslininkų bendruomenės projektas.

„Žmonės įsivaizduoja, kad kalbėdami apie CERN, kalbame apie didelę laboratoriją – didelę infrastruktūrą, mažą miestelį. Tačiau CERN yra daug daugiau, nei fizinė infrastruktūra, tai yra didžiulė administracinė infrastruktūra, 23 šalių bendra iniciatyva, kur sprendimai priimami demokratiniu būdu“, – sako M. Šarpis.

CERN dydį M. Šarpis prilygina Marijampolei. Jis pasakoja, kad centre yra įkurtos mokslininkų tyrimams skirtos bazės, kuriose gali susirinkti iki 30 tūkst. tyrėjų, tačiau svarbiausias CERN objektas randasi po žeme.

„Aš ir mano grupė Vilniuje, esame su CERN susieti mokslininkai, tačiau ten [į CERN] vykstame tik specialiomis progomis. Įdomiausi dalykai vyksta po žeme, 100 m po žeme yra didysis hadronų (elementariųjų dalelių tipas – LRT) greitintuvas – didžiausias žmonijos istorijoje sukurtas aparatas“, – priduria jis.

Anot M. Šarpio, dalelių greitintuvas yra didžiausias Europos inžinerinis projektas, subūręs ir suvienijęs mokslininkus iš skirtingų šalių dirbti prie vieno tikslo, viena iš įsitraukusių šalių yra ir Lietuva. Dr. M. Šarpis pabrėžia, kad mokslininkų sambūrio ir CERN tikslas – fundamentalusis mokslas.

„Tyrimai, kuriuos mes atliekame, yra fundamentalūs ir labai sudėtingi. Panašios laboratorijos buvo sukurtos Amerikoje, tačiau Europa negalėjo konkuruoti šioje rinkoje, todėl buvo įkurtas CERN. Tai yra mokslas taikai, kuriame nėra atliekami militaristiniai tyrimai, atliekamas tik fundamentalus mokslas (...). Yra statoma kažkas didesnio už ekonominius, teritorinius interesus. CERN veikia kaip taikos ir tarptautinio mokslo ambasadorė“, – sako jis.

Kaip ir bet koks kitas didelių investicijų reikalaujantis projektas, taip ir CERN susilaukia kritikos dėl milijardą siekiančio kasmetinio biudžeto. Tačiau M. Šarpis atsako, kad CERN biudžetu nesiskiria nuo vidutinio Europos universiteto biudžeto dydžio, o vienam Europos Sąjungos (ES) piliečiui per mėnesį kainuoja mažiau nei kavos puodelis kavinėje.

„Mūsų pagrindinis tikslas yra atlikti kokybiškus mokslinius tyrimus. Kai įsivelia dideli pinigai, visada atsiranda skepticizmas. (...) CERN biudžetas yra vidutinio Europos universiteto lygio. Kiekvienas ES pilietis už CERN moka tarp 1 euro ir 3 eurų“, – tikina fizikas.

Ką veikia CERN mokslininkai?

M. Šarpis ir jo komanda CERN dirba su eksperimentu LHCb. Be jo – CERN turi dar tris didelius eksperimentus: ATLAS, CMS, ALICE.

„Visi eksperimentai yra skirtingi (...) LHCb yra unikalus eksperimentas, kuris stebi dalelių skilimus, vykstančius labai arti protonų (dalelės kartu su neutronais sudarančios atomo branduolį – LRT) susidūrimo taško, stebėjimo kampas yra mažas. Kiti eksperimentai yra apgaubiantys dalelių susidūrimo tašką, stebintys viską aplink. ATLAS ir CMS stebi, kaip dalelės skrenda į visas puses, mes žiūrime, kaip dalelės skrenda į priekį“, – aiškina dr. M. Šarpis.

Fizikas teigia, kad eksperimentas reikalauja didelių kompiuterinių resursų, nes žmogus nėra pajėgus apskaičiuoti, pastebėti ir nustatyti protonų skylimo procesų, todėl CERN pradėjo naudoti dirbtinį intelektą anksčiau, nei apie jį sužinojo mokslininkų bendruomenei nepriklausantys žmonės.

„Žmogui stebėti protonų susidūrimą yra misija neįmanoma. Protonai susiduria keturiasdešimt milijonų kartų per sekundę, mes turime registruoti po jų susidūrimų atsiradusias daleles. Keturiasdešimt milijonų kartų per sekundę žmogus nedaug ką gali padaryti. Viskas yra patikėta kompiuteriui – kas su CERN yra įdomu, kad mes naudojame sudėtingiausius kompiuterinius algoritmus, dirbtinį intelektą. Jie CERN pradėti naudoti anksčiau nei jų prireikė kasdieninėje veikloje“, – priduria jis.

CERN atradimai pritaikomi ne tik fizikoje

Onkologinių ligų gydime seniai pradėta naudoti spindulinė terapija. Tačiau anot dr. M. Šarpio, įprastinė spindulinė terapija, švitindama auglį, apšvitina ir kitus organus. CERN laboratorijose yra moduliuojama hadronų terapija, kuri leidžia susifokusuoti į auglį ir nepažeisti kitų organų. Fiziko teigimu, ši terapijos forma jau taikoma Vakarų Europoje, tačiau jo nusivylimu – Lietuva jos taikymui nepasiruošusi.

„Spindulinė terapija yra žmogaus bombardavimas fotonais – aukštos energijos dalelėmis. Gilindami žinias apie daleles, galime saugiau taikyti tokio pobūdžio terapijas (...). CERN laboratorijoje atsirado daug tikslesnė fototerapijos rūšis – hadronų terapija. Taikant šią terapiją, auglį apšaudome ne fotonais, o hadronais – tokiu būdu daleles galime sufokusuoti žymiai tiksliau, jos nepažeidžia odos ir gali būti nutaikomos į konkrečią sritį.

Jei yra gydomas smegenų auglys, tikrai nenorime apšvitinti ir kitų organų, tačiau paprasta švitinimo terapija tai daro, tai yra neišvengiama. Hadronų terapija mums leidžia gydyti atskiras sritis, net kubinių milimetrų tūrio, ši terapija jau taikoma Vakarų Europoje. Tačiau Lietuvoje kol kas egzistuoja nusistatymas, kad tai yra per brangu. Aš taip nemanau, aš manau, kad tai yra reikalinga“, – tikina fizikas.

Be medicinos srities, CERN yra pasižymėjęs ir informacinių technologijų srityje. Vienas iš centro mokslininkų yra vadinamas interneto tėvu, kuris sukūrė World Wide Web („www“).

„Prieš didįjį hadronų greitintuvą buvo sukurtas LEP [elektronų ir pozitronų] greitintuvas. (...) Kai egzistavo LEP, buvo pradėta rinkti daug skaitmeninės informacijos, jos kiekis augo ir mokslininkai suprato, kad dviračiu suvežioti savo sukauptą informaciją ir ją perduoti yra nebeoptimalu. Mokslininkai sukūrė infrastruktūrą, kaip informacija būtų galima dalintis: kas yra serveris, kas yra klientas, kas yra informacijos gavėjas, kaip informaciją siųsti ir gauti.

Įdomu tai, kad CERN svarstė, ar apie tokį išradimą verta pranešti visuomenei, tai atrodė tik techninis atradimas. CERN nusprendė internetą atiduoti žmonėms ir iš to netikėtai išaugo naujas reiškinys“, – aiškina dalelių fizikas dr. Mindaugas Šarpis.

Parengė Emilija Balcerytė. Daugiau klausykitės LRT KLASIKOS laidos „Šviesi ateitis“ įraše.