To największe odkrycie naukowe od kilkudziesięciu lat, dotyczy bowiem najbardziej elementarnych składników całej materii i fundamentalnych praw nią rządzących - mówi prof. Grzegorz Wrochna, dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Otwocku-Świerku.

Od lat 80-tych wiemy, że u podstaw wszystkich zjawisk rządzonych siłami jądrowymi i elektromagnetycznymi, więc światła i dźwięku, własności ciał stałych i gazów, a nawet chemii i biologii leży tzw. model standardowy oddziaływań fundamentalnych. Jednak aby był on w pełni zgodny z doświadczeniem, musi zawierać mechanizm ustalający masy obserwowanych cząstek. Jego przejawem powinno być istnienie tzw. cząstki Higgsa, popularnie zwanej po prostu higgsem.

Polowanie na Higgsa to przedsięwzięcie naukowe o skali znacznie przekraczającej lot człowieka na Księżyc. Projektowanie eksperymentów, które dokonały odkrycia rozpoczęto już w latach 80-tych. W roku 1984 na zjeździe w Lozannie nakreślono koncepcję LHC. W roku 1990 w Aachen powstały grupy robocze projektujące detektory. Tam zapadła decyzja o włączeniu się Instytutu Problemów Jądrowych (dziś NCBJ), Politechniki Warszawskiej i Uniwersytetu Warszawskiego w prace eksperymentu CMS. Koledzy z Krakowa wybrali drugi eksperyment (dzisiejszy ATLAS).

Pierwszym „wkładem” grupy warszawskiej miał być wyjazd do CERNu jednego z członków zespołu. Prof. Jan Królikowski, który kierował zespołem zaproponował mnie. W szybkim tempie skończyłem doktorat, 4.03.1991 obroniłem go, a 2 dni później już pracowałem nad koncepcją detektora CMS w CERNie, gdzie spędziłem 7 lat. Pierwsze projekty eksperymentów zaprezentowano na zjeździe w Evian, 5.03.1992. Zapamiętałem tę datę, bo tego samego dnia urodził się mój najmłodszy syn. Dziś jest studentem informatyki i pełnymi garściami korzysta z technnologii, które wówczas w CERNie dopiero rozwijano lub testowano.

Ta dygresja pokazuje skalę czasową przedsięwzięcia. Sam poświęciłem eksperymentowi CMS kilkanaście lat życia, a niektórzy moi koledzy prawie 20. Pierwsi projektanci eksperymentów odeszli na emeryturę przed ich uruchomieniem, a najmłodsze osoby dziś pełniące wiodącą rolę nawet ich nigdy nie spotkały. Skala czasowa projektu obejmuje więc dwa pokolenia, podobnie jak niegdyś budowa gotyckich katedr.

Reklama

Skala przestrzenna też jest bezprecedensowa. W sumie nad akceleratorem i detektorami pracowało 10 000 fizyków i inżynierów z kilkuset instytucji reprezentujących kilkadziesiąt krajów. Obserwowałem wspólnie pracujących naukowców z krajów będących formalnie w stanie wojny ze sobą, reprezentujących różne systemy polityczne i kultury. Sam koordynowałem prace zespołu, w którym prócz Polaków byli Amerykanie, Austriacy, Finowie, Koreańczycy, Rosjanie i Włosi. Wiele prac wykonywanych było w laboratoriach rozsianych po świecie, także w Polsce. Jednak konieczna była bardzo ścisła koordynacja działań, tak by poszczególne elementy nie tylko dały złożyć się w całość, ale zgodnie ze sobą działały. Wtedy właśnie, aby sprostać tym potrzebom wymyślono w CERNie WWW, dzięki czemu wkrótce Internet stał się dostępny dla każdego i odmienił całkowicie nasze sposoby pracy i rozrywki.

Najciekawsza jednak była skala technologiczna. Kiedy rozpoczynaliśmy prace nad eksperymentami LHC nie było jeszcze ani Internetu ani komputerów osobistych. Wymagania jakie musiały spełniać projektowane systemy zbierania, selekcji i analizy danych nie były możliwe do zrealizowania przy ówczesnej technologii. Projektowany strumień danych w jednym eksperymencie przekraczał całą ówczesną telekomunikację europejską. Musieliśmy jednak mieć świadomość, że nasze projekty zostaną zrealizowane za lat 10, kiedy technologia będzie zupełnie inna. Dlatego śledziliśmy uważnie trendy rozwoju szybkości procesorów, pojemności dysków i pamięci, złożoności układów scalonych. Systemy zaprojektowaliśmy ekstrapolując te trendy na wiele lat do przodu. I udało się. Kiedy nadszedł czas wyposażania detektorów w elektronikę, na rynku były już dostępne komponenty o parametrach, które przewidzieliśmy.

Satysfakcja z tego, że wielkie eksperymenty przy LHC zadziałały w roku 2008 bardzo sprawnie była olbrzymia. Zadziałało największe urządzenie badawcze świata. Ale to był dopiero środek do celu. Celem był higgs i - miejmy nadzieję - kolejne odkrycia jakich dokonamy. Dziś ten najważniejszy cel został osiągnięty. Eksperymenty ATLAS i CMS zaobserwowały istnienie nowej cząstki, zgodnej z przewidywaniami Modelu Standardowego. To wielki dzień. Uwieńczenie prawie 20 lat pracy tysięcy specjalistów. Największe jak dotąd odkrycie naukowe XXI wieku i chyba największe w historii ludzkości wspólne pokojowe przedsięwzięcie.