Dan nauke – 10. jul

Od prošle godine Centar za popularizaciju nauke (CPN) je uspostavio novi značajan dan: dan nauke – 10. jul. Mogao je biti izabran bilo koji dan u godini, ali rođenje Nikole Tesle predstavlja dobar povod da se ljudima skrene pažnja da nauka postoji u njihovim životima i da, hteli to oni ili ne, često stoji u pozadini stvari, predmeta, događaja… skoro iza svega što nas okružuje u fizičkom svetu. Na žalost, inicijativu zasenjuje činjenica da postoji još ljudi na ovom svetu, koji osporavaju naučni aspekt Teslinog rada, jer je po tim ljudima, on uvek bio i ostao samo inženjer.

 Vratimo se danu nauke.

Odgovorni ljudi CPN-a su se potrudili da obeleže dan na pravi način, uprkos vrućini koja pada teško svima nama. Neke stvari si išle na ruku jučerašnjem danu, jer se već duže vreme priča o otkriću Higsovog bozona. Ako prihvatimo mogućnost da slučajnost postoji, onda je ispalo vrlo zgodno što su naučnici iz CERN-a objavili, verovatno, najočekivaniju vest 2012. godine – potvrdu postojanja čestice koja je odavno dobila ime – (Higsov) bozon.

 Samo što nije…

Velika prašina se digla u naučnom novinarstvu i sve ostale vesti su pale u zasenak vesti koja je objavljena početkom ovog meseca. Veliki akcelerator je napravljen sa jedinstvenom, misijom po mnogim parametrima – da se pokaže ili opovrgne postojanje Higsovog bozona. Ta čestica, nazvana po rodonačelniku teorije Piteru Higsu (Peter Higgs), koju neki zovu božijom česticom, jer je, najkraće rečeno, odgovorna za postojanje mase u celom univerzumu. Sem toga, potvrda njenog postojanja bi još više učvrstila teoriju koja je među fizičarima poznata pod imenom Standardni Model.

Međutim…

Ranije tokom ove godine naučnici su došli do iznenađujućeg rezultata da čestica zvana neutrino, može postići veću brzinu od brzine svetlosti. To se dodatnim istraživanjima pokazalo kao netačno, a verovatnoća da je su postojeći rezultati za otkriće H. Bozona zaista tačni iznosi samo 95%. Da, svi, mi zajedno obeležavamo (a neki i slave) ohrabrujuće, preliminarne rezultate koji sa velikom verovatnoćom ukazuju na postojanje čestice koja ima osobine postuliranog Higsovog bozona. Direktna implikacija svega rečenog je – sve do kraja godine će se pojavljivati dodatne informacije o ovom otkriću, a zvanična izjava otkrića ove teško uhvatljive čestice neće uslediti pre 2013. godine, a možda i kasnije. Neutrino je ispao brži od samog sebe, pa niko ne želi da H. bozon bude samo duh…

Astronomija i dan nauke u Srbiji

Glavna “zvezda” jučerašnjeg dana nauke u Srbiji nije H. bozon nego inicijativa da se nauka što više približi što većoj populaciji. Vođeni tom idejom, zaposleni u CPN-u su organizovali duplu posetu Astronomskoj opservatoriji u Beogradu.

Glavna zgrada opservatorije

Prepodnevna poseta je bila rezervisana za medije (od 11 časova), a večernje izdanje (od 19 časova) za sve ostale, koje zanima nauka, konkretno astronomija. Autor ovog teksta je bio u prvoj poseti i saznao od ljudi iz CPN-a da je poseta opservatoriji samo jedna u nizu poseta naučnim institutima u Srbiji, čiji je cilj popularizacija nauke i informisanje javnosti o stanju nauke i naučnih institucija u Srbiji.

Zvanična adresa opservatorije je Vogina 7, a njena lokacije, praktično od njenog nastanka je na lokaciju koju sada nazivamo Zvezdarska šuma na opštini Zvezdara.

Reporteri i novinari su došli pred glavnu zgradu kompleksa od 8 paviljona koji se nalaze raspoređeni na prostoru od 10 hektara. Tokom naše posete koja je trajala nešto više od sat vremena, naš domaćin je bio direktor instituta Zoran Knežević.

Gospodin Knežević je bi bio vrlo informativan u svojim izlaganjima i dosta zanimljivih informacija se moglo čuti o radu i istoriji instituta.

Počeci astronomskih istraživanja datiraju još od 1887. godine (7. april) kada je profesor Velike škole Milan Nedeljković, pokrenuo inicijativu o osnivanju provizorne institucije. Ta institucija je predstavljala spoj astronomske opservatorije i Meteorološke stanice. Zbog toga astronomska opservatorija je najstariji naučni institut u zemlji.

Rad je započet u jednoj kući na opštini Vračar, na ćošku ulica Vojvode Milenka i Svetozara Markovića. Nešto kasnije, tokom 1891. godine institut je premešten u novu u sklopu sadašnjeg Karađorđevog parka. Jedan od prvih zadataka novo formiranog instituta je bio određivanje tačne geografske lokacije Beograd, što je preciznije moguće.

Možda najznačajnija prekretnica u radu ove institucije je završetak I svetskog rata. Kako je tadašnja Kraljevina Srba, Hrvata i Slovenaca bila na pobedničkoj strani, potpisivanjem mira, pobednice su imale pravo na ratnu odštetu. Milan Nedeljković se izbori da astronomska opservatorija dobije opremu za svoja istraživanja od Nemačke. U tom trenutku to je bio veliki dobitak za opservatoriju, ali čekalo se sve do 1929. godine da svi traženi uređaji stignu u Beograd. Tokom tog perioda, tačnije 1924. godine došlo je do razdvajanja opservatorije i meteorološke stanice, gde je ova potonja nastavila da bude državni servis, a opservatorija prerasla u pravu naučnu instituciju okrenuta isključivo naučnom radu. Iste godine Institut je premešten na brdo koje tada nosilo ime Veliki Vračar (i danas najveća kota u Beogradu – 263 m), a od 1929. godine je izmešteno na novu lokaciju na kojoj se i dan danas nalazi. Postojeća glavna zgrada je napravljena za tri godine, a ostali paviljoni su, kroz vreme, dodatno izgrađivani.

U tom periodu, institutu se pridružuje Vojislav Mišković, već izgrađeni astronom koji je na taj način prekinuo svoj rad u opservatoriji u Nici (Francuska). Sem toga, nekoliko različitih teleskopa je proradilo u tom periodu i razvija se izdavačka delatnost.

U godinama drugog svetskog rata, nemačke okupacione snage su koristile glavnu zgradu opservatorije kao glavni štab za protiv avionsku artiljeriju. Mišković je svojim diplomatskim umećem sprečio da vitalna oprema za rad opservatorije bude oteta i odnesena u Nemačku. Osnova njegovog pristupa je bio rad. Svim silama se trudio da odražava rad instituta tokom rada i tako ima stalni razlog za držanje opreme u institutu.

Po završetku rata institut raste i na današnji dan ima 60 zaposlenih, a od tog broja je 40 istraživača. Institut sada u svom radu pokriva sve oblasti astronomije, njihov moto koji je postavljen na samom početku rada glasi Omnia in numero et mensura.

Krajem 20. veka započet je projekat izgradnje produžnice (ne i preseljenja) opservatorije, jer već tada Beograd je „opkolio“ opservatoriju i svojim prisustvom generiše preveliki svetlosti fon (svetlosni šum) koji u mnogome ometa i smanjuje kvalitet osmatranja i istraživanja. Nova ispostava se nalazi na planini visokoj nešto više od 1000 metra u okolini Prokuplja, na Vidojevici.

Astronomska opservatorija je uspešno plasirala svoj projekat pri Evropskoj Uniji i dobila je od Unije značajan sredstva da izgradi novi teleskop čije sočivo ima prečnik od 1,5m. Najveći teleskop u opservatorije u Beogradu na Zvezdari ima sočivo prečnika od 65cm. Izgradnja teleskopa i prateće infrastrukture će biti „teška“ 1,1 miliona evra.

Teleskop

U jednom od paviljona se nalazi pomenuti teleskop koji spada tip ovih uređaja koji se nazivaju refraktorima. Ukupna dužina teleskopa je 10,5 metara. Kada se ulazi u paviljon stiče se utisak operativnog muzeja, jer je taj teleskop postavljen još 1924. godine. On je zahvaljujući novim tehnologijama robotizovan i praktično sva osmatranja se vrše posredno, preko kompjuterskog ekrana.

Naravno, ako bi zatrebalo mogli bi ste gledati u duboki svemir kroz njegov optički okular, ali komoditet koji pruža veza sa kompjuterom je višestruk. Naš domaćin je istakao da se u vreme njegovog studiranja još uvek radilo na „starinski“ način.

Umesto zaključka

Posetom paviljonu sa najvećim teleskopom, celokupna poseta opservatoriji je privedena kraju, a ostatak dana je bio posvećen tribini o Higsovom bozonu.

Na žalost, i na sreću, na tribini u prostorijama male galerije „SANU“ na ćošku Knez Mihajlove ulice sa ulicom Đure Jakšića nije bilo dovoljno mesta za sve zainteresovane. U ovom prostoru je bila i izložba Astronomske opservatorije kojom se obeležavao 125 godina rada ove institucije.

Ljubazno osoblje Centra za popularizaciju nauke je omogućilo da se nauka.rs nađe, među ostalim medijima, u srcu dešavanja na dan nauke – Tanja Kovač, Slobodan Bubnjević i direktor centra Aleksandra Drecun.

Čestica Cb(3P) je potvrđena, potera za Higsovim bozonom se nastavlja

Za sada, istraživači i dalje ne mogu naći definitivni dokaz o tome da li Higsov bozon predstavlja realnu činjenicu. Međutim, ATLAS eksperiment pri LHC-u – jedan od dva glavna eksperimenta koji se sprovode u najvećem sudaraču čestica na svetu – je doneo rezultate koji upućuju na postojanje do sada „nepoznate“ čestice. Čestica je dobila ime cb(3P) (ili  Chi-b(3P)) i njeno otkrivanje bi trebalo da da novi uvid u prirodu jake sile, koja održava nuklearno jezgro kao celinu. Prema važećim postavkama u celom univerzumu postoje samo 4 sile: slaba, jaka, elektromagnetna i gravitaciona sila. Sve ostale sile, koje možete smisliti ili nabrojati, u svoj biti sadrže neku od pomenutih sila.

 Ova „nova“ čestica je imala sličnu reputaciju kao i Higsov bozon. U stvari, i ona pripada familiji bozona i dugo se pretpostavljalo da postoji, a sve do sada nije bilo pravog dokaza. Čestica Cb(3P) predstavlja novi način spajanja kvarka i anti kvarka.

Istraživanje je skoro objavljeno i njegov značaj je vrlo veliki, u ovom trenutku, dok traje najveća potera u istoriji fizike. Standardni Model u fizici i dalje traži potvrdu postojanja Higsovog bozona, jer je on, u suštini, odgovoran za postojanje mase u univerzumu. On je taj koji daje masu svim ostalim česticama. Međutim, kada naučnici jedom uhvate ovaj bozon i dokažu njegovo postojanje, tek tada počinje pravo istraživanje. Higsov Bozon možda daje masu svim drugim česticama, ali postavlja se sledeće pitanje: šta je to što drži masu skoncentrisanu na jednom mestu, ali na fundamentalnom, čestičnom nivou? Za razumevanja ovog mehanizma mnogo su važnija istraživanja koja se bave silama i česticama kao što je novo otkriveni cb(3P).

„Postojanje pomenute čestice je bilo predviđeno od strane mnogih teoretskih fizičara, ali nije bilo potvrđeno u svim dosadašnjim eksperimentima, a među njima je i moj rad na D-Zero eksperimentu u Čikagu (SAD).“ veli doktor Džejms Valder (James Walder), istraživač koji je radio na analizi podataka koji su potvrdili postojanje nove čestice.

Doktor Mirijan Vatson (Miriam Watson), kolega na istraživanju, objašnjava istoriju istraživanja čestice: „Pre 25 godina mi smo izučavali lakše „partnere“ (verzije) čestice cb(3P). Ova, najnovija merenja predstavljaju odličan test za naša teoretska istraživanja i proračune sila koje se manifestuju prilikom interakcije fundamentalnih čestica. To nas još više približava potpunoj spoznaji mehanizama koji drže svemir takvim kakav jeste.“

Profesor Rodžer Džons (Roger Jones), šef Lankaster ATLAS grupe kaže sledeće: “I ako su ljudi sa punom pravom zainteresovani za Higsov bozon, za koji se veruje da daje drugim česticama masu i koji se polako nazire u našim istraživanjima, veliki deo mase objekata koji nas okružuju proizilazi iz prisustva jake sile (interakcije) koji ispitujemo proučavajući čestice kao što je Cb.“

Higs-ov bozon – Da li se potraga za ovom česticom bliži kraju?

Prvo, dopustimo mladom entuzijasti da nas uvede u temu. 🙂

Cenjeni naučnik koji radi u laboratoriji za fiziku čestica pri Cernu je izjavio (za BBC) da on očekuje „prve tragove“ Higgsovog bozona tokom naredne nedelje!

Deluje da je potraga za misterioznom elementarnom česticom ušla u završnu fazu.

Ako je tako (tačnije, ako pokažu postojanje čestice koja ima osobine nagoveštenog Higgsovog bozona),  to će predstavljati značajno dostignuće svih naučnih timova koji rade oko velikog hadronskog sudarača (LHC – Large Hadron Colider)

Unutar ove velike aparature proizvode se direktni (čeoni) sudari fotona, a u ostacima tih kolizija, naučnici se nadaju, naći će potvrdu postojanja Higgsovog bozona.

Tipičan događaj-kandidat unutar LHC-a: dva fotona čije se energije mere uz pomoć CMS elektromagnetnog kalorimetra. (označeni su crvenom bojom). Po njihovom sudaru nastaju nove čestice čiji tragovi su označeni žutom bojom. Svetlo plava boja predstavlja zapreminu CMS kristalnog kalorimetra.

Ovu česticu, o kojoj naučnici već decenijama pričaju, nije uopšte lako definisati, ali njeno postojanje (koje još treba dokazati) nam pomaže da shvatim zašto čestice imaju masu.

Potera za ovom važnom česticom je postala centralni motiv moderne fizike. To je sasvim drugačija priča od neočekivane vesti o kretnju neutrina brzinom većom od brzine svetlosti, koja je bila objavljena septembra meseca ove godine. Ta vest i dalje zbunjuje fizičare širom sveta, i već neko vreme je u fokusu.

Narastajući osećaj uzbuđenja

Sledećeg utorka, dva nezavisna tima naučnika će otkriti rezultat koji će se pokazati iz mnoštva sirovih podataka koji su dobijeni prilikom poslednjih eksperimenata koji su sprovedeni u Velikom Hadronskom Sudaraču. Predstavnik jednog od timova ističe da su samo tokom ove godine izvršili (i istražili) oko 350 triliona sudara, od kojih samo desetak mogu predstavljati pouzdan trag za potvrdu postojanja Higgsove čestice.

Profesor Džon Elis (John Ellis): „Mi živimo sa Higsovom teorijom već gotovo 50 godina… Postala je naša potraga za svetim gralom!“

Sve do određenog dana, timovi svoje rezultate ne objavljuju, ali na različitim blogovima koji se bave fizikom i u kantini u samom Cernu, vode se vrlo žive diskusije o mogućnosti otkrivanja čuvenog bozona, i samim tim u direktniji uvid u pojam mase, sa stanovišta fizike.

Tablica je uskoro popunjena?

Timovi su skoncentrisani na one energetske oblasti gde bi se mogao nalaziti Higsov bozon. Očekuju da ga nađu u intervalu između 120 i 125 GeV (giga-elektro-volti).Treba znati da 1 GeV predstavlja masu protona.

Profesor Džon Elis, bivši vođa tima teoretskih fizičara u Cern-u, je izjavio Suzani Vats (Susan Watts) koja vodi blog Newsnights science, da postoji narastajući osećaj uzbuđenja u samom Cern-u. Sve, zbog tog ključnog sastanka, koji će se desiti sledećeg utorka.

„Mislim da ćemo dobiti prve tragove. Eksperimenti koji su sprovedeni sa LHC-om su imali svoje dobre i loše trenutke, kada je u pitanju potraga za ovom česticom. Može se desiti da ima masu koja je nekoliko stotina puta veća od mase protona, ali to deluje malo verovatno, onda postoji veliki među prostor gde znamo da ne može biti, i na kraju postoji interval malih masa gde, u stvari, očekujemo da je sretnemo. Deluje, da se, baš tu, pojavljuju neki nagoveštaji.. a šta oni predstavljaju – to ćemo saznati u utorak.“

Profesor Elis, koji se sada gostujući profesor u Cern-u, je izjavio za Newsnight science da pronalazak Higgsove čestice predstavlja veliku stvar za modernu fiziku.

„Trenutno važeći model je onaj koji zovemo Standardni Model, koji opisuje fiziku osnovnih (fundamentalnih) čestica. Može te ga zamisliti (Standardni Model) kao jednu ogromnu slagalicu, ali kojoj nedostaje jedna deo, baš u sredini. Tražimo ovo parče slike, aktivno, zadnjih 30 godina, i konačno, možda, sakrivenog ispod “LHC kauča”… mi ga najzad pronalazimo.“

Timovi u Cern-u neće predstaviti rezultate najavljenog sastanka kao zvanično „otkriće“. Razlog tome je manjak eksperimentalnih podataka. Očekuju da će imati više podataka do leta sledeće godine, kada će biti moguće sve te rezultate nazvati otkrićem. Naravno, podrazumeva se da dobijeni podaci potvrđuju postojanje tražene čestice…

Novinarima je rečeno da sačekaju zvaničnu izjavu posle samog naučnog sastanka, ali naučnici sa kojima je pričala Suzan Vats se teško suzdržavaju od osmeha koji očigledno upućuju na određene zaključke.

Sasvim razumljivo, direktor istraživanja u Cern-u, Serđo Bertolući (Sergio Bertolucci), je suzdržaniji nego profesor Elis. Izjavio je, pomalo enigmatski: „Vrlo je rano išta reći… Mislim da imamo indikacije koje nisu konsistentne sa ne postojanjem.“ On očekuje da će rezultati biti manje od „dokaza“, ali sa druge strane, da će njihova statistika biti „vrlo interesantna“.

„Naklonjen sam ka tome da će dobijeni podaci dati dobar uvid u trenutni proces našeg istraživanja i da će nam dati potvrdu da se nalazimo na dobrom tragu.“

Bertolući je izjavio za Newsnight: „Lov na Higgsovu česticu je kao pecanje u stara vremena. Umesto da koristimo moderna oruđa, mi jednostavno izbacujemo vodu iz bare… Ovo može delovati kao vrlo zamoran proces, ali to je jedini način. Na kraju dana, kada izbacite svu vodu, naići će te na najmanju moguću ribu, koju ste mogli zamisliti.“

Ova tema je tek načeta i verujem da neki čitoaci traže više od površinske priče, i za njih imamo specijalni video. To više nije lagana priča nego pokušaj da se objasni značaj Higsovog bozona koristeći prave (naučne) termine. Želim prijatno gledanje. 🙂