Tanarul cercetator Adrian Buzatu a muncit timp de 6 ani la proiectul american de studiere a lumii particulelor elementare.

Al doilea Accelerator de Particule din lume dupa energie, Tevatron, a fost oprit in ultima zi a lui septembrie, lansand in urma o mana de raspunsuri si multime de enigme si intrebari. Dat in folosinta in 1983 si amplasat in apropiere de Chicago, Tevatron era la inceputurile sale cel mai mare Accelerator de Particule de pe Pamant. Intregul proiect a costat initial 265 milioane de dolari, insa imbunatatirile facute de-a lungul timpului au adaugat la aceasta suma sute si sute de milioane de dolari. 

Unul dintre putinii romani care au avut onoarea sa lucreze la Tevatron este doctorul in fizica Adrian Buzatu, acum in varsta de 28 de ani, care a contribuit activ la experimente inca din anul 2005. Echipa din care a facut parte a fost la concurenta in ultimii ani cu cea a Acceleratorului de Particule de la Geneva (Large Hadron Collider).

Foto: Imagine de sus a complexului de acceleratoare de la Fermilab. Cercul cel mare din partea de dreapta sus este acceleratorul Tevatron

Rep.: Tevatron pare sa fie un frate mai in varsta dar mai putin spectaculos decat Acceleratorul de Particule al europenilor, construit la Geneva. Cum este Tevatron fata de LHC?

Adrian Buzatu: Ambele acceleratoare sunt gazduite in tuneluri circulare, subterane. Tevatron este la 10 metri sub pamant, cu circumferinta de 6 km, LHC este la 100 de metri sub pamant, cu circumferinta de 27 de km. Tevatron ciocneste materie si antimaterie (protoni si antiprotoni) la viteze unde le lipseste doar 150 de metri pe secunda pentru a atinge viteza luminii in vid, care este de circa 300 de milioane de metri pe secunda (adica protonii si antiprotonii au o energie de miscare de 1000 de ori mai mare decat energia pe care ar avea-o in repaus). LHC ciocneste in schimb materie tot cu materie, adica protoni tot cu protoni, la viteze unde le lipseste doar 12 metri pe secunda pentru a atinge viteza luminii (adica protonii au o energie de miscare de 3500 de ori mai mare decat energia pe care ar avea-o in repaus). Tevatron a inceput ciocnirile proton antiproton in 1985. LHC a inceput ciocnirile proton antiproton in 2008 si a depasit recordul de energie al Tevatronului in 2009. Timp de 24 de ani a detinut recordul de cel mai energetic accelerator din lume. Pe 30 septembrie 20011 acceleratorul si cele doua detectoare ale sale, CDF si DZero, au fost oprite, adica nu va mai realiza coliziuni si ele nu vor mai fi "fotografiate" de catre cele doua detectoare. Acceleratorul LHC este estimat a functiona pentru 20 de ani de acum incolo.

Rep.: Ambele laboratoare cauta bosonul Higgs, cum fac acest lucru?

A.B.: Laboratorul din Europa functioneaza pe aceleasi principii, numai ca ciocneste protoni si protoni la energii de 3,5 ori mai mari decât în SUA (adica le lipsesc doar 12 metri pe secunda pana la viteza luminii). In plus, au loc mai multe ciocniri pe secunda decât în SUA, iar cele doua detectoare de particule, ATLAS si CMS, contint tehnologie de ultima generatie, cu doua decenii mai de actualitate decât detectoarele CDF si DZero din SUA. De doi ani acceleratorul Large Hadron Collider (LHC) functioneaza excelent, astfel ca cele doua experimente au putut elimina masele mai mari decat 122 masa unui proton.In prezent, la valorile inca permise pentru masa bosonului Higgs, cele mai precise analize vin de la laboratorul din SUA. Iar dintre ele, cea mai precisa este cea la care a ajuns echipa de cercetare din care fac parte, analiza pe care am condus-o in ultimul an de zile. Puteti afla mai multe despre acest rezultat la http://adrianbuzatu.ro.

Foto: Adrian Buzatu la ceremonia de inchidere a Tevatron

Rep.: De ce s-a luat decizia inchiderii?

A.B.: Pentru ca exista acceleratorul LHC care poate studia tot ce studiaza acceleratorul Tevatron, cu mici exceptii, ba inca mai bine, la energii mai mari, cu un numar de coliziuni mai mare si cu detectoare care realizeaza "fotografii" mai performante. Acceleratorul LHC si detectoarele sale au fost realizate cu tehnologie mai avansata cu 30 de ani de ani decat tehnologiile din acceleratoarele si detectoarele de la Tevatron. Este un caz clasic in stiinta cand o facilitate stiintifica mai batrana preda stafeta uneia mai tanara pentru a face masurari si mai precise. De notat ca laboratorul de fizica particulelor Fermilab din SUA nu se va inchide, ci dimpotriva, se va dezvolta in noi directii de cercetare din fizica particulelor. In vreme ce CERN se va concentra pe studiul celor mai energetice coliziuni de particule realizate vreodata de umanitate, laboratorul Fermilab se va concentra pe energii mai mici, dar fascicule cu foarte multe particule in ele, pentru a se putea studia detaliat fenomene foarte rare din fizica particulelor, de exemplu in fizica neutrinilor.

Rep.: Cum e sa lucrezi la Tevatron?

A.B.: Este absolut minunat. In timpul studiilor la masterat si doctorat la universitatea McGill din Canada, am realizat cercetare la experimentul CDF de la acceleratorul Tevatron din SUA. Ce inseamna aceasta? Acceleratorul Tevatron realizeaza ciocniri de protoni si antiprotoni la energii foarte mari, iar din aceste coliziuni se creeaza particule noi, care nu existau in protoni la inceput! Noi dorim sa studiem aceste particule si sa vedem cat de des apar, la ce energii si asa mai departe, pentru a compara cu ceea ce ne spune teoria Modelului Standard despre aceasta. Aceste coliziuni au loc in doua locuri de-a lungul inelului Tevatronului. In jurul fiecarui loc exista cate un detector de particule, CDF si DZero, care inregistreaza "fotografii" digitale si 3D ale acestor coliziuni si le salveaza pe supercomputere. Apoi, prin intermediul internetului, aceste coliziuni sunt analizate pentru a studia in detaliu anumite particule, creeand astfel mai multe analize. Eu am lucrat la analiza care cauta bosonul Higgs produs impreuna cu un boson W. Exista si alte analize care cauta bosonul Higgs care ar putea fi produs in mai multe moduri. In total in prezent lucreaza activ aproximativ 50 de persoane in cautarea bosonului Higgs la experimentul CDF. Caci desi acceleratorul Tevatron si detectorul CDF au fost inchise, datele colectate de ele in ultimul an sunt pe supercomputere si asteapta cercetatorii, inclusiv eu, sa le analizeze mai departe. Asadar oameni din intreaga lume, angajati ai universitatilor care sunt membre ale experimentului CDF, analizeaza aceste date. Pe baza acestor masuratori, studentii primesc masterate sau doctorate, iar postdocotranzii primesc oferte de slujbe universitare. Dar aceasta este doar jumatate din discutie. Detectorul CDF este o masinarie foarte complexa care trebuie intretinuta pentru buna functionare. Oameni lucreaza in trei ture pe zi, 24 de ore din 24, 7 zile pe saptamana, pentru ca dtectorul sa colecteze date experimentale non stop. Apoi alti oameni prelucreaza aceste date brute pentru a le crea intr-un format bun de a fi analizat. Apoi multi alti oameni scriu cod de programare pentru a analiza aceste date, cod care este folosit apoi de toti cercetatorii. Astfel, fiecare dintre noi trebuie sa faca o munca in folosul comunitatii CDF, pentru ca datele sa fie accesibile apoi pentru ca sa poate fi analizate.

Foto: Adrian Buzatu si colegii lui de la Acceleratorul de Particule din SUA

Rep.: Ce se mai aude despre bosonul Higgs? Care sunt cele mai recente rezultate?

A.B.: Fata de anul trecut, "teritoriul" unde se poate ascunde bosonul Higgs s-a redus aproape la jumatate. Mai precis, daca bosonul Higgs ar exista, masa sa ar avea o valoare precisa in intervalul 122-155 masa celui mai usor, atomul de hidrogen. Anul trecut însa, valorile posibile erau ori in intervalul 122-168, ori in intervalul 187-197. Bosonul Higgs este singura particula elementara prezisa a exista de catre teoria particulelor elementare si interactiilor intre ele (Modelul Standard) care nu a fost nici observata, nici infirmata de experimente. Daca ar exista, bosonul Higgs ar expica de ce particulele elementare au masa. Daca particulele elmentare ar avea masa zero, acestea ar zbura mereu cu viteza luminii, precum particula de lumina, fotonul, si atunci nu ar putea sta impreuna pentru a crea particule compuse precum protonul si neutronul, din care atomii sunt formati. Cu alte cuvinte, noi nu am exista. De aceea este foarte important sa intelegem originea masei particulelor elementare. Bosonul Higgs este cea mai simpla solutie, dar nu singura, pentru a explica acest fapt.

Rep.: De cand cauta omenirea bosonul Higgs?

A.B.: El a fost prezis in 1964, acum 47 de ani, de catre fizicianul teoretician Peter Higgs, de unde isi trage si numele. Primele cautari au inceput un deceniu mai tarziu. Pas cu pas, valoarea minima a masei bosonului Higgs a crescut de la masa unui proton la 122 ori masa unui proton. Astfel, daca bosonul Higgs exista, este la fel de masiv precum un atom masiv, desi el este doar o particula elementara. Nu stim ca bosonul Higgs exista. Daca exista sau nu ne vor spune experimentele, caci in stiinta experimentul este judecatorul suprem al unei teorii.

 

Citeste si:

Romania, locul 2 in lume la viteza de download de pe net. Vezi cine ne intrece

Val de spam-uri periculoase in Romania

Android pune Romania pe harta industriei telefoniei mobile

Share articol: