Fyzik Tokár: Higgsov bozón je „božskou“ časticou, bez neho by mal tento svet inú formu

Ak by Higgsov bozón neexistoval, „neviem si predstaviť, čo by sa stalo s fyzikou elementárnych častíc,“ vraví fyzik Stanislav Tokár. Vedec pôsobí na UK v Bratislave a v CERN-e; venuje sa výskumu top kvarku. Podľa neho sa objav Higgsovho bozónu radí medzi také významné fyzikálne objavy, aké „sa dajú spočítať na prstoch jednej ruky“.

V rozhovore sa dočítate aj:

• ako došlo k objavu Higgsovho bozónu;
• či sa fyzika prelína s filozofiou;
• či fyzici narážajú na medze predstavivosti, ak pracujú so škálami, ktoré sa vymykajú bežnej skúsenosti;
• ako CERN prispieva k rozvoju poznania.

Ako si spomínate na 4. júl 2012, keď vedci potvrdili existenciu Higgsovho bozónu?

Objav bol ohlásený kolaboráciami ATLAS a CMS na seminári v Európskej organizácii pre jadrový výskum (CERN) 4. júla 2012. Asi dva až tri týždne predtým bolo jasné, že vedci majú časticu kompatibilnú s Higgsovým bozónom. Spomínam si, že bolo veľké haló. Na univerzite sme mali novinárov. Mal som byť účastníkom slávnosti, na ktorej sa oznámila existencia Higgsovho bozónu, no obišlo ma to. Zo zdravotných dôvodov som skončil v nemocnici.

K akým iným objavom by ste prirovnali objav Higgsovho bozónu?

Také významné objavy sa dajú spočítať na prstoch jednej ruky. Prirovnal by som ho k objavu atómového jadra, teórie relativity či k objavom na poli kvantovej teórie. Objav Higgsovho bozónu sa mi javí významnejší ako objav kvarkov či neutrín, hoci aj to boli významné objavy. Je to, ako keď v roku 1939 Hans Bethe vysvetlil, že zdrojom svetla a energie Slnka a hviezd sú termojadrové reakcie. Takéto objavy sa vynímajú nad všetky ostatné.

Higgsov bozón je fundamentálny kameň Štandardného modelu, ktorý sa začal formovať v 60. rokoch. Dobudoval sa v 70. rokoch. V poslednej štvrtine 20. storočia prichádzali krok za krokom nové objavy, ktoré potvrdzovali Štandardný model. Objavili sa c kvarky, b kvarky (kvarky druhej a tretej generácie – pozn. red.), W a Z bozóny (elementárne častice, ktoré sprostredkúvajú slabú interakciu – pozn. red.) a top kvark (kvark tretej generácie s elektrickým nábojom +(2/3)e – pozn. red.).

Ak by v LEP-e (The Large Electron–Positron Collider, urýchľovač v prevádzke od roku 1989 do roku 2000 – pozn. red.), kde sa zrážali elektróny a pozitróny, bola energia zrážky o niečo vyššia, možno by sa Higgsov bozón objavil skôr, niekedy okolo roku 1999 až 2000. Takto sme museli čakať až do roku 2012.

V rozhovore pre SME v roku 2011 ste správne predpovedali existenciu Higgsovho bozónu. Čo vás presvedčilo, že častica existuje, ak k jej objavu došlo až rok nato?  

Higgsov bozón je jedným zo základných pilierov Štandardného modelu elementárnych častíc. Ak by neexistoval, Štandardný model by bol len efektívnou teóriou v súlade s pozorovaním, ale fyzikálny obsah by musel byť iný.

Boli nepriame merania, ktoré naznačovali, kde Higgsov bozón asi je. Ešte v 20. storočí sa na experimente LEP zistilo, že ak Higgsov bozón existuje, jeho hmotnosť je väčšia ako 117 GeV (jednotka hmotnosti vo fyzike častíc – pozn. red.). Experimenty CDF a D0 vo Fermilabe ukázali, že hmotnosť Higgsovho bozónu by mala byť menšia než asi 145 GeV. Okrem toho bola možnosť, že jeho hmotnosť je okolo 250 až 600 GeV, ale tej sa neverilo.

Takže hmotnosť Higgsovho bozónu bola ohraničená od 117 do 145 GeV. Podobná hodnota sa získala aj z precíznych elektroslabých meraní. Úspešnosť Štandardného modelu bola taká veľká, že všetko nasvedčovalo tomu, že Higgsov bozón musí existovať. Neviem si predstaviť, čo by sa stalo s fyzikou elementárnych častíc, ak by neexistoval.

Čím je Higgsov bozón taký významný?

Štandardný model vysvetľuje svet okolo nás pomocou súboru fundamentálnych častíc. Tieto častice možno rozdeliť do troch sektorov. Prvým sú fundamentálne fermióny – ide o častice, pre ktoré platí Pauliho princíp (podľa neho sa dva neodlíšiteľné fermióny v tom istom fyzikálnom systéme nemôžu súčasne nachádzať v tom istom kvantovom stave – pozn. red.). Sú zodpovedné za také štruktúry, ako sú nukleóny, atómové jadro a atóm. Delia sa na kvarky a leptóny prvej až tretej generácie.

Druhý sektor častíc tvoria kvantá silových polí. Volajú sa intermediálne bozóny. Pre nich Pauliho princíp neplatí. Vezmite si elektromagnetickú interakciu a dve nabité častice – vzájomne na seba silou pôsobia tak, že si vymieňajú virtuálny fotón. Je to intermediálny bozón elektromagnetickej interakcie. Podobne existujú slabé interakcie. Ich výmennými časticami sú bozóny W⁺, W⁻ a Z. Intermediálnymi bozónmi, čiže výmennými časticami silných interakcií, sú gluóny. Tých je osem druhov.

Čo tvorí tretí sektor častíc?

Higgsove častice. V Štandardnom modeli ide len o jednu neutrálnu časticu. Je zaujímavá tým, že vykazuje samo-interakciu. Vďaka tomu má Higgsovo pole nenulovú vákuovú strednú hodnotu. Prakticky to znamená, že vákuum nie je ničota, ako sme si mysleli, ale Higgsov kondenzát.

Predstavujeme si to tak, že v horúcom vesmíre po Big Bangu, keď teplota bola zhruba 10¹⁵ Kelvinov – teda stomiliónkrát vyššia ako teraz v strede Slnka – Higgsove bozóny skondenzovali a vytvorili vákuum. Higgsov bozón je zaujímavý preto, lebo pri interakcii časticových polí s týmto kondenzátom častice, teda kvantá poľa, nadobúdajú hmotnosť. Ak by nebol Higgsov kondenzát, častice by mali nulovú hmotnosť a tento svet by nemal tú formu, ktorú má. Bol by iný svet, ktorý by neobsahoval diskrétne štruktúry, ako sú napríklad atómy.

Nazvali by ste Higgsov bozón „božskou časticou“, ako sa mu niekedy zvykne hovoriť?

Je to naozaj „božská“ častica. Ak by nebol objavený, nechápali by sme, ako je možné, že Štandardný model opisuje svet. Potrebujeme Higgsov mechanizmus, presnejšie Broutov-Englertov-Higgsov mechanizmus (mechanizmus vyžaduje prítomnosť poľa vo vesmíre, ktoré niektorým bozónom dodáva hmotnosť. Existenciu tohto poľa bolo možné overiť objavom Higgsovho bozónu – pozn. red.). Ináč by sme vôbec nevedeli, ako interpretovať tú skutočnosť, že častice majú hmotnosť.

Higgsov bozón sa síce objavil, no časť fyzikov nie je so Štandardným modelom aj tak spokojná. Prečo?

Štandardný model bol veľmi úspešný model a stále aj je. Základným znakom časticových procesov je účinný prierez. Charakterizuje, s akou pravdepodobnosťou vzniká pri interakcii častíc – v našom prípade dvoch protónov – skúmaný proces, napríklad top kvark. Ak Štandardný model platí, pomer medzi meraným účinným prierezom a účinným prierezom predpovedaným Štandardným modelom musí byť kompatibilný s jednotkou, ako vidno na obrázku nižšie vpravo. V rámci neurčitosti to tak aj je.

Na grafe vľavo sa os x pohybuje od 10^-5 po 10¹¹, čo je 16 radov. To znamená, že Štandardný model platí pre procesy, ktoré sú superzriedkavé, ako sú procesy s extrémne malým účinným prierezom, ale aj pre veľmi bežné procesy s veľkým účinným prierezom.

No je pravda, že časť fyzikov je nespokojná. 5. júna 2015 vydali dvaja známi fyzici v The New York Times článok, že Štandardný model predstavuje slepú uličku časticovej fyziky, lebo neukazuje cestu vpred. Ale popredný teoretický fyzik Gavin Salam povedal, že s tým nesúhlasí. Dôvod? Nekalibračná časť Štandardného modelu je ďaleko od úplného preskúmania.

Čo znamená „nekalibračná časť“?

Higgsov bozón zavádza do Štandardného modelu nekalibračnú interakciu, teda interakciu odlišnú od interakcií sprostredkovaných fotónom, W a Z bozónmi či gluónmi. Vzniká tak otázka, či je táto interakcia fundamentálna, ako predpokladá Štandardný model, alebo len efektívna. Je Higgsov bozón fundamentálna častica alebo ide len o kompozit?

Ako sa meria to, či je Higgsov bozón fundamentálna častica alebo je kompozitom zloženým z ešte elementárnejších častíc?

Tak, že sa skúma väzba Higgsovho bozónu na iné častice. Na obrázku nižšie je predpoveď Štandardného modelu znázornená ako čiarkovaná čiara. Zhoda s meraniami je zatiaľ vynikajúca. Zatiaľ to vyzerá tak, že Higgsov bozón je skutočne fundamentálna častica Štandardného modelu.

Problémom je, že neurčitosť merania je na úrovni okolo 10 percent. To je veľa. Okrem toho tam vidíme len ťažké častice – W a Z bozóny a fermióny 3. generácie. Jedinou časticou druhej generácie so zmeranou väzbovou konštantou k Higgsovmu bozónu je mión. No my potrebujeme vedieť, čo nám povedia ďalšie častice druhej generácie a možno aj tej prvej.

Higgsovo pole sa vyznačuje samo-interakciou. Je charakterizovaná istými koeficientmi, no zatiaľ ich meriame len veľmi nepresne. Aj po dokončení novej fázy urýchľovača LHC, teda The High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC), budeme tento koeficient poznať len s presnosťou okolo 50 percent. Preto je v tomto sektore veľa možností, ako ísť ďalej. Čo som tým chcel povedať? To, že Higgsov sektor môže byť bohatší, než ho vidíme teraz.

Aké iné problémy sú spojené so Štandardným modelom?

Jeden z nich je, že má 25 až 26 parametrov. Podľa niektorých je to na popis príliš veľa. Ďalej, ak má pravdu Supersymetria – teória, ktorá ide za Štandardný model –, Higgsov sektor by mal byť bohatší. Mali by existovať tri neutrálne a dva nabité Higgsove bozóny, ale zatiaľ ich nevidíme.

Problémom je aj to, že Štandardný model nevie vysvetliť tmavú hmotu a tmavú energiu či hodnotu baryónovej asymetrie. Kandidáta na tmavú hmotu nám poskytuje teória Supersymetrie. Očakávali sme, že uvidíme jej prejavy na úrovni do 1 TeV, ale zatiaľ nič také nevidíme. Mnohí sú z toho skleslí, ale prírode nemôžeme diktovať, ako má fungovať. Teória Supersymetrie má mnoho dobrých čŕt, lebo vie vysvetliť tmavú hmotu. Jej kandidátom je neutralíno, stabilná supersymetrická častica. Vie vysvetliť aj to, prečo je jeho hmotnosť relatívne malá, 125 GeV. To je na Higgsovom bozóne veľmi zvláštne.

Aby som to zhrnul, Štandardný model má isté problémy, ale zatiaľ nemožno hovoriť o novej fyzike, lebo ho nevieme nahradiť?

Zatiaľ platí Štandardný model. Rozšírili sa hranice jeho platnosti a nádejame sa, že objavíme novú fyziku, ktorá objasní, čo je tmavá hmota, vysvetlíme baryónovú asymetriu a teoreticky aj to, čo je tmavá energia. Ale tam veľmi tápeme. Zatiaľ nevidíme prejavy Supersymetrie ani takzvaných Extra dimenzií, ktoré by sa mohli prejaviť ako mikroskopické čierne diery.

Keď ste v úvode hovorili o vákuu, znamená to, že časticoví fyzici pod „ničím“ rozumejú „niečo“, konkrétne Higgsov kondenzát?

Na vákuum sa pozeráme ako na najnižšiu energetickú hladinu fyzikálneho systému. Je ním aj náš svet ako celok. Vákuum je vtedy, keď máme najnižší energetický stav. Higgsove pole má nenulovú vákuovú hodnotu – minimum systému je kdesi v údolí, ako vidno na obrázku nižšie vpravo hore.

Na to, aby bol systém stabilný, koeficient samo-interakcie Higgsovho poľa lambda musí byť kladný. Ukazuje sa, že keď niet novej fyziky na škále do takzvanej Planckovej hmotnosti (asi 10¹⁹ GeV), kvantové fluktuácie spôsobujú, že tento koeficient závisí od energetickej škály. Pri určitej energii presekne nulu a zmení znamienko. To znamená, že hodnota Higgsovho potenciálu môže klesnúť pod hodnotu „nášho vákua“, takže vznikne iné minimum.

Ak je to tak, potom existuje možnosť „pretunelovania“ sa do nového vákua. Keby sa to stalo, každý bod nášho vesmíru vyžiari prebytočnú energiu. Bol by to veľkolepý ohňostroj a „dlho by sme sa netrápili“. Náš svet je metastabilný a jeho stabilita závisí od hmotnosti Higgsovho bozónu a hmotnosti top kvarku. Pri súčasných stredných hodnotách hmotnosti top kvarku a Higgsovho bozónu je čas pretunelovania podstatne väčší ako vek vesmíru. Takže môžeme spať spokojne.

Laik si povie, že ak vákuum nie je prázdne, odkiaľ sa vzalo to, čo ho vypĺňa?

Podľa Štandardného modelu je vákuum Higgsov kondenzát. Nevieme, čo všetko je „súčasťou“ vákua. Odkiaľ sa to vzalo? Tu prichádza na rad aj otázka Stvoriteľa. Odpoveď na vašu otázku nie je jednoduchá. Vysvetlím prečo.

Fyzika funguje tak, že súcno – to, čo existuje – sa delí na pozorovateľa a vonkajší svet. Keby sme sa vrátili do nemeckej klasickej filozofie až k Fichtemu, povedali by sme, že existuje Ja a Nie-ja. Pričom to „Nie-ja“, teda vonkajší svet, je od nás nezávislá objektívna realita. Vonkajší svet kategorizujeme. To znamená, že zavedieme ako bázu nejaký konceptuálny priestor, v našom prípade časo-priestor. Definujeme určité elementárne objekty a pomocou nich sa svet snažíme vysvetliť.

Základným predpokladom je nezávislosť popisu „Nie-ja“ od „Ja“. Pritom pojem existencie je vo fyzike úzko spojený s časom a priestorom. No vzniká otázka, či to, ako vonkajší svet popíšeme, skutočne nezávisí od nás. Táto otázka je tu minimálne od čias Immanuela Kanta, ktorý vravel, že „priestor a čas sú apriórne formy rozmyslu“. Teda Kant prisudzuje priestor a čas nie k „Nie-ja“ ale k „Ja“. Nakoľko je priestor a čas atribútom vonkajšieho sveta a nakoľko je atribútom nášho Ja?

Ako je to podľa vás?

Najprv sa myslelo, že základom je absolútny priestor a čas. To je Newtonova predstava. Čiže priestor a čas je akási báza, do ktorej Stvoriteľ v určitom okamihu vytvoril svet. Predpoklad o absolútnom priestore a čase bol nesmierne užitočný, lebo umožnil opísať gravitačný zákon a zjednotiť zákony neba a Zeme – padajúce jablko aj krúžiaci Mesiac je prejavom tej istej sily. To umožnilo rozvoj modernej vedy.

Ale potom sme zistili, že to tak celkom nie je. Ukázalo sa, že priestor a čas vykazujú isté stupne relatívnosti. Tak prišla špeciálna teória relativity, neskôr všeobecná teória relativity. Podľa nej priestor a čas závisia od rozloženia energie alebo hmoty v priestore. A nakoniec sme prišli na to, že svet má počiatok v singularite (pri Big Bangu – pozn. red.). Do nej sa dostaneme, vychádzajúc zo súčasného stavu pozorovaného sveta projekciou fyzikálnych zákonov v čase spätne.

Ale v singularite nevznikol len materiálny svet, ale aj priestor a čas. Takže hovoriť, čo bolo pred singularitou, stráca význam. Význam by to nestrácalo, ak by náš svet bol akousi menšou časťou niečoho väčšieho. Ale o tom nemáme nijakú informáciu a môžeme len špekulovať. Ak zohľadníme aj to, že naše „Ja“ sa odráža v konceptuálnom priestore, ktorý je bázou nášho popisu sveta, tak nám vychádza – alebo aspoň mne sa tak zdá –, že veda, teda pohľad od „Ja“ do vonkajšieho sveta, predstavuje neúplný systém. Aby sme systém ucelili, potrebujeme pohľad od „Ja“ dovnútra „Ja“. To je však predmetom umenia, ktoré sa nedá matematicky vyjadriť.

Prelína sa fyzika s filozofiou?

Veľmi. Štandardný model je založený na určitej symetrii, ktorá má konkrétnu matematickú formu. Ak by ste si zobrali časť nejakej látky a rozohriali ju na veľmi vysokú teplotu 10¹⁵ Kelvinov, videli by ste nasledovné javy: procesy sprostredkované fotónom (elektromagnetické interakcie) a procesy sprostredkované W a Z bozónmi (slabé interakcie, ktoré sú zodpovedné napríklad za beta-rozpad rádioaktívnych jadier), by bežali s rovnakými účinnými prierezmi. Podstata symetrie je v tom, že existuje jedna fundamentálna elektroslabá interakcia, ktorej výmenná častica sa vyskytuje v štyroch rôznych formách – ako fotón, Wˇ, W- a Z bozón. Rozdiel medzi elektromagnetickými a slabými procesmi, ktoré pozorujeme v našom svete, je spôsobený narušením spomínanej symetrie.

Potom sa šlo v symetrii ďalej. Ak sme zjednotili elektromagnetickú a slabú interakciu, nedala by sa zjednotiť aj elektroslabá interakcia s tou silnou? Ukazuje sa, že sa to dá. Nastalo to pravdepodobne v čase pred 10^-36 sekundy po Big Bangu pri energii častíc zhruba 10¹⁶ GeV (prah zjednotenia). Vtedy sme mali ešte vyššiu symetriu, pri ktorej sa gluóny správali rovnako ako W bozóny, Z bozóny a fotóny.

Akú presnú formu by mala mať táto symetria, dnes nevieme. Ale vieme, aká je grupa symetrií, ktorá umožňuje takúto symetriu v raných fázach vesmíru. No možno ísť aj ďalej. Absolútne kritickým sa javí čas 10^-43 sekundy po Big Bangu. Pred týmto časovým míľnikom bola aj gravitácia pripojená k týmto silám, takže si všetky sily možno predstaviť ako jednu univerzálnu silu v rôznych formách.

Pred 10^-43 sekundy po Big Bangu panovala primordiálna symetria či harmónia. Táto symetria v projekcii do nášho časopriestoru má možno aj konkrétnu matematickú formu. Z dôvodov, ktoré nepoznáme, v čase asi 10^-43 sekundy sa gravitácia odpojila od univerzálnej sily a náš svet sa začal rodiť postupným narušovaním primordiálnej symetrie. Niektorí tomu hovoria, že vesmír vznikol z gravitačnej fluktuácie.

Keď ako fyzici uvažujete o týchto veciach, do značnej miery narážate na medze predstavivosti, lebo žijeme vo svete, v ktorom sme prispôsobení na určité veľkosti a rýchlosti. Ale vy pracujete s úplne inými škálami. Ako sa s tým vyrovnávate?

V nano-svete sa objavujú veci, ktoré sú v našom svete neštandardné, napríklad vlnová funkcia. V takom prípade nemožno hovoriť o trajektórii častice, ale len o vlnovej funkcii. Kvadrát jej absolútnej hodnoty udáva pravdepodobnosť výskytu častice. Na takéto veci sme ako vedci zvyknutí, hoci najprv vás to ohúri a pýtate sa „ako je toto možné?“.

Prestavte si elektrónové delo, z ktorého elektróny prechádzajú cez dve štrbiny na tienidlo. Na ňom budete pozorovať interferenčný obrázok – akoby šlo o interferenciu svetla, a nie obraz dvoch štrbín, ktorý by sme očakávali a ktorý by sme dostali pri strieľaní elektrónmi v prípade, že by sme zakryli raz jednu a raz druhú štrbinu. Pritom dopad elektrónu na tienidlo má bodový charakter, takže aj keď sa to zdá absurdné, interferenčný obrázok znamená, že nevieme povedať, ktorou zo štrbín elektrón prešiel. Ako je to možné? Musíme priznať len toľko, že vlnová funkcia je adekvátny popis takéhoto elektrónu.

Je to tak, že Higgsov bozón nepozorujete priamo, keďže sa veľmi rýchlo rozpadá, ale len z produktov, ktoré vytvoril?

Higgsov bozón sa môže rozpadať na rôzne časticové páry. Objavený bol v rozpadoch na dve gama kvantá, respektíve na štyri leptóny. Rekonštrukcia Higgsovho bozónu je založená na relativistickej formule pre energiu častice: E² = p²+m², kde E, p, m sú energia, hybnosť a hmotnosť častice.

Keď Higgsov bozón určujeme z jeho rozpadu na dve gama-kvantá, tak energia Higgsovho bozónu sa rovná sume energií oboch gama-kvánt a ich hybnosť sa rovná sume ich hybností. Kvadrát hmotnosti Higgsovho bozónu dostaneme ako:

To, čo je na pravej strane uvedenej rovnice, sa nazýva invariantná hmotnosť dvoch gama kvánt. Aby sme spočítali invariantnú hmotnosť dvoch gama kvánt, potrebujeme len zmerať energie oboch gama-kvánt, a uhol medzi nimi. Nič viac. Ak gama-kvantá pochádzajú z Higgsovho bozónu, potom ich invariantná hmotnosť sa musí rovnať jeho hmotnosti.

Na obrázku nižšie v ľavej časti vidno spektrum invariantných hmotností dvoch gama-kvánt. Ten maličký vrchol zodpovedá Higgsovmu bozónu.

Problém je v tom, že ak sa pri zrážkach protónov objavia dve gama kvantá, môžu pochádzať nielen z Higgsovho bozónu, ale aj z takzvaných pozaďových procesov, hoci ich vyberáme tak, aby boli optimalizované na Higgsov bozón.

Ak je Higgsov bozón taká významná častica, predstavil by som si, že „je všade“ a nemal by byť problém nájsť ho.

Je všade. Sme zasadení do vákua, ktorým je Higgsov kondenzát. Je to ako s vodnou parou. Takisto ako voda sa skondenzoval aj Higgsov bozón.

Ale okamžite sa rozpadá.

Len keď je voľný. Aj neutrón je nestabilná častica, ale v deutériu alebo héliu a iných atómových jadrách sa nerozpadá a je stabilný. To, že má Higgsov bozón krátky čas života, nás neznepokojuje. Lebo pre Higgsov bozón je podstatné, že vytvoril Higgsov kondenzát, čiže nenulovú strednú vákuovú hodnotu. Pri interakcii s ním kvantá časticových polí nadobúdajú hmotnosť. To je najpodstatnejšie.

Ako ľuďom vysvetliť, na čo je dobré takéto skúmanie?

LHC (Large Hadron Collider, Veľký hadrónový urýchľovač – pozn. red.) program stál 8 až 10 miliárd eur. Je to veľa alebo málo? Musíte povedať vzhľadom na čo. Vzhľadom na to, čo by potrebovalo naše ministerstvo školstva, je to určite veľa. Ale vezmite si inú vec. V roku 2020 dalo ľudstvo na zbrojenie 1 bilión 980 miliárd dolárov. Keby sme z toho zobrali 1 percento, mohli by sme postaviť dva LHC projekty každý rok. Nie jeden za 15 rokov. Treba k tomu ešte niečo dodať?

Pýtate sa, na čo je to dobré. Vezmite si taký web. Naša kancelária v CERN-e je na chodbe s tabuľkou, ktorá pripomína, že „tu vznikol web“. Ak by CERN bol komerčnou organizáciu, teraz má miliardovú hodnotu. Ľudia poznajú aj PET, čiže pozitrónovú emisnú tomografiu, keď idú na vyšetrenie. Ide o priamy výsledok detektorového výskumu pre časticovú fyziku. Známa je aj protónová terapia. V USA dokonca začali robiť na antiprotónovej terapii. Je to fantastická záležitosť, lebo rakovinové nádory likviduje veľmi efektívne. Pre nedostatok financií sa to zastavilo, hoci téma stále žije.

Ako inak prispel CERN k rozvoju poznania?

Vezmite si napríklad výpočtové systémy. Výskum časticovej fyziky rozvinul počítačové grity a farmy do neuveriteľných rozmerov. Na spracovanie informácií z LHC potrebujete milióny procesorov. Len u nás na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave ich máme asi 2-tisíc.

Náš experiment v CERN-e má cez 100 miliónov elektronických kanálov. To znamená, že po zrážke ide von z detektora 100 miliónov čísiel. Na základe nich rekonštruujeme zrážku. Zrážok sú dve miliardy za sekundu. Zaznamenávame len tie zaujímavé, každopádne v nanosekundách sa musíte rozhodovať, čo spravíte. Je to priestor pre aplikáciu umelej inteligencie.

Pred dvomi rokmi sme chceli získať grant v rámci Horizon 2020. Do projektu bolo zapojených deväť európskych univerzít. Projekt bol zameraný na výskum top kvarku a Higgsovho bozónu, no nezískali sme ho. Zarazilo ma, že naším partnerom bola firma Bosch. Hlavného riešiteľa som sa opýtal, čo chce Bosch robiť s Higgsovým bozónom a top kvarkami. Povedal mi, že „by som sa čudoval“. Ide o to, že keď skúmame Higgsov bozón alebo top kvark, potrebujeme odlíšiť signál od pozadia. Keď na to vytvoríte matematický model, môžete ho aplikovať na mnoho iných vecí.

Časticový výskum je výbornou pôdou pre vývoj a testovanie mnohých výpočtových a optimalizačných techník, ktoré potom nachádzajú uplatnenie nielen vo fyzike, ale aj v iných vedných či technických disciplínach.

Najdôležitejšia vec, ku ktorej CERN prispieva, je rozvoj ľudí. CERN produkuje 1 700 ukončených doktorandov ročne. Hlavne IT firmy ich hneď rozchytajú. CERN je ako doplnková vysoká škola, kde sa učíte na konkrétnom veľmi obťažnom probléme. V CERN-e sa vás nikto nespýta, či ste do práce prišli o ôsmej a odišli ste o piatej. Vy len máte zadanú úlohu a musíte prezentovať svoje výsledky. Ak „zaspievate“ falošne, hneď vás odhalia. Z ľudí v CERN-e, ktorí prešli mojimi rukami, sa ani jeden nestratil. Ani tí, čo PhD. štúdium nedokončili. Jedného z nich som sa opýtal, či odchod neľutuje. Povedal, že áno, ale dodal, že teraz rieši problémy o rád jednoduchšie a za podstatne vyšší plat.