V maturitním ročníku jsem se jako jeden z 24 středoškoláků v programu HSSIP (CZ) podíval na dva týdny do CERN. Díky této příležitosti jsem se osobně seznámil s organizací kruciální pro minulost, přítomnost i budoucnost částicové fyziky. Z nejvýznamnějších zmiňme tamní objevy elektroslabých bosonů W+/- a Z i poslední částici predikovanou Standardním modelem Higgsův boson. Ve zprávách jste možná zaznamenali, že po delší odstávce počínají přípravy třetího experimentálního běhu Velkého hadronového urychlovače (LHC). Po několika kratších návštěvách v uplynulých čtyřech letech mého vysokoškolského studia se vydávám na zatím nejdelší cestu do CERN, tentokrát tříměsíční. Budu moc rád, pokud moje zážitky a poznatky budete sdílet spolu se mnou skrze sérii reportáží z místa.
Je pátek 29. července 2022 a první ze „summer“ studentů odjíždějí. Je to skupinka z nečlenských států CERN, která má pobyt omezený na osm týdnů. Přijeli jako první, jako první odjíždějí, a tím se trochu mění sociální dynamika celé naší široké skupiny. Svůj volný čas teď více trávím s kolegy z pracovního týmu nebo s Čechy a Slováky žijícími v okolí Ženevy.
Jak vtipně a trefně poznamenal Oldřich Kepka, absolvent Matfyzu, „CERN je průtokový ohřívač“. Mezinárodní výzkum vědce nutí upřednostnit pracovní a odborný rozvoj před lokálními sociálními vazbami. Možná je to trochu škoda. Na druhou stranu vznikají vazby globální. Při rozhovorech s dalšími „summer“ studenty zjišťuji, kolik máme nečekaných společných známých po celé Evropě.
Můj pohled však ovlivňuje také vývoj celého programu, v němž právě s červencem končí hromadné studentské akce a přichází čas individuální práce. Před námi je jediná velká společná akce, tzv. student sessions, kdy třicítka z nás bude přednášet pro další účastníky o vlastním projektu a činnosti. Přednáška čeká i mě. Zatím pečlivě sbírám materiály, sepisuji poznámky a věřím, že právě takto uspořádané podklady poskytnou nejlepší vhled do problematiky mého projektu.
Mezitím mimoděk vzpomínám na zajímavé dění uplynulých červencových týdnů. V tom třetím se uzavřel blok obecných témat. Konkrétně šlo o přednášky Elektronika, DAQ a trigger od Emilia Meschiho, které se zabývaly vytvářením digitálního signálu z fyzikální proměnné. O teorii se starali Mike Seymour s Tvorbou předpovědí na hadronových urychlovačích a v nejčistší podobě fenomenální Christophe Grojean z DESY se Standarním modelem. Dr. Grojean v nás nadšeně s pomocí příkladů i domácích úkolů budoval schopnost využívání efektivní teorie pole. Jako zajímavost a odměnu za práci s Grojeanem nám pak organizátoři nadělili Astročásticovou fyziku od Bradleyho Kavanagha a Úvod do kosmologie od známého profesora kosmologie z Amsterdamské univerzity, Daniela Baumanna. Na poslední dvě jmenované přednášky chodili nadšeně i spolužáci, kteří se věnují IT, či technici. Kuba Jelínek z Glasgow glosoval přednášky slovy: „Přišel jsem si pro zábavná fakta a zde jsem je dostal.“
Během čtvrtého a pátého týdne jsme v rámci přednášek přešli k velmi konkrétním tématům, která zkusím nastínit alespoň rámcově. Některé z názvů však budou i tak působit tajemně. Určité termíny už totiž není zvykem překládat do češtiny...
Jeden z velkých bloků, Výzvy urychlovačové fyziky, se netradičně nevešel do jednoho z týdnů. Navíc jej pokrývala trojice přednášejících. Helene Felice s námi diskutovala supravodivé magnety sloužící k ohýbání a zaostřování svazků částic. Walter Delsolaro navázal supravodivostí radiofrekvenčních urychlovacích dutin, tzv. kavit (dutinových rezonátorů), které se využívají na urychlovačích dosahujících vysokých energií. Snižování ceny a zmenšování rozměrů kavit díky pokroku ve výzkumu vede v důsledku k tomu, že si více a více nemocnic může dovolit budovat vlastní zdroje urychlených částic potřebných k diagnostice i léčbě pacientů moderními metodami. Se zavedenými a teprve zkoumanými procedurami léčby i diagnostiky převážně rakoviny nás seznámila v bloku přednášek Fyzika a zdravotní aplikace Manuela Cirilli. Její blok spolu s Antihmotou v laboratoři od Jacka Devlina mi otevřely nové pole pojmů, které jsem si následně studoval čtením článků.
Dalšími přednáškami čtvrtého týdne byla taktéž poutavá a inspirativní povídání Marka Williamse o Flavour physics, což je právě příklad názvu, u kterého je překlad trochu obtížný. Obvykle se v češtině objevuje termín „vůně“ kvarků. O co se tedy jedná v oboru Fyziky vůní? Jde o široký obor, který se zabývá kvarky a leptony, což jsou elementární částice se spinem ½, souhrnně nazývané fermiony. Tyto částice dělíme do rodin, v rámci nich se zachovávají některá kvantová čísla – např. leptonová čísla. Zajímavostí také je fundamentální asymetrie, kterou slabá interakce vykazuje vůči členům těchto rodin, což vede k složitějším důsledkům na úrovni hadronů. Přirozeně, že tato tajemství z historického hlediska objevujeme opačným směrem, kdy jdeme od složitých procesů k jednoduchým principům. Velkou otázkou je pak snaha redukovat počet naměřených volných parametrů v teorii Standardního modelu tím, že mezi nimi najdeme vnitřní spojitost. To se týká například hmot fermionů a jejich hierarchii v rámci rodin.
Poslední, ale rozhodně také skvělý (last, but not least) řečník čtvrtého týdne byl Marumi Kado s cyklem přehledových přednášek Experimentální fyzika na hadronových urychlovačích. Kadovy prezentace se vyznačovaly důrazem na interpretaci experimentálních dat, zvláště pak v kontextu přínosu LHC pro Standardní model. Díky jeho úsilí se podařilo uspořádat závěrečnou přednášku celé série prezenčně. Ducha této přednášky si budu pamatovat velmi dlouho a celou sérii nelze než doporučit studentům magisterských oborů spjatých s experimentální částicovou fyzikou jako pěkné shrnutí před státnicemi.
Závěrečný pátý týden přednášek patřil pohledu do budoucna. Důraz se kladl i na filosofii vědy. Dívali jsme se za Standardní model, ovšem stále jsme si připomínali, že daná měření neprovádíme, abychom jej zbourali či zpřesnili, ale pro samotné poznání. To nám zdůrazňoval jednak Michelangelo Mangano v rámci závěrečné přednášky i Tevong You v rámci série Za Standardním modelem, kdy jsme probírali různé hypotetické a zatím neobjevené členy narušující symetrie Standardního modelu, k němuž jsme přistupovali jakožto k efektivní teorii pole pro složitější model, který platí při ještě vyšších energií, než jsou aktuálně dosahované na současných urychlovačích.
O tom, jak v budoucnu takový možný vysokoenergetický model proměřit, nám povídali Barbara Dalena v rámci Projektů budoucích vysokoenergetických urychlovačů a Frank Simon v Experimentální fyzice leptonových urychlovačů. Pátý týden mi dozajista přinesl zdaleka nejvíc otevřených záložek na počítači ve snaze si dostudovat nové pojmy a koncepty.
Jako každý týden zkusím upozornit na dvě nejlepší přednášky, i když tentokrát je to opravdu těžké. Nicméně, mně osobně i zaměřením Ústavu částicové a jaderné fyziky byly blízké Těžké ionty brilantní Francesci Bellini a Co je to teorie strun od Timo Stephana Weiganda. Ti mi předali asi nejvíc nových znalostí a nadšení a považuji je za jedny z nejlepších přednášejících, které jsem v životě slyšel. Ač upřímně, za těch pět týdnů by se jich v první dvacítce umístilo mnoho.
Aby všelijakých přednášek už nebylo dost, konal se v rámci mé domovské skupiny EP-DT prezenční seminář na téma Vesmírný dalekohled Jamese Webba – Prozkoumávání infračervené oblohy, na němž nám přednášel prof. Henning z Institutu Maxe Plancka pro astronomii. Sál se zaplnil, protože krásné obrázky z JWST a šance získat „insider info“ nenechá žádného fyzika ani technika klidným. Přednáška byla určena nám neastrofyzikům, byť ke konci se zaměřila na využité detektorové systémy – infračervené kamery. Pro zájemce ponechávám opět odkaz na záznam.
V každotýdenním boji o registraci na workshopy se mi podařilo „vyklikat“ si účast na workshopu Web application security penetration testing, který vedl zástupce vedoucího pro počítačovou bezpečnost v CERN Sebastian Lopienski. V rámci intenzivního odpoledne jsme si nejprve prošli teorii whitehat hackingu, přičemž tento pojem odkazuje na fakt, že ve westernech na počátku 20. století pistolníci s dobrými úmysly nosili bílé klobouky, kdežto padouši černé. Poté jsme si prošli praktické ukázky slabých míst webových aplikací. Zlatým hřebem workshopu bylo, když nám Sebastian zpřístupnil ukázkovou filmovou databázi, kterou jsme měli za úkol krok po kroku infiltrovat a zničit. Workshop ve mně po pedagogické i obsahové stránce zanechal hluboký dojem, bohužel se o něm s nikým formou záznamu (z logických důvodů) nemohu podělit.
Míra studijních povinností i příležitostí je obrovská. Jsem si každodenně vědom poněkud hořkého poznání, kolik událostí mi uniká. Na druhou stranu musí člověk najít rovnováhu mezi sebevzděláváním a prací. V CERN by tím prvním šlo strávit naprostou většinu času.
Jako „summer“ studenti máme navíc i další mimořádné povinnosti. Už jsem zmínil práci na prezentaci pro mé spolužáky... Druhou možností, jak představit plody své práce, je vytvořit poster a vyzkoušet si tento druh práce v rámci summer student konference. Tu nenavštěvují pouze studenti, ale i běžní vědci z CERN, kteří se zajímají o to, na čem pracují studenti z jiných oddělení.
Postery se věnovaly tématům částicové fyziky od teorie, fenomenologie a detektorových technologií až k databázovým systémům, a tedy obecně pokryly čtveřici hlavních tematických studentských projektů. Osobně mě velmi zaujal poster kolegy-studenta od nás z EP-DT Karola Peterse, který se zabýval analýzou defektů křemíkových detektorů. Soupis všech posterů i s možností si některé z nich prohlédnout najdete zde.
Než odjeli první „summer“ studenti z nečlenských zemí, doplnilo červencový program ještě několik společenských událostí, chcete-li povinností. Jednou z nich bylo společné fotografování... Zorganizovat více jak tři sta roztržitých a věčně zamyšlených studentů není jednoduché, nicméně nakonec jsme to snad zvládli a na snímku by neměl nikdo chybět.
A pak ještě návrh společného trička! To může znít jako absolutní maličkost v kontextu všech ostatních věcí, leč asi jsem nezažil živější debaty než v tomto případě. Finální design jsme vybrali hlasováním z nabídky skoro desítky návrhů. Fait accompli? Ale kdeže! Při přípravách návrhů nikoho z nás nenapadlo, že nám zdejší pravidla neumožní využít na tričkách logo CERN, které si organizace důkladně hlídá. Pro jednou byl CERN zase korporací, a ne start-upem. Finální tričko bylo nutné předělat v duchu návrhu, který vyhrál volby. Organizovat nové už nebylo časově možné. Do společného fotografování se nepodařilo trička s novým designem vyrobit, ale stihlo se to alespoň tak, aby si je odvezli první z odjíždějících na památku.
A ještě jedna vzpomínka. 14. července slaví Francie významný svátek připomínající pád Bastily a počátek Velké francouzské revoluce. Samotného CERN se toto výročí nedotýká, protože se řídí podle svátků v kantonu Ženeva, ale v blízkém okolí se naskýtá možnost navštívit řadu kulturních akcí. U příležitosti tohoto svátku Francouzi rádi organizují velké množství ohňostrojů, vyvěšují vlajky a cizinec najednou cítí podivuhodnou hrdost na ona tři slova, tři principy – Liberté, Égalité, Fraternité.
Druhou velkou kulturní akcí byl po koronavirové pauze navrátivší se hudební festival Hardronic, který se koná od roku 1989 a na němž vystupují kapely pracovníků CERN. Letos jich hrálo hned osm. Pokud si pamatujete přednášejícího Paula Laycocka zmíněného v předchozím článku, jeho skupina Les Croque Monsieur festival s lehkostí po třetí zahájila. Hudba pak hrála na pracovišti Prevessin, které leží na protilehlé straně Super Proton Synchrotronu (SPS) od hlavního pracoviště Meyrinu, do brzkých ranních hodin. Navzdory tomu, že se festival koná uvnitř CERN, je přístupný široké veřejnosti. Stačí se předem zaregistrovat. CERN dokonce organizuje i speciální minibusy pro účastníky festivalu. Věřím, že právě takovéto akce pomáhají CERN udržovat si příznivý mediální obraz a slouží i jako místo rozvoje sociálních vztahů na pracovišti, které jsou obzvlášť na poli vědy inherentní součástí profesní spolupráce trvající často desítky let, nebo naopak jen krátce, pokud se účastníte dění jako „summer“ studenti.
