RTU zinātnieki Liepājas skolēniem stāsta par fiziķu un inženieru darbu CERN

Abus RTU Augstas enerģijas daļiņu fizikas un paātrinātāju tehnoloģiju centra zinātniekus Kārli un Andri, kuri strādā Latvijas zinātnieku grupā CERN, uz sarunu ar 5.–8. klases skolēniem aicināja Liepājas Raiņa 6. vidusskolas skolotājs Mārtiņš Mamis. 

«Mēs meklējam atbildes uz jautājumu, kā tieši radās mūsu Visums, un mēģinām izpētīt ne tikai pašu sākumu, bet arī to, kādi ir Visuma «spēles noteikumi» – no kā tas sastāv un kādi ir dabas likumi, kas nosaka to, kā viss norit,» Liepājas skolēniem par fiziķu darbu CERN stāstīja K. Dreimanis, kurš vada Latvijas zinātnieku grupu CERN CMS (The Compact Muon Solenoid) eksperimentā. 

Kārlis izskaidroja Lielā sprādziena teoriju – kā pirms 13,8 miljardiem gadu ir radies Visums un kādu informāciju iespējams gūt, ja cilvēki no šodienas pozīcijām atskatās 13,8 miljardu gadu pagātnē. 

«Skatoties atpakaļ, mēs skatāmies ne tikai tālāk telpā, bet arī tālāk pagātnē, jo informācija, kas ir nākusi no kāda punkta, līdz mums nāk noteiktu laiku ar maksimālo ātrumu, kas ir gaismas ātrums – 299,8 tūkstoši m/s,» skaidroja Kārlis, minot piemēru, – ja paskatāmies uz sauli, tad redzam astoņas minūtes pagātnē, jo gaisma no saules virsmas līdz mūsu acīm ir ceļojusi astoņas minūtes, un, ja saule pazustu, tad mēs to uzzinātu pēc astoņām minūtēm, kamēr šī informācija nonāktu līdz mums. 
Savukārt, ja tumšās naktīs skatāmies debesīs, mēs ar aci redzam noteiktā distancē gan telpā, gan laikā un skatāmies aptuveni 16,3 tūkstošus gadu pagātnē, savukārt ar dažādiem teleskopiem, piemēram, mikroviļņu teleskopu vai radioviļņu teleskopu, ir iespējams skatīties pat 400 tūkstošu gadu pagātnē. 

Tomēr nav tehnoloģisko ierīču, ar kurām spētu skatīties laikā līdz pat Lielajam sprādzienam, jo to traucē kosmiskais mikroviļņu fons – Visums ir pārāk karsts un blīvs, Visumā peld elektroni, kas absorbē daļiņas un neļauj gaismai plūst cauri, tāpēc cilvēks nekad neredzēs aiz šīs robežas. 

Tādēļ, lai izpētītu Lielo sprādzienu, CERN ar Lielā hadronu paātrinātāja (The Large Hadron Collider – LHC) palīdzību tiek radīti «Lielie sprādzieni», jo LHC paātrina daļiņas un to sadursmes punktos rodas tik augsts enerģijas blīvums, ka zinātnieki var novērot apstākļus, kas ir ļoti līdzīgi Lielajam sprādzienam. 

Savukārt, lai šādi «Lielie sprādzieni» varētu notikt, ir nepieciešamas ļoti sarežģītas un precīzas inženiertehniskās iekārtas, kuras fiziķu darbam izdomā un konstruē inženieri. Par šīm iekārtām un inženieru darbu CERN Liepājas skolēniem stāstīja A. Ratkus. Viņš skaidroja, kā paātrinātāji rada daļiņu plūsmu, kā tie daļiņas sakompresē un paātrina. 

«Pie katras [paātrinātāju] detaļas darbojas inženieri, izstrādājot tehnoloģijas, jo mums nepieciešams nogādāt daļiņas ar nepieciešamo ātrumu, lai eksperimentā fiziķiem būtu iespējams novērot daļiņu sadursmi,» skaidroja A. Ratkus. 

Viņš īpaši akcentēja Latvijas zinātnieku darbu pie Radio frekvences kvadropola (RFQ), kuram ir būtiska nozīme CMS eksperimentā, jo tas vienādi lādētās daļiņas, kas mēģina «skriet» prom cita no citas, sakompresē, tā daļiņas nepazaudējot, jo katrai no tām ir būtiska nozīme eksperimentā. 

Andris pastāstīja, ka Latvijas zinātnieki, pirmoreiz pasaulē izmantojot aditīvās ražošanas tehnoloģiju, no tīra vara ir radījuši Radio frekvences kvadropola ceturtdaļas prototipu: «Šis ir mazs solītis, lai mēs šādu kvadropola daļu uzbūvētu lētāk un, iespējams, ar labākām funkcijām.» 

Lekcija iekļauta Valsts pētījumu programmas «Virsotnes kvarka un Higsa bozona pētījumi CMS eksperimentā, kristāla scintilatoru, CMS apakšdetektoru un daļiņu paātrinātāju tehnoloģiju attīstīšana lietišķam pielietojumam, sadarbībā ar CERN» pasākumos. Projekta nr. VPP-IZM-CERN-2020/1-0002