Datum zveřejnění: 
10. 9. 2018

Před deseti lety, 10. září 2008, byl poprvé spuštěn největší stroj, jaký kdy lidstvo postavilo – Velký hadronový urychlovač částic v komplexu Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) na pomezí Švýcarska a Francie. O krušných začátcích, nejnovějších výsledcích, pokroku lidstva i o běžném životě nejbystřejších mozků planety vyprávějí čeští experimentální fyzici JIŘÍ KRÁL a OLDŘICH KEPKA, kteří nás osobně provedli klíčovými místy celého komplexu CERN.

- Pojďme se vrátit o deset let zpátky. Když se spouštěl Velký hadronový urychlovač částic (LHC), média po celém světě ráda hrozila, že tu vytvoříte černou díru, která pohltí Zemi. Vy jste tvrdili, že je to nesmysl. S dnešním odstupem: opravdu se to stát nemohlo?

Král: Nemohlo a nemůže. To, co tady děláme, je mnoho, mnoho, mnoho řádů pod něčím, co by k tomu bylo potřeba.

- A nějaký jiný velký průšvih se stát mohl? Když vidím některé vědce, přijdou mi dost zapálení pro věc, aby byli schopni kvůli poznání vyhodit planetu do povětří.

Kepka (směje se): Základní antropický princip říká: To, že tady ještě jsme, je důkazem, že lidstvo sebevražedné věci, jako jsou černé díry uprostřed Evropy, nedělá. Nebo aspoň ne často. Energie, které tady vytváříme, jsou zanedbatelné vůči tomu, co prší na naše hlavy z vesmíru každou vteřinu.

- Ale ona se tady hned po spuštění LHC poměrně velká havárie stala.

Král: Ano, v roce 2008 se LHC spustil předčasně, když nebyl plně pod kontrolou. Lidská hamižnost a sebestřednost už způsobily naší civilizaci obrovské škody. A jednou z nich bylo spuštění LHC v roce 2008. Po deseti dnech nám selhala špatně zkontrolovaná supravodivá spojka, protrhla heliové chlazení a začala ho vařit. V urychlovači se pak vytvořil velký tlak, který ho poškodil.

- Než jsem se vydal sem do CERN, díval jsem se na dokument Částicová horečka (2014). Vedoucí provozu Mike Lamont v něm těsně předtím, než se LHC v roce 2010 znovu rozjížděl, řekl: "Jsme si moc dobře vědomi škod, které dokážeme napáchat. Trnu hrůzou." Docela by mě zajímalo, co že jste to byli schopni napáchat?

Král: To on myslel po technické stránce! Ani CERN se nevyhýbají lidská selhání. A rok 2008 tu byl rokem lidských selhání. Proto byli i v roce 2010 všichni napjatí. Ale tehdy už proběhlo všechno v pořádku. Kepka: Nešlo o bezpečnostní riziko pro lidi tady kolem ani pro lidstvo. My jsme se báli, že si zase rozbijeme hračku.

- Takže třeba ani Ženevu nerozbijete, když už ne celý svět?

Král: Ne, ani Ženevu ne (směje se). LHC ani jiný místní urychlovač nemají žádnou ničivou kapacitu. Vůbec. Nula.

- Pojďme si tedy v kostce říct, na co naopak kapacitu má. Jak LHC zhruba funguje? Buďte, prosím, milosrdní. Fyziku jsem měl naposledy na střední.

Král: Urychlovač je vlastně továrna na částice, ve které v obrovských rychlostech srážíme a rozbíjíme protony. My už z Einsteinovy teorie relativity víme, že energii lze přeměnit na hmotu, a to my tady právě děláme. Zjednodušeně: do magnetů v urychlovači pustíme elektřinu. Magnet ji převede na energii pohybu tím, že rozhýbá protony, které tam pošleme ve svazcích proti sobě. Když do sebe protony narazí, energie pohybu se musí někam vytratit – a to do vytvoření hmoty. Když protony narážejí do sebe, na krátkou chvíli vznikají vzácné částice hmoty a ty pak zkoumáme (podrobněji k fungování urychlovače viz infografika).

- Teď už LHC funguje dobře? Hodně se od něj očekávalo.

Král: Jedna z věcí, které se LHC povedly, je, že za deset let své existence předčil všechna očekávání. Fyzici jsou podstatně rychleji mnohem dál, než se předpokládalo. Ta mašina se chová opravdu dobře.

- A co jste tedy už vyzkoumali? Změnil výzkum v LHC náš pohled na svět, jak někteří fyzici slibovali?

Král: Jedním z kapitálních úspěchů LHC bylo, že se podařilo vytvořit Higgsovy bosony a podařilo se je změřit (viz Hledání "božské" částice). Dokud jsme neověřili existenci Higgsova pole, nemohli jsme se ve fyzice posunout dál. Vyplnili jsme obrovskou mezeru v našem chápání hmoty a od toho se dá odrážet k dalším výzkumům. Druhá věc je, že se nám potvrzuje standardní model částic.

- To jsou ale výsledky pro vás fyziky. Já si pod tím dokážu jen těžko něco představit.

Král: (Pokyvuje hlavou.) No, normálnímu člověku to nic neřekne. Ale to je úplně stejné, jako kdybyste se ptal před dvěma sty lety lidí, co jim říkají nové poznatky o elektřině. Tehdy to byl high-tech, kterému rozumělo pár vědců. A nikoho nenapadlo, že by to mohlo být k něčemu dobré. Kepka: Důležitá je ta idea, která se tady objevila, ten Higgsův mechanismus. Dává nám nástroj, který nám říká, jak spolu souvisejí jednotlivé hmoty, jak spolu navzájem reagují a jak vznikají. Král: Je to, jako kdybyste byl člověk doby kamenné a pozoroval, kdy vyjde sluníčko. Vy byste odpozoroval, že se dny prodlužují a zkracují a věděl byste, kde slunce vychází a z jakého úhlu bude svítit…

- … ale nevěděl bych proč.

Král: Přesně. A my teď najednou víme, proč vzniká hmota. A víme i jak.

- Chápu, že jednou to třeba bude mít i hmatatelné výsledky. Ale mám pocit, že urychlovač už změnil svět vám. Mně ještě ne.

Král: Už staří Řekové, Mayové, Egypťané věděli, že Země je kulatá, a měli mnoho dalších poznatků o vesmíru. A stejně se kvůli kosmologickým otázkám upalovalo ještě v šestnáctém století. Než tyhle věci probublají a ovlivní myšlení normálního člověka, trvá to staletí. Hodně zřídka se stane, že je to méně. Kepka: My jsme vlastně ve stadiu, kdy jsme zjistili, že hmota vzniká na základě nějakého mechanismu. A ten teď dál zkoumáme.

- Takže jste našli nějaký mezičlánek?

Kepka: Ano. Přesně tak.

- A pomohl už odpovědět na nějaké velké otázky lidstva? Třeba jak vznikl vesmír?

Král: To, jak vzniká hmota a odkud pochází, byla obrovská otázka. Doopravdy. Hmota je přece základní podstata našeho vesmíru. Všechno je hmotné, mimo světla.

- Tušíme už tedy, kam náš vesmír směřuje?

Král: To ještě zkoumáme. Kepka: Před dvěma lety jsem byl na konferenci, kde byla velká diskuse o tom, kam výzkum díky LHC směřuje. Jeden významný teoretik tam říkal, že jsme na prahu nějakého velkého zlomu. Jako na začátku 20. století, když lidé viděli zvláštní jevy, které vedly ke vzniku teorie relativity. Popsání Higgsova pole by nám mohlo stejným způsobem otevřít další velké okno. Král: Ono je také důležité, co LHC neobjevil.

- A co tedy neobjevil?

Král: Existuje takzvaná teorie supersymetrie, která byla velkým kandidátem na odpověď na otázku, jak funguje celý vesmír. Předpokládala, že existuje velké množství částic, které ještě neznáme. Jak ale LHC běží dál a dál, žádné další částice nenachází a postupně zařezává tuhle velkou teorii a potvrzuje standardní model.

- Co když ale jednou vyvrátíte i standardní model?

Král: Tak to bude obrovská sláva! Protože to znamená, že naše teorie jsou špatné, a budeme muset vyvinout jiné. A fyzici nedělají nic raději, než že zkoumají nové věci a vyvíjejí nové teorie. LHC ale standardní model čím dál více potvrzuje.

- A nemůže se naopak stát, že si všechno potvrdíte a najednou už nebude kam jít dál?

Král: To nám nehrozí. Koncem 19. století si lidi mysleli, že fyzika je už skoro hotová. Že se dořeší pár drobností a už nemá smysl ji studovat. No, a vidíte to. Kepka: Že jsme objevili Higgsův boson, neznamená konec fyziky. Stále je spousta toho, co nevíme.

- Říkali jste, že praktické výsledky výzkumu v LHC jsou spíše v nedohlednu. Není ale přece jenom něco, co už praktické využití má?

Král: Ne. Ale – a je to obrovské ALE – jsou tu velikánské posuny v teoretické rovině. A v minulosti vždycky trvalo desetiletí, spíše staletí, než došlo k jejich využití v aplikované vědě. Nečekáme, že k tomu u výsledků z LHC dojde za našeho života. Ovšem když tu práci teď neuděláme, tak se naše děti nikam neposunou.

- Co alespoň nějaké vedlejší produkty, které by už lidstvo běžně využívalo?

Král: Fyzici jsou naštěstí hrozně líní (směje se). A k tomu, aby si usnadnili práci, vyvíjejí obrovské množství technologií. A ty jdou do světa rychle.

- Jako internetové stránky, které vznikly tady v CERN? (Zatímco první síť vyvinula americká armáda, internetové stránky, jak je známe dnes, přišly na svět v CERN coby nástroj na distribuci výsledků experimentů mezi výzkumnými centry po celém světě, pozn. red.)

Král: Ano. Webové stránky vznikly proto, že fyzici byli líní chodit z kanceláře do kanceláře s papírem.

- Pochází od vás ještě něco podobného?

Král: Určitě. Třeba emisní pozitronová tomografie (více viz str. 36). Ta používá detektory, které jsme tady původně vyvinuli pro naše výzkumy. Nebo to také třeba byl líný fyzik, koho napadlo, že by obrazovka mohla být dotyková. A až donedávna byli fyzici jediní, kdo dokázal zpracovávat obrovské množství dat. Ty technologie ale od nás vytekly ven. Proto třeba najdete nemálo našich kolegů z CERN v Googlu, Facebooku a podobných firmách, které shromažďují velké množství dat.

- Jakým způsobem odsud ty technologie vlastně "vytékají"?

Král: My zadáme výrobu nějaké technologie externí firmě a ona si vlastně nechá to know-how. Ona se to naučí. Technologie se z CERN neprodávají, jsou veřejně přístupné a patří celému lidstvu. Ale firma, která se podílí na naší zakázce, má v tom know-how třeba rok náskok. A to je v průmyslu důležitá věc. Kepka: My s těmi firmami vlastně spolupracujeme. Studenti pracují s jejich experty a potom se to využije jak v dané firmě, tak v CERN.

- Funguje tohle i s českými firmami?

Král: Zakázky, které jdou do České republiky, jsou dokonce o trošku větší, než kolik platí Česká republika jako členský stát na příspěvcích pro CERN. Dodáváme sem hardware, dodáváme služby, máme firmy. Pokrýváme velké spektrum požadavků. Funguje tady dokonce jedna česká stavební firma. V tomhle jsme my Češi efektivní.

- A je něco, v čem naopak v rámci CERN efektivní nejsme?

Král: Na čem potřebujeme hodně zapracovat, jsou lidé. Potřebujeme vychovávat a vzdělávat lidi. Ekonomika státu bude vždycky závislá na chytrých lidech, kteří vymýšlejí nové věci. V tomhle, jak vidíme tady v CERN, máme rezervy. Je to i tím, že se Češi neradi pohybují a rádi zůstávají doma.

- Mají tady Češi nějakou výraznou osobnost?

Král: Výraznou osobnost v CERN? (Zamýšlí se.) Kepka: Teď abychom se někoho nedotkli. (Oba se rozesmějí.) Král: My právě trpíme tím, že je tu velmi málo Čechů obecně. Protože tady nejsou anebo tu nejsou dost dlouho, nedostanou se ani na vysoké pozice. Kepka: Osobnost, která by kormidlovala směřování CERN, Češi nemají. Ale nemá ji většina národů. Řídí to hlavně Francouzi, Italové a Němci.

- Jak tady vlastně funguje každodenní život?

Král: Velmi záleží na tom, jakou tu máte pozici. Třeba doktorandi jsou levní, a přitom hrozně chtějí pracovat, aby se dostali dál. Já, když jsem byl doktorand, jsem chodil v devět ráno do práce a v deset až v jedenáct večer z práce.

- Takže tu naháníte doktorandy na práci ve velkém…

Král: Ale zase si tím člověk vybuduje pozici, a když už má doktorát, je to mnohem lepší. Najednou máte víkendy, neodpovídáte v noci na e-maily a také vám moc nevolají. Takže člověk začne mít život a zjistí, že tady je Ženeva, že tamhle je jezero, tamhle jsou hory – a s tím se dá dělat spousta věcí.

- To je taková pohoda i na manažerských pozicích?

Král: To může být zase úplně naopak. Já jsem vedl jednu výzkumnou skupinu, a to jsem měsíc nespal. Proto se to také po měsících střídá, to člověk déle nevydrží. Kepka: Vysoké pozice, zvláště ty, které souvisejí s během detektoru, jsou docela namáhavá práce. A člověk musí kolem sebe mít schopné lidi. Ale oni tu naštěstí žádní neschopní nejsou, to by se tak daleko nedostali.

- Když už jste nakousl volný čas, jak ho trávíte?

Kepka: Tady v okolí je dost Čechů a řekl bych, že se docela potkáváme. Občas děláme nějaké grilování a posezení a tak. Král: Dnes večer zrovna půjdeme na pivo.

- To grilování mi připomnělo seriál Teorie velkého třesku (jedna z nejúspěšnějších komediálních televizních sérií současnosti o všedních trampotách skupinky špičkových vědců, pozn. red.). Tam si hlavní postavy třeba opékají v laboratoři hot dogy laserem. Děláte tady také takové věci?

Král: (Bez zaváhání.) Chladíme tekutým dusíkem tiramisu.

- Takže tu občas děláte vylomeniny?

Král: No jasně! Třeba s tím tekutým dusíkem toho jde dělat hodně (směje se). Ono to nic nestojí a užije se s tím spousta švandy. Ale to bych už možná nerozváděl… Kepka: Ale to jsme dělali i na vysoké. Nosili jsme to z laborky, nalévali do PET lahví a nechali to vybuchovat. Král: Také tady máme místo na barbecue a tam máme pec na pizzu. Abychom věděli, kam tu pizzu nejlépe šoupnout, koukáme do ní termokamerou. Jdeme na to vyloženě sofistikovaně (oba vybuchnou smíchy). Kepka: Je to trochu jako jít s kanonem na vrabce. Člověk si tady užije.

- Když se vrátím k tomu seriálu... On představuje špičkové vědce jako bandu roztomile nepraktických sociopatů. Vystihuje realitu?

Kepka: Je to jako v každé společnosti. Jsou tu lidé, schopní fyzici, do toho lezou po horách, mají dvě děti a všechno to zvládají. A pak jsou tu lidé, kteří jenom sedí u počítače a v podstatě si s nimi nemáte o čem povídat. Je to celé spektrum lidí, i když asi opravdu je trochu posunuté od normálu.

- A myslíte si, že vám vědcům ten seriál dělá dobrou službu, když vás trochu zesměšňuje?

Král: To je otázka, jestli je dobré dělat si srandu z chytrých lidí. Ale v každém případě to přidává na popularitě našemu oboru a lidé se dozvědí, že existuje něco jako fyzik. A že není nebezpečný. To je strašně důležité!       

Autor: 
Jakub Černý
Zdroj: 
Týden