V posledních dnech se v Britských listech objevilo několik příspěvků týkajících se

Ještě pořád to bude chtít velkou trpělivost a hodně práce.

Vladimír Wagner

Poznávání hlubin vesmíru a hlubin mikrosvěta se sice prolíná už dlouho, ale počet jejich společných prvků, oblastí zájmů i případů, kdy se vzájemně doplňují, stále přibývá. Jedním, ze společných rysů, který se stále více projevuje, je stavba stále větších, náročnějších a dražších experimentálních zařízení. Druhým aspektem je, že ačkoliv má řada objevů a technologických postupů, na které se v průběhu stavby takových zařízení přijde, přímé přínosy pro lidskou společnost, od samotné cíle, pro který se tyto experimenty staví, se aplikace v dohledné době očekávat nedají. Jako příklad těch vedlejších přínosů stačí vzpomenout podíl laboratoře CERN na vznik WWW. Výhodou u hlavních výsledků zmíněného základního výzkumu je, že se vyslovují k základním otázkám struktury hmoty či vzniku a vývoje našeho světa. Jako příklad jmenujme objev bosonů elektroslabé interakce nebo podrobné studium reliktního záření. Dokáží tak nějakým způsobem oslovit téměř každého. A dalo by se říci, že přispívají k určitému kulturnímu povědomí naší civilizace. Nevýhodou naopak je, že interpretace a popis výsledků našich bádání je stále náročnější a méně srozumitelný pro neodborníky. Na jedné straně tak potřebujeme získat od společnosti na své experimenty stále více prostředků. Na druhé straně je stále náročnější ukázat běžnému člověku srozumitelně, proč by se měly na ně tyto zdroje vynaložit.

Stavba, průběh i analýza velkých experimentů je navíc velmi dlouhodobá. První úvahy o stavbě LHC se tak objevily už na počátku osmdesátých let a už od roku 1984 začaly pracovní skupiny zkoumat různé aspekty stavby tohoto zařízení. V té době ještě nebyl dokončen srážeč elektronů a pozitronů LEP a už se uvažovalo o jeho následníkovi, který by se postavil ve stejném tunelu. Na počátku devadesátých let se začíná pracovat nad studiemi, modely a testy, které by prokázaly možnost supravodivý urychlovač protonů s potřebnými parametry postavit. V roce 1994 je pak projekt stavby urychlovače schválen. Je vidět, že od začátku projektu už uběhl značný kus profesního života techniků a vědců, kteří se na něm podílejí od začátku. Totéž se týká přípravy a stavby jednotlivých experimentů. Lze tedy plně chápat netrpělivost a dychtivost všech zúčastněných. Přispívá k tomu i řada zdržení a posunutí termínů, ke kterým došlo. To je u tak kolosálního projektu zcela pochopitelné. Vždyť při navrhování se počítalo i s technologiemi a parametry různých komponent, které v té době nebyly dostupné a bylo je třeba teprve vyvinout.

Jednoduché a bezproblémové nebude ani spouštění urychlovače. Oficiální oslava spuštění LHC sice proběhne 21. října tohoto roku, ale samotná cesta od vpuštění prvních protonů k dosažení deklarovaných parametrů svazku bude ještě velmi dlouhá a náročná. Musíme si uvědomit, že svazek o průměru jemného lidského vlasu (desítky mikrometrů) musí obíhat po přesné dráze o délce 27 km. A takové svazky musí být dva a musí se křížit v přesně daných místech. To vše v situaci, kdy se v prvních letech provozu musí inženýři vypořádat i s tím, že těžké magnety budou ještě nějakou dobu stlačovat podloží, a budou tedy v pohybu, než se definitivně usadí. Pohyby podloží způsobuje i Měsíc slapovými silami způsobujícími příliv a odliv. V případě pevného podloží tunelu LHC to sice bude jen okolo jednoho milimetru. I tak je to vysoko nad požadovanou přesností vedení svazku (to je zmíněných zhruba deset mikrometrů) a je tedy třeba provádět korekce na vliv oběhu Měsíce.

Text píši koncem července a v té době se stále ještě dokončuje ochlazování supravodivých magnetů LHC na heliové teploty 1,9 K (-271,3°C). Uvést a udržet tak obrovské zařízení na tak nízké teplotě je velmi náročné. V případě nutnosti úpravy či opravy magnetů trvá ohřátí a opětné ochlazení řádově měsíce. Tomu odpovídá i zdržení v takovém případě. V současnosti se očekává, že koncem srpna bude vpuštěn do LHC první shluk protonů a uvidí se, kam se mu podaří doletět. Postupně se bude vylaďovat pohyb protonových shluků jednoho a následně obou proti sobě se pohybujících svazků a jejich srážení v místech experimentů. Předpokládá se, že v této první fázi nebude při urychlování dosaženo maximální energie, ale bude se urychlovat pouze na 70 % této hodnoty. Nejméně dva měsíce bude trvat, než se podaří nastavit srážky při těchto energiích. Již v průběhu tohoto ladění by se mohli natěšení vědci dočkat pozorování prvních srážek a nabírání dat. Tato data bude možné využít pro testování a kalibraci detektorů. Je otázkou, jak hodně dat před koncem roku se podaří nabrat. Od konce listopadu se totiž předpokládá zimní odstávka urychlovače, která se využije k vyladění magnetů pro práci při urychlování na maximální energie. V každém případě bude ladění aparatury, provádění kalibrace detektorů a ověřování součinnosti jednotlivých částí celého systému letošní hlavní činností. V příštím roce by mohl urychlovač začít produkovat srážky i při maximální předpokládané energii. Ovšem stále to bude při relativně nízkých intenzitách svazku – bude se začínat s relativně malým počtem shluků částic. Počet shluků a protonů v nich se bude zvyšovat postupně a velmi opatrně. Plných projektovaných parametrů tak bude dosaženo nejdříve v roce 2010. Zároveň se bude třeba naučit urychlovat kromě protonů i těžká jádra, v jejichž srážkách bude vznikat právě taková hmota, která byla v našem vesmíru do deseti mikrosekund jeho rozpínání.

Proč jsem si dovolil poměrně podrobně popsat současný plán spouštění urychlovače LHC, i když se může v budoucnu i značně radikálně změnit? Chtěl jsem totiž ukázat, že bude potřeba ještě hodně práce a trpělivosti, než urychlovač LHC přinese očekávané i ty úplně neočekávané velké objevy. Není sice úplně vyloučeno, že se některý objeví relativně brzy. Ale to bychom museli mít velké štěstí. Nejspíše bude potřeba řady měsíců. Prosil bych tak všechny o trpělivost. Jednak veřejnost, která si přečetla, že letos bude urychlovač spuštěn a čeká od něj velké objevy. Dále naše kolegy z jiných oborů, kteří někdy a do jisté míry oprávněně poukazují, že by se z peněz velkého projektu dala financovat spousta menších. Hlavně bych však chtěl požádat své kolegy o trpělivost při popularizaci fyziky, která se na LHC bude dělat, ve vědecké obci a hlavně veřejnosti. Poprosit je, aby se popularizaci nevyhýbali a využívali každé příležitosti ukázat, proč je náš obor tak fascinující a zajímavý. Někdy může být únavné hledat co nejsrozumitelnější formy pro odpovědí na stále stejné otázky. Vysvětlovat opakovaně, že urychlovač opravdu nevytvoří černou díru, která by pohltila Zemi, jak je to na řadě animací, které jsou na internetu. Podle mého názoru je to však nezbytné. Není důležité jen nové a fascinující objevy pomocí urychlovače LHC získat, ale neméně důležité je fascinaci a dopady našich nově získaných znalostí co nejširší veřejnosti předat.

Poznámka: Autorem příspěvku na tomto místě měl být pan profesor Jiří Niederle, který má obrovský podíl na úspěšné české účasti na projektech spojených s urychlovačem LHC. Určitě by využil nabízený prostor lépe, bohužel však byl nemocen. Chtěl bych mu aspoň popřát brzké uzdravení.

V Řeži 25. července 2008