Eötvös Loránd Fizikai Társulat Európai Nukleáris Kutatás Szervezete 1. ELŐADÁSOK Horváth Dezső professzor úr Sükösd Csaba professzor úr Mick Storr

Átírás

1 Nyár elején óriási örömmel értesültünk arról, hogy azon szerencsés fizika tanárok közé tartozunk, akik egyéni pályázatuk eredményeként részt vehetnek ezen a augusztus a között az Eötvös Loránd Fizikai Társulat által a genfi székhelyű CERN részecskefizikai kutatóközpontba szervezett tanulmányúton. A Cernről persze tudtunk, hogy az Európai Nukleáris Kutatás Szervezete, a részecskefizikai kutatások európai szervezete, a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriuma, a Large Hadron Collider (LHC) és a World Wide Web (WWW vagy röviden Web) születési helye, hogy a francia-svájci határon (alatt) helyezkedik el Genftől kissé északra, hogy az alapító okiratát szeptember 29-én írták alá 12-en, jelenleg viszont már 20 tagországgal rendelkezik. Tudtuk, hogy célja részecskegyorsítók biztosítása a nagyenergiájú fizika számára és nemzetközi együttműködések keretében számtalan kísérletet építettek fel itt. Azt vártuk, hogy a Standard Modell-ről, az elméleti és részecskefizika ma általánosan elfogadott és a Higgsbozon felfedezésével igazolást nyert elméletéről kapunk részletes és érthető ismeretanyagot. A tanulmányút programját több részre lehet osztani. Előadások, kísérleti helyszínek meglátogatása, tanári kísérletek és nem utolsó sorban kiemelkedő kulturális élmények, természeti csodák megtekintése. A legnagyobb élményt mégis az a gondosan felépített, rendszerezett és a fantasztikus előadásokon számunkra is érthető formában átadott tudásanyag jelentette, amely a rendelkezésünkre bocsátott segédanyagok tanulmányozása után helyére rakott nagyon sok eddig érthetetlen fogalmat, és kialakított érthető és logikus képet az anyagról való jelenlegi tudásunkról. 1. ELŐADÁSOK Még Budapesten, az előzetes felkészítésen: Horváth Dezső professzor úr nyitóelőadásából kezdhettünk képet nyerni a CERN és a benne folyó kutatások méreteiről és nemzetközi jelentőségéről. Sükösd Csaba professzor úr rendkívül érdekes előadásában a részecskefizikai kutatások gyakorlati oldalát, hasznát, a mindennapjainkat közelről érintő orvosi alkalmazások fejlődését vázolta fel az 1895-ik évi első Röntgen képtől, aminek segítségével a felfedezése után 2 évvel már rutinszerűen illesztettek törött csontokat a hálás orvosok. És felvillantotta az orvosi alkalmazások kutatásának jelenlegi helyzetét és a közeljövőben várható fejlődést nemcsak a diagnosztikában - CT, MRI, NMR, SPECT, PET és a CT/PET, hanem a tumorok elleni harcban használható technikai terápiák eszközeit - a radioaktív sugárzás, a röntgensugárzás, az intenzitásmodulált sugárzás, az elekronsugárzás és a legújabb fejlesztéseket jelentő, már működő hadron, proton, neutron és ionsugarak használatát a gyógyítás szolgálatában. És két nap élményekkel teli utazás után augusztus 12-étől a CERN-ben folytatódott a várva várt szakmai program. A vasárnapi érkezés utáni köszöntő, majd ismerkedés a helyszínekkel a WEB szülőhelye, kutatók szobái nyitott ajtókkal megmutatták azt a nyíltságot, nyitottságot, a munkára, a célra koncentrálást, amit a továbbiakban is egész ott tartózkodásunk alatt tapasztalhattunk. Mick Storr a CERN Humánpolitikai Főosztályának vezetője előadásában az 1998-tól kiépített nemzetközi tanári programokról beszélt. Meglepődve és örömmel hallhattunk a CERN küldetéséről: a tudomány határainak kiterjesztése, az új technológiák kifejlesztése, tudósok és mérnökök képzése a világ különböző országaiból és kultúráiból. Különösen jól esett a tanári füleknek, hogy ebben a munkában milyen fontos szerepet ismer el a CERN a tanárok munkájában: a tanárok tartják a kezükben a jövőt. 1

2 Our goal, with the help of teachers, is to bring a little of the magic of CERN into the classroom Lévai Péter akadémikus úr, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Főigazgatója a Petabájtok égen és földön című bevezető előadásában arra hívott fel minket, hogy segítsünk elkerülni a dinoszauruszok szomorú sorsát például azzal, hogy minél jobban megismerjük világunkat. A megismerés nehézsége állhat abból is, hogy tudásunk fejlődésével egyre nagyobb az átfogandó tudásanyag. A hosszúság, távolság mérésében 60 nagyságrend az ismert legnagyobbtól az ismert legkisebbig a távolság, az energia mérésekor a háttérsugárzás és a kozmikus sugárzás között 24 nagyságrend. A világról szerzett ismereteink feldolgozásakor az információ egységeként a byte-ot használva, mára a PetaB és ExaB nagyságrendek közötti tartományban vagyunk. A CERN-ben keletkező 3500 PetaB nyers adatból kellet 25 PetaB-nyi adatot leszűrni a későbbi vizsgálatokhoz. A végkövetkeztetés: a kihívás óriási, de nem szabad megijednünk és kihalnunk, mint a dinoszauruszoknak. Veszprémi Viktor a Gyorsítók című előadásában végigvezetett minket a makroszkopikus tárgyak vizsgálatára alkalmas fény és elektronmikroszkópok fejlődésén keresztül az atomfizikai képalkotás határaiig. A továbblépést az energiák növelése jelentette, a töltéssel rendelkező részecskék nagyobb sebességre gyorsításával, a lineáris gyorsítók jelentette első lépésektől a ciklotron, szinkrotron kifejlesztéséig. Fodor Zoltán a Detektorokról tartott alapvetően fontos előadást, aminek alapján a CERN-ben folyó munka talán legfontosabb részét és a hét további részében meglátogatott létesítmények, kísérletek(pl. NA61 kísérlet) megértéséhez nélkülözhetetlen tudást kaphattunk Krasznahorkay Attila előadása A detektoroktól a végső ábrákig címmel az előző előadásokra építve a detektorok által szolgáltatott elképzelhetetlen mennyiségű adat feldolgozásáról, kiválogatásáról, szétosztásáról és tárolásáról, a GRID rendszer CERNbeli kialakításáról szólt. Számunkra meglepő módon az itteni számítóközpontok gépmennyiségének mértékegysége az 1 raklap Dell computer (~ 1 m 3 ). Ezek tízezreinek hálózatba kapcsolásával tudják szolgáltatni az itt szükséges szélsőséges számítási és tárolási teljesítményt. Veres Gábor fizikus a Bevezetés a nehézion-fizikába előadásában szereplő komplex rendszerek, az igazán nagyenergiájú p nehézion, nehézion-nehézion ütközések vizsgálatának jelentőségéről beszélt. 2

3 Trócsányi Zoltán akadémikus úr a Bevezetés a kozmológiába címmel kétrészes előadást tartott. A Világegyetem szerkezetének vizsgálatában a homogén és izotróp alapfeltevést Hubble az időben nem állandó, nem stacionárius, a sugárirányú távolsággal arányosan növekvő sebességgel táguló Világegyetem felfedezésével egészítette ki. A Világegyetem sorsa a kritikus tömegsűrűség értékétől függ. A táguló Világegyetem kísérleti bizonyítéka a felfedezett kozmikus háttérsugárzás, a hőmérséklete ~3 K, kb. ezredrészére csökkent. Pásztor Gabriella Bevezetés a részecskefizikába három részes előadásában a részecskefizika céljáról, eszközeiről, az elemi részecskékről és kölcsönhatásaikról, a szimmetriákról és a szuperszimmetriáról, az elemi részecskék tömegéről és a Higgs-bozonról, a neutrinókról és a tömegükről, az antianyagról és persze a Standard Modellről hallhattunk. Röviden említésre került, hogy mi van, mi lehet a Standard Modellen túl, ezek az izgalmas kérdések valószínűleg nemcsak a CERN további kutatási témája lehetnek. Ez a dia talán a legjobb összefoglalása a hét előadásainak. 2. KÍSÉRLETEK A CERN-ben töltött hét másik kiemelten fontos programja a helyszínek, kísérletek meglátogatása, az elméletek, számítások megvalósítására, ellenőrzésére létrehozott csodálatos emberi, műszaki műalkotások megismerése volt. 3

4 És persze a legnagyobb élmény a CMS detektor megtekintése. A Kísérletek másik részét a tanári kísérletek alkották. Az egyes csapatok más-más méréseket végeztek a különböző helyszíneken, végig jókedvűen élvezve a közös kísérletezést. a) Toricelli kísérlete a Cern.ben és a Mont Blancon b) Hangsebesség mérése a Cern.ben és a Mont Blancon 4

5 c) Víz forráspontjának mérése a Cern.ben és a Mont Blancon d) Földrajzi helymeghatározás a Nap segítségével e) Környezeti háttérsugárzás mérése sok helyszínen 5

6 3. A ráadás természeti szépségek megtekintése ennek a tökéletesen és kiegyensúlyozottan szervezett tanulmányútnak olyan keretet adtak, amilyet a mai korunkban már nemigen létező reneszánsz ember minden igényét kielégíti. Ez az Eötvös Loránd Fizikai Társulat és elsősorban dr.jarosievitz Beata és prof. Sükösd Csaba által szervezett tanulmányút volt a tökéletes egysége az elméleti és műszaki tudománynak, és a természet szépségének. És megpróbáljuk a CERN üzenetét továbbitani tanítványainknak. Nagy Erika Somogyi Viola 6