CERN: Alice Csodaországban

Erről a titkozatos, varázsos világról mesélj nekünk - biztatta már korábbról Marikucza Péter, a Lajoskomáromi Történelmi Kör elnöke Rubin Györgyöt, aki 1991-től tíz éven át dolgozott a CERN-ben (a betűszó a Nukleáris Kutatások Európai Központja, franciául Centre Européen pour la Recherche Nucléaire, elnevezést takarja, de szabad és értelemszerű fordításban az Európai Részecskefizikai Kutatóközpont nevet használják). A Székesfehérvári Első Lions Club tagjától azt is megtudtuk, hogy a tudományos kutató és felesége, Beke Margit Gitta újságíró immár úgyszintén tagja történelmi körüknek. Rubin György doktor nyitott, közvetlen ember. Vezérelve mindig is a kíváncsiság, a kihívás volt. A munkával járó szenvedés, majd a megoldás boldogsága. A lelkesedés és a tűz, mely előrevisz bennünket, melyben feloldódhatunk és eléghetünk, s melyből mindig újjászülethetünk. A mérnök-fizikus nem bízta a véletlenre a dolgot, nyolcvannégy oldalas, fotókkal gazdagon illusztrált prezentációval készült a történelmi kör estjére.

Előadásában bemutatta a CERN genfi földrajzi környezetét, a létesítmény, a szervezet történelmét. Szólt a World Wide Web kifejlesztőiről: az amerikai Tim Berners-Lee és a belga Robert Cailliau 1990-ben dolgozta ki a CERN-ben a világháló alapelveit. Megtudtuk, hogy Rubin György egy évig a belga informatikussal egy irodában dolgozott. Szóba kerültek a kutatóközpont nemzetközi kapcsolatai, munkatársai, bepillantást nyerhettünk irányításába, költségvetésébe, a kísérletek fiananszírozásába. Az előadás központi részét az LHC (Large Hadron Collider - Nagy Hadronütköztető) projekt ismertetése képezte. A projekt keretében kifejlesztettek egy hatalmas energiájú szupertgyorsítót és négy detektort, amelyek lehetővé tették, hogy a kísérletekben a fizika nyitott kérdéseire adjanak válaszokat, illetve lezárják a fizika egy fontos fejezetét, az úgynevezett Standard Modellt - fogalmazta meg Rubin György. Mitől van tömege az elemi részecskéknek? Milyen halmazállapotban létezett az anyag a Big Bang (ősrobbanás) után, amikor a quarkok még szabad állapotban voltak? - sorolta a kérdéseket. Miért tűnt el az univerzumból az antianyag? Emellett a fizikusok abban reménykednek, hogy a fizikában új utakat nyithatnak az új jelenségek esetleges megfigyelésével: mint például a sötét anyag részecskéinek megtalálása, a mikroszkópikus fekete lyukak megfigyelése, bizonyítékok a háromnál több térbeli dimenzió létezésére. A tudományos kutató egyebek közt kitért előadásában az univerzum történelmére, bemutatta az LHC-kísérletekhez szükséges rendszereket, taglalta a 27 kilométer hosszú és 3 méter belső átmérőjű alagút jellemzőit, a részecskegyorsítás működési elvét.

Megtudtuk, hogy az ólom atommagok ütközésekor fellépő hőmérséklet 5,3 billió Kelvin fok, ami háromszázezerszer melegebb, mint a Nap magja, mai ismereteink szerint a jelenlegi univerzum legmelegebb pontja. A létrejövő mágneses tér 8,33 Tesla, ami százezerszer erősebb, mint a Föld mágneses tere. A kísérletek által szolgáltatott adatokat az egész világra kiterjedő, négy szinten szerveződő informatikai rendszer, a sok távoli számítógépet összekötő LHC Grid dolgozza fel és tárolja. A legmagasabb szintű központok közül a főközpont a CERN, a második központ pedig Budapest, a Wigner Fizikai Kutatóközpont - mondta el a fizikus.

Az LHC mellett négy nagy detektort építettek - tájékoztatta hallgatóságát az előadó. Az Alice detektort a quark-gluon plazma előállítására és vizsgálatára - az anyag e halmazállapota a Big Bang után körülbelül csak egymilliárdod másodpercig létezett. Az Atlas és a CMS detektorokat a Higgs-bozon megtalálására, amely az elemi részecskék tömegét „adja”. Az LHCb detektort a B-mezonok bomlásának megfigyelésével az anyag és az antianyag közötti aszimmetria vizsgálatára. Rubin György az Alice detektor egyik elemének kifejlesztésén dolgozott 1991 és 2000 között a CERN-ben. Az adatátviteli rendszer kétirányú adatátvitelt biztosít a detektor és a számítógépközpont között. Az adatátviteli sebesség vonalanként 2 gigabit másodpercenként, az adatok átvitelének hibaaránya ezer gigabitenként egy hiba lehet, érzéketlennek kell lennie a mágneses és elektromos térre, az elektromos zajokra, a sugárzásokra. A másfél órás előadást követően Rubin György a hallgatóság kérdéseire reagált. Botorság és butaság volt annak idején feltételezni, hogy a svájci fekete lyuk beszippanthatja a Földet - válaszolta egy kérdésre. És hogy mire jó a részecskegyorsítás? Ne gondoljunk bármi közvetlen piaci forgalomban felhasználható végtermékre - fejtette ki az ismert tudományos kutató -, de a CERN kísérletei közben olyan technológiák fejlődhetnek ki és terjedhetnek el, mint például a World Wide Web, az internet ma ismert formája, vagy éppen a gyógyításban, a súlyos betegségek kezelésében használt orvosi terápiai és diagnosztikai eszközök. A világon működő 7000 részecskegyorsító ciklotron felét a gyógyászatban használják. A fizikus doktor szerény ember, munkája részleteiről előadását követően tudtunk tovább faggatózni Wanderer Géza pékmester és borosgazda pincéjében, a Fülöp-hegyen.

A kötetlen beszélgetés során Rubin György elmondta, hogy a nyolcvanas évek végén a számítástechnika „szentháromságában” (adatátvitel, adatfeldolgozás, tárolás) az adatátviteli technikák fejlődése elmaradt a másik kettőtől, az ipar és a tudomány új megoldásokat keresett. A hatalmas mennyiségű kísérleti adat átvitele a detektrokból a számítóközpontba a CERN számára az egyik legnagyobb technikai kihívást jelentette, ezért intenzíven keresték a megoldásokat. Ebben a kutatásban Rubin György hozzájárulása meghatározó volt: 1991 és 1993 között sikeres projektet hajtott végre a CERN-ben, nagysebességű adatátviteli rendszert fejlesztett ki az akkoriban elérhető kommunikációs technológiák felhasználásával. Ennek eredményeként felkérték egy tudományos-technikai együttműködés megszervezésére, s a Központi Fizikai Kutatóintézet Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetében létrehozott osztály vezetésével bízták meg.

Munkatársaival együtt kifejlesztettek egy adatkommunikációs tesztberendezést, mellyel kiléptek a nemzetközi porondra. A berendezés bemutatására több alkalommal meghívták az Amerikai Egyesült Államok-beli Supercomputing-konferenciákra. Az Alice-kísérlettől felkérést kaptak az új adatátviteli koncepció kidolgozására: a DDL (Detector Data Link, magyarul detektor adatátviteli kapcsolat) világsiker és az LHC projekt legsikeresebb kelet-európai technológiai projektje lett. A múlt évben ismét őket bízták meg az újgenerációs DDL kifejlesztésével. A világon jelenleg ezerháromszáz DDL-t használnak harmincöt kutatóintézetben, illetve egyetemen. Az előadótól megtudtuk, hogy a Budapesti Műszaki Egyetemen szerzett villamosmérnöki diplomát. A Magyar Tudományos Akadémia Központi Fizikai Kutatóintézetében tudományos kutatóként lézerfizikiai kísérletekben vett részt. A hetvenes évek végén több évet a Dubnai Egyesített Atomfizikai Kutatóintézetben dolgozott neutronfizikai kísérletekben.

A nyolcvanas években visszatért a magyar kutatóintézetbe, de emellett vendégkutatóként a bolognai CNAF-intézetben, illetve az Innsbrucki Egyetemen is végzett munkát. 1988-ban PhD fokozatot szerzett. A kilencvenes évek elejétől tíz évet a genfi CERN-ben dolgozott, ahol ultra-nagysebességű száloptikás adatátviteli rendszerek kifejlesztését irányította az ottani szupergyorsító (LHC) melletti kísérletek számára, és emellett a KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetének tudományos osztályvezetőjeként tevékenykedett. 2001-től 2011-ig a Sun Microsystems Inc. számítástechnikai cégnél szerver számítógépek fejlesztésén munkálkodott az USA-ban. Magyaroszágra 2011 áprilisában tért haza nyugdíjasként, jelenleg az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont külső munkatársa (tanácsadó), valamint CERN-felhasználó. Feleségével együtt a világosi dalkörben énekelnek. Jógáznak, furulyázni tanulnak, túráznak, mindennapjaikban a tudomány- és a zeneszeretet fontos szerepet tölt be - emelte ki Rubin György beszélgetésünk végén. Három gyermekük és öt unokájuk van, fő bázisuk Balatonvilágos. A házaspár állítja: kertjükben terem a világ legfinomabb paradicsoma...

Isteni részecske

A CERN a részecskefizikai kutatások európai szervezete, a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriuma, a Large Hadron Collider (LHC) és a World Wide Web (www vagy web) születési helye. A francia-svájci határon helyezkedik el, Genftől kissé északra. Alapító okiratát 1953. június 29-én írták alá, jelenleg huszonegy tagállama van, hét további ország, illetve szervezet megfigyelői státusszal bír. Az állandó alkalmazottak száma mintegy 2500 fő, a világ százhárom országából mintegy 10 ezer fizikus tagja felhasználóként.

Hazánk 1992-től rendelkezik tagsággal. 1957-ben üzembe állt a szinkrociklotron, mely protonokat gyorsított. 1968-ban Georges Charpak részecskedetektora forradalmasította a részecskeazonosítást, 1992-ben fizikai Nobel-díjat kapott érte. 1983-ban Carlo Rubbia és Simon van der Meer felfedezte a W- és Z-bozonokat, 1984-ben fizikai Nobel-díjat kaptak. 1989-ben üzembe helyezték a nagy elektron-pozitron ütköztetőgyűrűt. 1990-ben Tim Berners-Lee és Robert Cailliau kifejlesztette a web-et. 1996-ban a Lear-tárológyűrűnél antihidrogén-atomot hoztak létre. 1999-ben megkezdték az LHC építését, a Large Hadron Collider 2009 nevemberétől működik, protonok és antiprotonok ütköznek. 2012. július 4-én bejelentették, hogy megtalálták a Higgs-bozont.