Conferences

The Eleventh Bucharest Christmas Lecture: Particle Physics – The Quest, The Results, The Challenges and The Magic

by Eliezer Rabinovici (President, The CERN Council)

Europe/Bucharest
Ateneul Roman

Ateneul Roman

Description

Acum 10 ani, tot în această zi, Profesorul Sir Tom Kibble inaugura Conferințele de Crăciun la București vorbind despre „What is the world made of” – din ce este făcută lumea. De la el și până la Conferința de Crăciun la București de anul acesta, în care Profesorul Eliezer Rabinovici ne vorbește despre „Particle Physics-the Quest, the Results, the Challenges and the Magic”, Ateneul Român a devenit locul de unde mii de „tineri de toate vârstele” am învățat să contemplăm amploarea copleșitoare a Universului. Și am primit dovada că  Fizica este cu adevărat o limbă universală, cum mai sunt, de ex. matematica, muzica și artele frumoase. Iar Fizica Particulelor ne oferă limba în care putem sta de vorbă live, „în direct” cu Universul. 

 

De unde este cel mai potrivit să pornim? De acolo unde ne-a adus cel mai puternic accelerator de particule din toate timpurile, LHC, de la epoca numită UNIVERSUL FOARTE TIMPURIU, care durează o trilionime– o milionime de milionime de secundă! 

Este perioada cea mai bogată în evenimente decisive, epoca în care Universul „s-a grăbit” cel mai mult să devină cât mai aproape de ceea ce este el astăzi. Ea debutează la sec. 10−43 și la temperatura universului de 1019 GeV/1032 K, cu Era Planck, pe care însă este, cel puțin deocamdată, practic imposibil să o înțelegem. De ce? Pentru că „atunci” se poate ca legile Naturii, cum le știm acum, să nu se aplice. Cum spune J.B.S. Haldane, „Nu doar că Universul este mai straniu decât presupunem. ci mai straniu decât putem presupune”. În timpul ei există o singură forță, în care sunt unite TOATE forțele/interacțiile fundamentale: gravitația, forța slabă și electromagnetică (acestea fiind unite în forța electro-slabă) și forța tare. Pe rând, acestea se desprind: gravitația, forța tare, apoi forța electroslabă, pe o plajă de energii de la 1016 până la 109 GeV (106 TeV (de 100 000 de ori mai mult decât energiile la care poate ajunge în prezent LHC). Acum începe ”Epoca Electroslabă”. Și tot acum are loc inflația cosmică (10-36-10-32 s) care declanșează expansiunea accelerată a universului, dimensiunile Universului crescând cu un factor de 1026  și în Univers pot apărea mici valuri, ondulații, de la care s-ar putea să fi pornit formarea marilor structuri cosmice-după foarte mult timp. Universul continuă să se răcească, ajungând la final la o temperatură de aprox. 150 GeV, când se încheie epoca electroslabă, cu desprinderea forței slabe, dar nu înainte să apară bosonii vectoriali  W±  și Z⁰ și bosonii scalari Higgs – purtătorii, mediatorii interacțeii electroslabe, respectiv ai câmpului Higgs, care vor da masă particulelor cu care interacționează). Fotonii încă nu există...

 

De acum înainte toate cele patru forțe fundamentale sunt active în univers: acesta este stadiul din istoria universului la care poate ajunge LHC și punctul de plecare al Profesorului Eliezer Rabinovici și al celei de a 11-A CONFERINȚĂ DE CRĂCIUN LA BUCUREȘTI. DAR: pentru a junge să cunoaștem Universul foarte timpuriu și pentru a înțelege cât mai multe dintre cele întâmplate în Universul în care trăim și noi, trebuie să depășim pragul actual de energie a unui accelerator. Soluția prevăzută în actuala Strategie Europeană a Fizicii Particulelor Elementare este construirea succesorului cel mai potrivit al LHC. Acesta va fi 

FCC – THE FUTURE CIRCULAR COLLIDER.

 

VIITORUL ÎNDEPĂRTAT? La un moment dat, Era „noastră” Stelară se va încheia. Nu se vor mai naște stele, iar expansiunea universului va însemna că tot ce vom mai putea observa va deveni limitat la galaxiile locale. Există diverse scenarii pentru viitorul îndepărtat și soarta finală a universului. Cunoașterea cât mai exactă a începutului și evoluției Universului poate permite o bună înțelegere a sa – Șansa este FCC!

 

Încă o dată însă: principala problemă în experimentele de fizica particulelor elementare este energia pe care o pot dezvolta acceleratorii sau colliderii de particule. Recordul LHC este de 14TeV. Pentru a putea „merge mai departe”, standardul pentru care ne pregătim în prezent este de 100 TeV. Un factor de aproape 10 în plus, care ne-ar putea permite să ne întoarcem în timp încă și mai adânc în Epoca Electroslabă. Soluția este un collider mai puternic decât LHC. Acesta va fi FCC.  Ce căutăm la aceste energi? Ce lucruri și înțelegeri noi vom putea găsi? Acestea sunt câteva dintre lucrurile care fac atât de fascinantă Conferința        de Crăciun de anul acesta a Profesorului Eliezer Rabinovici.

 

Mai mult, FCC nu va fi un singur și „simplu” collider!  Studiul FCC dezvoltă proiecte pentru o nouă infrastructură de cercetare care să găzduiască următoarea generație de collideri de particule de performanță superioară, pentru a extinde cercetările care se desfășoară în prezent la LHC, odată ce faza de înaltă luminozitate (HL-LHC) este încheiată, în jurul anului 2040.

 

Scopul FCC este de a împinge frontierele de energie și intensitate ale colliderilor, înideea de a atinge efectiv energii de ciocnire de 100 TeV, în căutarea a ceea ce ne dorim și numim acum O NOUĂ FIZICĂ. FCC reprezintă o colaborare internațională a peste 150 de universități, institute de cercetare și parteneri industriali din întreaga lume și dezvoltă posibilități pentru collideri circulari, noi detectori, infrastructura asociată, estimări de costuri, scenarii de implementare la nivel global, precum și structuri de guvernanță internaționale adecvate.

 

FCC examinează scenarii pentru trei tipuri diferite de ciocniri de particule: 

· ciocniri hadron-hadron (proton-proton și ioni grei) -FCC-hh 

· ciocniri electron-positron FCC-ee ca în LEP 

· alte opțiuni - ciocniri proton-electron, ciocniri proton-ioni grei. 

 

În 2020, actualizarea strategii europene a particulelor elementare a fost aprobată de Consiliul CERN. CERN a fost mandatat să realizeze un studiu de fezabilitate tehnică și financiară pentru ca FCC să fie pregătit pentru următoarea actualizare a strategiei, prevăzută pentru 2027. Un an mai târziu, în 2021, Profesorul Eliezer Rabinovici a fost ales Președinte al Consiliului CERN. De la el vom afla Luni 13 noiembrie, în seara Conferinței de Crăciun 2023, ce înseamnă acest uriaș proiect, cum va arăta și ce ne va oferi viitorul Fizicii Particulelor Elementare.   

 

CINE ESTE PROFESORUL ELIEZER RABINOVICI?

Născut în 1946 (bunicii și părinții săi sunt din Vaslui), Eliezer Rabinovici deține catedra Leon H. și Ada G. Miller la Institutul Racach de Fizică al Universității Ebraice din Ierusalim, domeniul său fiind fizica teoretică a energiilor înalte, în particular teoria cuantică a câmpului și teoria stringurilor. Este absolvent al Weizmann Institute of Science. A fost post doc. la Fermilab și apoi la Lawrence Berkeley Lab (1977). A deținut diverse responsabilități științifice internaționale: președinte al Comitetului Israelian pentru Fizica Energiilor Înalte, membru al comitetului editorial al unor importante reviste internaționale de fizică și a deținut catedre celebre, cum ar fi Blaise Pascal International la Université Pierre et Marie Curie și École normale supérieure și Catedra Louis Michel la IHES, Franța (2015). În 2019, el a primit, împreună printre alții, cu doi foști Directori Generali CERN (Sir Christopher Llwellyn Smith și Herwig Schopper) Premiului AAAS (American Association for the Advancement of Science) pentru diplomație științifică pentru conducerea sa timp de 18 ani a proiectului SESAME din Iordania, care a stimulat în mod eficient activitatea științifică și cooperarea între țările din Orientul Mijlociu. SESAME - Synchrotron-light for Experimental Science and Applications in the Middle East), primul mare centru internațional de cercetări din Orientul Mijlociu, un Laborator independent construit la Allan, NV de Amman, capitala Iordaniei...

(NOTĂ-reamintire: (eV-electron-volt; MeV/GeV/TeV-milioane/ miliarde/trilioane eV)

 

***

DOUĂ VIZIUNI FONDATOARE

1993. La CERN, într-o discuție, „pe coridorul grupului de teorie”, Sergio Fubini  i-a spus lui Eliezer Rabinovici -amândoi mari fizicieni- că era momentul să-și testeze „idealismul” lui, privind proiecte comune arabo-israelite. De aici a pornit ideea SESAME. Care, acesta nu este însă un „simplu” institut de cercetări - este mult mai mult, este o VIZIUNE FONDATOARE! 

 

Șase ani mai târziu, 1999. O altă întâlnire istorică avea loc la Weimar, orașul lui Johannn Wolfgang von Goethe. Celebrul pianist și dirijor Daniel Barenboim și E. Said, critic literar și filosof născut la Ierusalim, care organizase un workshop pentru tinerii muzicieni în ideea de a promova conviețuirea și dialogul intercultural. Expresie a acestei a doua VIZIUNI FONDATOARE, ei au numit orchestra și workshopul „West-Eastern Divan”, după colecția de poezii cu același nume a lui Goethe, o lucrare centrală pentru dezvoltarea conceptului de cultură mondială. 

 

Să-i ascultăm pe amândoi:

Eliezer Rabinovici

„Dacă cineva dorește să se angajeze într-un proiect științific pentru a promova înțelegerea pașnică, SESAME oferă cel puțin trei lecții importante: acesta ar trebui să fie unul la care fiecare țară să poată contribui, învăța și profita semnificativ; știința ar trebui să fie de cea mai înaltă calitate; știința necesită un optimism nemărginit și un entuziasm infinit. Viziunea simplă care conduce SESAME este convingerea că ființele umane pot lucra împreună pentru o cauză care promovează interesele propriilor națiuni și pe cel al omenirii în ansamblu.”

Daniel Barenboim

„O simfonie, un cvartet sau o operă nu vor răsturna poate lumea, dar muzica ne poate schimba pe fiecare dintre noi. Muzica este o expresie fizică a sufletului uman. Muzica este mai puternică decât cuvintele. Și chiar și cea mai tristă compoziție are o scânteie de speranță în ea. Din această cauză, muzica leagă omenirea... Proiectul nostru poate să nu schimbe lumea, dar este un pas înainte. Edward Said împreună cu mine îl vedem ca pe un dialog continuu, în care limbajul universal, metafizic al muzicii este legat de dialogul continuu pe care îl avem cu tinerii și pe care tinerii îl au unii cu alții.” 

 

Universalitatea Fizicii și a Muzicii este sursa puterii lor de a-i aduce și a-i ține pe oameni împreună, vorbind liber între ei și, tot împreună, punând întrebări Universului și descifrându-i răspunsurile. Din așa ceva este făcută lumea și de aici vine magia pe care ne-o aduc Prof. Eliezer Rabinovici și a 11-a Conferință de Crăciun la București.