20.03.2016 / 14:33
შრიფტის ზომა:

ქართველი მეცნიერის როლი სამყაროს წარმოშობის კვლევის პროცესში

ანტიკური დროიდან მოყოლებული დღემდე, სამყაროს შესაქმნელად საჭირო ფუნდამენტური ნაწილაკების რიცხვმა საკმაოდ დიდი რეფორმაცია განიცადა. თავდაპირველად მიიჩნეოდა, რომ  ამისთვის სამი (წყალი, ჰაერი და ცეცხლი) სუბსტანციაა საკმარისი. ქიმიის განვითარებამ მეცნიერებს საშუალება მისცა, ასამდე ქიმიური ელემენტი სამყაროს შემქმნელ ძირითად "აგურებად" მიეჩნიათ. მეოცე საუკუნის დასაწყისში კვანტური და საერთოდ, ბირთვული ფიზიკის განვითარებამ შეცვალა არსებული აზრი - თუკი საკმარისად მხოლოდ პროტონი და ელექტრონი მიაჩნდათ, ახლა უკვე თორმეტ ასეთ ელემენტარულ ნაწილაკზეა საუბარი. სწორედ მათგან შედგება როგორც ცოცხალი ორგანიზმები და საგნები, ისე გალაქტიკები. ამ და სხვა, სრულიად ახალი ნაწილაკების დანიშნულების ამოცნობაა გასული საუკუნის შუა წლებში ქალაქ ჟენევის მახლობლად, შვეიცარიისა და საფრანგეთის საზღვარზე შექმნილი, ევროპის ბირთვული ფიზიკის ცენტრის (ცერნის) კვლევის ერთ-ერთი საგანი.

ცერნის ლაბორატორიაში განთავსებული ადრონული კოლაიდერი დღეს ექსპერიმენტული მონაცემების დაგროვების სტადიაშია. კოლაიდერის შექმნასა და მისი გამართული მუშაობის უზრუნველსაყოფად სხვადასხვა ქვეყნის მეცნიერთა შორის, ქართველებიც მონაწილეობენ. მათი კვლევის ძირითადი საგანია: როგორი იყო სამყარო მისი წარმოქმნის დროს, 14 მილიარდი წლის წინ პირველ მიკროწამებში; როგორ შეიქმნა პირველი ელემენტარული ნაწილაკი, ატომი, მოლეკულა, შემდეგ კი - ვარსკვლავები, პლანეტები და გალაქტიკები; რა არის შავი ხვრელი; განვითარების რა გზა გაიარა და როგორი დასასრული ექნება სამყაროს.

ჩვენ "ატლას-ექსპერიმენტის" ადრონული კალორიმეტრის ტექნიკური მომსახურების ჯგუფის უფროსს, მეცნიერ ირაკლი მინაშვილს დავუკავშირდით:

- ცერნში ვცდილობთ, ექსპერიმენტისთვის იგივე პირობები შევქმნათ, რაც დიდი აფეთქების ანუ სამყაროს დასაწყისის პერიოდში იყო. ამ საკითხთან დაკავშირებული კვლევები მიმდინარეობს დანადგარ "ატლასზე", იმ სამი ექსპერიმეტის პარარელურად (CMS, LHCb, ALICE), რომლებიც ხორციელდება დიდ ადრონულ ამაჩქარებლზე/კოლაიდერზე (LHC,large hadron collider). კოლაიდერის სიგრძე 27 კილომეტრია და მიწიდან 100 მეტრის სიღრმეშია განთავსებული. ამაჩქარებელთა რთულ სისტემაში პროტონთა ნაკადების 7 ტევამდე აჩქარება, წრიულ გვირაბში მათი "დაგროვება", შემდეგ კი ამ გვირაბის სხვადასხვა ადგილას საპირისპირო მიმართულებით მოძრავ ნაწილაკთა ნაკადების შეჯახება ხდება.

ნაწილაკების დაჯახებისას ტემპერატურა დაახლოებით 4 ტრილიონს (ცელსიუსით) აღწევს, რომელიც 400-ათასჯერ მეტია მზის ცენტრში არსებულ ტემპერატურასთან შედარებით. შეჯახების ადგილებში ექსპერიმენტული დანადგარებია განთავსებული, რომელთა დანიშნულება თანამედროვე ფიზიკის აქტუალური საკითხების გადაჭრაა. კოლაიდერი პროტონთა მოძრაობას სინათლის სიჩქარესთან ძალიან ახლოს (99.999999% სინათლის სიჩქარისა) და მიკრონების სიზუსტით ახდენს. კოსმოსში ყველაზე ნაკლები ტემპერატურა -270,5 გრადუსია, ჩვენთან კი (დანადგარების მაგნიტებში) - -271,3. ამბობენ, სამყაროში ყველაზე ცხელი და ცივი წერტილი "ატლასიაო".

"ატლასი" ცერნის ყველაზე დიდი ექსპერიმენტი გახლავთ. ამჟამად მიმდინარე ოთხი ექსპერიმენტიდან ორი (ATLAS, CMS) თითქმის ერთნაირ ფიზიკურ ამოცანას ხსნის. საერთოდ, თუკი ერთ ექსპერიმენტზე რაიმე დადასტურდა, ეს მხოლოდ ნაწილობრივი დასტურია. თუ სხვა ტიპის ექსპერიმენტმა, რომელშიც ბუნებრივია, სხვა ადამიანები მონაწილეობენ, იგივე დაადასტურა, მაშინ შედეგი უკვე გაცილებით სარწმუნო ხდება. დანადგარებიც განსხვავდება ერთმანეთისგან, სხვადასხვა ხერხით არის აგებული. ფიზიკურ კვლევებში მონაწილე დეტექტორებს შორის "ატლას-დეტექტორი" მსოფლიოში უდიდესია, ხოლო ქვედეტექტორი, ადრონული კალორიმეტრი, ამ დეტექტორში ყველაზე დიდია.

- როგორც ცნობილია, ადრონული კალორიმეტრის ნაწილები სხვადასხვა ქვეყანაში შეიქმნა და შემდეგ მათ ცერნში მოუყარეს თავი. კვლევების პროცესში არაერთი ქვეყნის ჩართვა, როგორც ჩანს, გამიზნულად ხდება, არა?
- საერთოდ, სტრატეგია აქვთ ცერნში ასეთი - ცდილობენ, დეტექტორის ნაწილების შექმნაში სხვადასხვა ქვეყანა ჩაერთოს. ადრონული კალორიმეტრის 1/4 ამერიკაში, 1/4 ესპანეთში, 2/4 კი დუბნის (რუსეთი) გაერთიანებული კვლევების ინსტიტუტში დამზადდა. დუბნაში მის შექმნაში მონაწილე ქართველების ჯგუფი წამყვანი იყო.

ადრონულ კალორიმეტრში სულ 64 მოდულია, თითოეულის წონა 12 ტონაა (გრძელი მოდულების - 22 ტონა). გაკეთების შემდეგ ის დუბნიდან ცერნში, მახასიათებლების დაუკარგავად ჩაიტანეს. უკვე 2004 წელს დეტექტორის ყველა ნაწილი ცერნში იყო თავმოყრილი. მისი ძირითადი ნაწილები შეიქმნა საფრანგეთში, იაპონიაში, ამერიკაში, დუბნაში, ესპანეთში, დანიასა და იტალიაში. ამის შემდეგ საჭირო იყო დეტექტორის ნაწილების ცალ-ცალკე ტესტირება, რაც 2004-2008 წლებში მოხდა.

ექსპერიმენტის მომზადება 90-იან წლებში დაიწყო. პროცესში ქართველებიც ვიყავით ჩართული.

ატლასის ადრონული კალორიმეტრის აგებაში ქართველებს დიდი წვლილი მიუძღვით. აღსანიშნავია ქართველთა წვლილი "ატლას-დეტექტორის" მიუონური სისტემის შექმნაშიც. ადრონულ კალორიმეტრზე დღესაც ვაგრძლებთ მუშაობას. გარდა ფიზიკოსებისა, ცერნში ქართველი ინჟინრების სერიოზული ჯგუფი მუშაობს. კარგი ინჟინრები კვლევებში უმნიშვნელოვანესია, ექსპერიმენტული ფიზიკა მათ გარეშე არ არსებობს.

- თუ არის ცნობილი სავარაუდო თარიღი - როდის დასრულდება "ატლას-ექსპერიმენტი"?
- დეტექტორის სრული განახლება 2022 წლისთვის იგეგმება. 2018 წლამდე განახლების პირველი ფაზაა გაწერილი. მინდა ხაზი გავუსვა, რომ ახალგაზრდა კადრებს საშუალება აქვთ, ამ პროცესებში ჩაერთონ. ეს მრავალწლიანი ექსპერიმენტია. პირველი საფეხური უკვე დასრულდა. 2015 წლიდან ნაკადების ენერგია გაიზრდება. 2022 წლისთვის მაქსიმუმამდე გაიზრდება ნაკადების ინტენსივობაც. ეს იმისთვისაა საჭირო, რომ ჩვენთვის საინტერესო მოვლენის რაც შეიძლება მეტი შემთხვევა გვქონდეს. მათი დამზერის ალბათობა ძალიან მცირეა, საჭიროა, ამაჩქარებელში დიდი რაოდენობის და დიდი ენერგიების ნაწილაკები იყოს.

- ცერნში დუბნის ბირთვული კვლევების გაერთიანებული ინსტიტუტიდან მიგიწვიეს. ქართველი მეცნიერები დუბნაშიც არიან?
- დღესდღეობით დუბნაში 20-მდე ქართველი მოღვაწეობს. ბოლო ათი წელია, სულ ცერნში ვარ. პარალელურად, თბილისის მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტის თანამშრომლად მუშაობას ვაგრძელებ. ცერნშიც და დუბნაშიცFკვლევები ფუნდამენტური ფიზიკის მიმართულებით მიმდინარეობს. ცერნი 1954, დუბნის ბირთვული კვლევების გაერთიანებული ინსტიტუტი კი - 1956 წელს დაარსდა. ეს ორი ინსტიტუტი თანამშრომლობს კიდეც და ერთმანეთს კონკურენციასაც უწევს. თუმცა, მეცნიერებაში კონკურენცია არ არსებობს. ყოველთვის საჭიროა, შენი მიღწევა სხვას გააცნო, გაუზიარო. ამის გათვალისწინებით, ორივე ეს ინსტიტუტი "ინფორმაციულად ღიაა".

- ცერნში პირველად როგორ აღმოჩნდით?
პირველად 1989 წელს წავედი. მაშინ იმ ექსპერიმენტში (WA91) მხოლოდ 12 კაცი მონაწილეობდა და აქედან ორი ქართველი ვიყავით - ჯერ მე, ხოლო ერთი წლის შემდეგ გურამ ჩლაჩიძე შემოგვიერთდა. გურამი დღეს ამერიკაში მოღვაწეობს.

- ექსპერიმენტი რას იკვლევდა?
- ეგზოტიკურ მეზონურ მდგომარეობებს... უფრო გასაგებად გეტყვით (იცინის): ფიზიკოსები მივიჩნევთ, რომ ბირთვის შემადგენელი ფუნდამენტური ნაწილაკები, ნეიტრონი და პროტონი სამი კვარკისგან შედგება. ეს უკვე დადასტურებულად ვიცით. არის ნაწილაკების გარკვეული კლასი - მეზონები. ისინი კვარკისა და ანტიკვარკისგან შედგება. იმ კვლევით გვინდოდა დაგვედასტურებინა, რომ არსებობს მეზონები, სადაც არა ორი, არამედ მეტი კვარკია. ექსპერიმენტმა დაამტკიცა, რომ კონკრეტულ მდგომარეობებში შესაძლებელია, მეზონში ასეთი მდგომარეობები არსებობდეს.

- თუ არსებობს პერსპექტივა, რომ ოდესმე მსგავს ექსპერიმენტებში რაიმე ფორმით საქართველოც ჩაერთოს?
- პირველ რიგში, საქართველოს წარმომადგენლები ცერნის ორი ექსპერიმენტის - "ატლასისა" და CMS-ის ოფიციალური მონაწილენი არიან და ქართველი ფიზიკოსების წვლილი იქ საკმაოდ მაღალია. რაც შეეხება მსგავსი ექსპერიმენტული ბაზის შექმნას საქართველოში, რომც გაჩნდეს ბაზა, ასეთი ცენტრები მხოლოდ ერთი ქვეყნის ჩართულობით არ იქმნება. ცერნის ბიუჯეტი სახელმწიფოების შენატანით ფორმირდება და ის საქართველოს დღევანდელი ბიუჯეტის ნახევარს შეადგენს. შტატში მყოფი ფიზიკოსი ცერნში სულ ორასია, დანარჩენები მოწვეული არიან. ყველა იქ მყოფი ქართველი ფიზიკოსი თბილისის ფიზიკისა და მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტების წარმომადგენელი ან ივ. ჯავახიშვილის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფიზიკის ფაკულტეტის კურსდამთავრებულია. ეს იმას ნიშნავს, რომ საქართველოს დონე მისაღებია ევროპისთვის, მსოფლიოსთვის. თუმცა, ახალი კადრების მოძიება ჭირს. საქართველოში მაღალი ენერგიების ფიზიკის ექსპერიმენტული ბაზა არ არსებობს. ჩვენი ინსტიტუტის თანამშრომელთა 50% სხვა ქვეყნების ცენტრებში მუშაობს. მარტო ვერაფერს გავაკეთებთ. არსებობს ცენტრები, სადაც შეგვიძლია, მივიღოთ მონაწილეობა. ეს საქართველოს პოპულარიზაციაა. მარტო "ატლასში" 3 000-ზე მეტი მეცნიერია კვლევებში ჩართული, მათი უმეტესობა კი გვიცნობს. დღეისათვის ცერნში 15-ზე მეტ ქართველს შეხვდებით. აქედან 3-4 ინჟინერია.

- გარდა სამეცნიერო კავშირებისა, არსებობს თუ არა ცერნში საქართველოსთან სხვა ტიპის ურთიერთობები?
- ერთ-ერთი ასეთი კარგი მაგალითი ცერნში მასწავლებელთა პროგრამაა. მასწავლებლებს სხვადასხვა ქვეყნიდან ერთი კვირით ვიწვევთ. ლექციები ეკითხებათ იმ ენაზე, რა ენაზეც ასწავლიან. 2011 წლიდან ქართველი მასწავლებლებისთვის უკვე 5 ასეთი პროგრამა განვახორციელეთ, ცერნში მყოფი ქართველი ფიზიკოსების დახმარებით. საქართველოდან 84 მასწავლებელი იყო ჩასული. აუცილებელია, მასწავლებლის პროფესია სახელმწიფომ პრიორიტეტად აღიაროს. ბოლო სამი წლის განმავლობაში მაღალი კლასების მოსწავლეთა რამდენიმე ჯგუფი გვეწვია საქართველოდან სამ-ოთხდღიანი პროგრამით.

- თქვენს ოჯახზე რას გვეტყვით?
- მეუღლე და 2 შვილი მყავს. მე, უმეტესად, ცერნში ვარ. მეუღლეც ცერნში მუშაობს, ჩვენს ჯგუფშია. ოჯახის წევრები შეიძლება, წელიწადში 2 თვე ვიყოთ ერთად. შვილებიდან არც ერთი არ დაინტერესდა ფიზიკით. სამაგიეროდ, ძმისშვილებს აქვთ სამომავლო გეგმები ფიზიკის მიმართულებით. ჩემი გოგონა კოსმოსური ხომალდების პროექტებს აკეთებს, დიზაინერია.


შორენა ლაბაძე