Fizikas skolotāji no Latvijas, kuru vidū ir arī trīs mūsu pedagogi, apmeklē pasaulē lielāko elementārdaļiņu pētījumu centru Ženēvā.
Lai ieinteresētu skolēnus mācīties fiziku un iepazīt mūsdienu zinātnes sasniegumus, svarīga ir fizikas skolotāja erudīcija un izpratne par modernās zinātnes darbību un tehnoloģiju iespējām, pārliecināts Jelgavas Spīdolas ģimnāzijas skolotājs Andrejs Sālzirnis. Viņam kopā ar kolēģēm Jelgavas Valsts ģimnāzijas skolotāju Baibu Daģi un Jelgavas 4. vidusskolas skolotāju Ainu Pitrāni arī bija šī unikālā iespēja – apmeklēt Eiropas Kodolpētījumu organizācijas (CERN) centru Ženēvā, kur aptuveni 2400 zinātnieku lielā komanda no visas pasaules mēģina noskaidrot, kā radies Visums.
Redzētais sasaucas ar mācību procesu
Iespēju apmeklēt CERN, kur Latvijas delegācija pavadīja četras intensīvas dienas, piedaloties lekcijās, praktiskajos darbos, kā arī apskatot iespaidīgos objektus un iekārtas, starp kurām ir Lielais hadronu paātrinātājs, organizēja Izglītības un zinātnes ministrija, Rīga Tehniskā universitāte un Latvijas Fizikas skolotāju asociācija.
Jāpiebilst, ka pērn oktobra beigās Latvijas valdība un Eiropas Kodolpētījumu organizācija parakstīja līgumu par zinātnisko un tehnisko sadarbību augstas enerģijas daļiņu fizikā. Tomēr Latvija pagaidām nav pilntiesīga CERN dalībvalsts, kas ne tikai pavērtu daudz plašākas iespējas organizēt tur apmaksātas fizikas skolotāju un skolēnu mācību grupas, bet arī radītu darba iespējas mūsu zinātniekiem un tehnoloģiju ražotājiem. Tāpēc finansējums vizītei bija jāsarūpē pašiem.
«Lielāko daļu finansēja ministrija, bet pārējo mūsu skolas, par ko jāsaka liels paldies Jelgavas Izglītības pārvaldei un skolu administrācijām. Nokļūt šajā centrā bija viens no maniem lieliem sapņiem. Vairs necerēju, ka piepildīsies, bet ļoti paveicās,» iespaidiem un emocijām pilns ir A.Sālzirnis, gatavs iedegt vēl lielāku fizikas aizrautības dzirksti arī savu skolēnu acīs. Ženēvā redzētajam ir arī tieša saistība ar mācību procesu, jo 11. klasē skolēni apgūst elektrisko un magnētisko lauku, bet 12. klasē mācās par elementārdaļiņām.
Aukstākajā vietā uz Zemeslodes
Unikālais visas pasaules zinātnieku ciematiņš, kura darbības devīze ir visu mieram, nevis militāriem mērķiem, atrodas aptuveni desmit kilometru ārpus Ženēvas ar Šveices un Francijas robežstabu savā teritorijā. Taču galvenais un modernākais objekts, kas, kā smej A.Sālzirnis, uztaisa acis tik lielas kā apakštasītes, ir Lielais hadronu paātrinātājs.
«Runājot par šīm lietām ar skolēniem, parasti saku: «Kad bijāt mazi un jums uzdāvināja rotaļlietas, arī jūs gribējāt noskaidrot, «kas lācītim vēderā». Un ko jūs tad darījāt? Triecāt kopā un skatījāties, kas pašķīst!»,» piemēru, kas sastopams tāpat augstajā fizikā, min Spīdolas ģimnāzijas skolotājs. Lai tiktu pēc iespējas tuvāk Visuma rašanās noslēpumam, arī kodolpētījumu centrā zinātnieki, paātrinot protonus, triec elementārdaļiņas.
«Lai šajā procesā kaut kas pašķīstu, nepieciešamas ļoti lielas enerģijas – ātrums ir deviņi ar vēl septiņiem devītniekiem aiz komata no gaismas ātruma. Lai to dabūtu, vajadzīgs ārkārtīgi spēcīgs gan elektriskais, gan magnētiskais lauks un ļoti gara trase. Viņi to izdomāja veidot pa riņķa līniju, kas 38 kilometru garumā izbūvēta zem Alpu kalniem. Savukārt, lai iegūtu nepieciešamo magnētisko lauku, tiek lietoti īpaši vadītāji, kam pretestība ir praktiski nulle. Tam vajadzīga ļoti zema temperatūra. Varu palielīties, ka biju pie iekārtas, kurā tiek uzturēta zemākā temperatūra uz Zemeslodes – mīnus 271 grāds pēc Celsija,» lielo zinātnes izpētes brīnumu ieskicē A.Sālzirnis.
Kur palikusi antimatērija?
Kad daļiņas tiek paātrinātas, tās triecas kopā un šķīst. Šīs sadursmes notiek miljards reižu sekundē, ko, protams, cilvēka acs ne tuvu nespēj notvert. Tāpēc nepieciešama ļoti jutīga detektoru sistēma. Fizikas skolotājs stāsta, ka pa visu garo paātrinātāja riņķa līniju izvietoti 24 šādi superjutīgi detektori, kas iegūtos datus novada datoros, kur tie tiek uzkrāti. Tālāk zinātnieki no visa milzīgā informācijas apjoma atlasa viņiem nepieciešamo un analizē to. Tā, piemēram, izmantojot Lielo hadronu paātrinātāju, 2012. gadā zinātniekiem izdevās apstiprināt Higsa bozonu – elementārdaļiņas, kas piešķir matērijai masu jeb eksistenci.
«Otrs jautājums, ko zinātnieki risina, ir matērija un antimatērija. Filozofija ir tāda – pasaulē viss ir līdzsvarā, un Lielajā sprādzienā ir radušās abas matērijas, bet kur palikusi antimatērija? Iespējams, sprādzienā tā aizsviesta ļoti tālu, bet tāpat kā šķembas sprādzienā uzlido augšā un tad gravitācijas rezultātā atgriežas, arī tumšajai matērijai vajadzētu atgriezties. Taču novērojumi ar astronomiskajiem teleskopiem liecina, ka Visums joprojām un turklāt paātrināti izplešas, ko arī, iespējams, veicina antimatērija,» lielajam zinātnes jautājumam pieskaras fizikas skolotājs. Iespējams, tas varētu ievibrēt arī kāda skolēna prātā un varbūt dienās arī viņš savu profesionālo dzīvi veltīs zinātnei un būs sastopams CERN. Lai gan zinātnieki guvuši pirmos panākumus lielā noslēpuma atklāšanā, vēl jānoiet garš ceļš, lai prātam taptu pierādāmi skaidrs, kā radies Visums, atzīst fizikas skolotājs.
Lielais hadronu paātrinātājs
Ierīce, kas uzbūvēta pazemē zem Šveices un Francijas robežas.
Izveide ilgusi teju 20 gadu un izmaksājusi desmit miljardus Šveices franku.
Galvenā paātrinātāja pirmais izmēģinājums – protonu cirkulācijas pārbaude galvenajā tunelī – notika 2008. gada 10. septembrī. Naktī no 19. uz 20. septembri paātrinātājs tika neplānoti apturēts magnētu pārkaršanas un hēlija noplūdes dēļ.
Paātrinātājs sāk darbu 2009. gada novembrī.
2011. gada 13. martā īstenota stabila protonu kūļu sadursme, 22. aprīlī sasniegts jauns protonu kūļa intensitātes rekords.
2012. gada 4. jūlijā tiek paziņots, ka atklāts Higsa bozons (līdz šim nezināmas elementārdaļiņas, kas piešķir matērijai masu).
2015. gada 14. jūlijā tiek paziņots par eksotisku elementārdaļiņu – pentakvarku – eksperimentālu novērošanu.
