Hlboko pod zemou sa neďaleko Ženevy krútia tunely. Obrovský podzemný komplex dlhý desiatky kilometrov ukrýva azda najväčší stroj, aký človek skonštruoval.
Paradoxne, tento gigantický fyzikálny experiment sa snaží pozrieť na svet taký malý, že by ste ho neuvideli ani pod mikroskopom.
Tento svet je menší ako atómy, dokonca menší ako protóny či neutróny, z ktorých sú poskladané chemické prvky.
Je to svet kvarkov i prenášačov interakcií, svet základných kamienkov, z ktorých je poskladaná celá naša realita a ktoré sú tu už od čias krátko po veľkom tresku.
Práve na jeho tajomstvá hľadá odpovede teoretický fyzik Stanislav Dubnička z Fyzikálneho ústavu SAV. Nedávno sa stal vedcom roka 2010.
Stovky častíc
Ak sa rozhliadnete okolo seba, uvidíte veci. Všetky tieto veci, ale aj kamene, ľudská pokožka, baktérie či vírusy sa skladajú z molekúl. Keď sa pomocou prístrojov zahľadíte lepšie, zistíte, že tieto molekuly tvoria chemické prvky, rôzne kombinácie atómov.
Ďalej sa už nepozriete, musíte si vystačiť s predstavivosťou. Tam sú schované protóny a neutróny v atómových jadrách, okolo ktorých v relatívne veľkých vzdialenostiach krúžia aj nekrúžia elektróny.
Niekde tu zvyčajne končia stredoškolské predstavy o hmote, z ktorej je všetko poskladané. A niekde tu sa celý výlet do mikrosveta začína poriadne komplikovať.
„Ľudí to však zaujíma, len im to musíte podať tak, aby tomu rozumeli," smeje sa teoretický fyzik, ktorý svoju kariéru založil na skúmaní vecí, ktoré mnohí ani poriadne nevedia vysloviť. „Fyzika je však základ všetkého."
Ak by ste sa teraz ponorili ešte hlbšie, narazíte na šesticu kvarkov, z ktorých sú poskladané aj protóny a neutróny. A tiež na častice, ktoré prenášajú niektorú zo štvorice základných interakcií. Prípadne množstvo ďalších častíc, ktorých dnes poznáme zhruba 350.
„Ak urýchlite nabitú časticu - protón alebo elektrón, na lineárnom či kruhovom urýchľovači, môžete jej do dráhy postaviť terčík," vysvetľuje Dubnička, ako vedci zistili, že kvantový svet je plný exotických obyvateľov.
„Takéto častice niekedy zmiznú a namiesto nich sa objavia aj desiatky ďalších častíc. Vy ich identifikujete a zistíte, že to nie sú protóny ani elektróny. My pritom nevieme, či sú to štvorčeky, alebo hranoly. Ale vieme, že majú nejakú hmotnosť - energiu a iné vlastnosti. Napríklad spin."
Presný model
V mikrokozme časticovej fyziky platia naoko iné pravidlá, ako napríklad pri pohybe planét. Pre mnohých z nás sú celkom nepochopiteľné. Pritom vo svete pravdepodobne fungujú len štyri základné interakcie.
Stanislav Dubnička sa desaťročia zaoberá tou najsilnejšou. Paradoxne to nie je gravitácia, ktorú bežne zažívame a ktorá drží pokope planetárne sústavy či galaxie. Tá je dokonca najslabšia. Najsilnejšia je príznačne nazvaná silná a drží pokope jadrá atómov.
„Zaoberám sa štruktúrou silno interagujúcich častíc. Mojím cieľom bolo vybudovať model a skonštruovať funkciu pre ľubovoľnú silno interagujúcu časticu," vysvetľuje Dubnička.
To nie sú len neutróny a protóny, ale aj rôzne mezóny a hyperóny. „Úspech môjho modelu je v tom, že tá funkcia má všetky vlastnosti, ktoré sú pri týchto časticiach dosiaľ známe. A z toho potom vyplývajú ďalšie výsledky."
Fyzikov model napríklad umožnil o čosi viac zblížiť teoretické predpovede s nameranými výsledkami pri mióne. Ten spolu s elektrónom a tauónom (a ich antičasticami) tvorí skupinu kvantovej reality, na ktorú nepôsobí silná interakcia.
Pomohol tiež určiť rozdiel v hmotnosti medzi nabitými a nenabitými rho mezónmi. Ale umožnil aj presnejšie odhadnúť veľkosť protónu.
„Na vybudovanie nášho sveta pritom stačia protón, elektrón, neutrón a prenášajúce častice," priznáva pritom vedec. „Ale ako vidíte, fyzici objavili plejádu ďalších častíc a otázka je, načo sú dobré a prečo vôbec jestvujú? Na túto otázku doteraz nemá nik odpoveď."
Takmer emigroval
Stanislav Dubnička však pôvodne nechcel byť teoretickým či časticovým fyzikom. Sníval o astronómii.
„S kamarátom sme si kedysi skonštruovali ďalekohľad. Obrátil som ho na Mesiac a sám som bol šokovaný, čo všetko som na Mesiaci videl," spomína.
Astronómiu chcel študovať aj na vysokej škole, no režim bol proti. Ako syn majiteľa lesov, lúk a polí nemal vyhovujúci kádrový profil.
„Po maturite ma nechceli ani do pracovného pomeru. Na piatykrát som sa nakoniec dostal do Závodov ťažkého strojárstva, kde som odrobil dva roky s tým, že ma odporučia na školu. No ani po dvoch rokoch mi neodoslali prihlášku, tak som sa rozhodol odísť."
Na konci päťdesiatych a začiatku šesťdesiatych rokov to však nebolo jednoduché. „Nakoniec som robil v Doprastave, kde som si v autodielňach u Ivana Čarnogurského vylepšoval kádrový posudok."
V tom čase Dubnička vážne uvažoval o emigrácii, a keďže ho strana nechcela pustiť na školu, plánoval útek.
„Z prezidentskej kancelárie mi napísali, že v tomto štáte nemám nárok na vysokoškolské vzdelanie. Vtedy som sa začal seriózne pripravovať na to, že utečiem. Spojil som sa s ľuďmi, ktorí ma vyučili," hovorí o období, keď sa rozhodoval o svojej budúcnosti v Československu.
„Títo ľudia mi povedali, čo musím mať pri sebe. Nebola to zbraň, ale kompas, mapa, gumené rukavice a kliešte na drôty."
Nakoniec ho však od úteku odhovorili a on dostal prácu v Bratislave. „Potom to vyriešil výbor v Bratislave. Keď už v septembri asi dva týždne bežala škola, volala mi šéfka kádrového oddelenia, že mám ísť okamžite na fakultu. Začínala mi akurát poobedňajšia zmena v autodielni," hovorí vedec o spôsobe, akým sa napokon na vysokú školu dostal.
„Nakoniec ma poslali s rozvrhom na prednášky. Prišiel som medzi študentov ako vypracovaný robotník a všetci vedeli, že to je z príkazu ÚV. Viete si asi predstaviť, ako sa ku mne správali. Mysleli si, že som dosadený eštebák. Ale po niekoľkých mesiacoch sa to prelomilo."
Slovenskí vedci
Desať častí a v nich jedenásť slovenských vedcov.
Na tomto mieste nám niekoľko týždňov rozprávali o výskume, ktorý pomáha pochopiť starnutie buniek, ale aj svet taký malý, že ho už nemožno vidieť.
Hovorili, ako rastliny prežívajú v zamorenej pôde i ako sa na Marse objavuje voda. Boli dôkazom, že špičková veda sa dá robiť aj v našich podmienkach, stačí nato zápal, vôľa a talent.
Vieme, že sa nám nepodarilo predstaviť všetkých šikovných výskumníkov. K domácej top vede sa preto plánujeme po krátkej pauze vrátiť.
Na projekte spolupracovali: Tomáš Prokopčák, Lukáš Kodoň, Vladimír Šimíček, Mišo Veselský, Tomáš Rybár, Soňa Ševčíková, Michal Ač, Anita Ráczová, Juraj Javorský, Gabriel Kuchta, Tomáš Kelement a Martin Čorej
