Как атомната физика помага на българския бизнес

Българският бизнес може да работи с Европейската организация за ядрени изследвания (CERN), като се възползва от нейни технологии и ноу-хау, а освен това и да печели, като участва в търговете за поръчки на материали, оборудване и услуги.

Преди дни в София се проведе двудневна среща между представители на ЦЕРН и българската индустрия, за да се обсъди как връзката между двете страни може да бъде подобрена. За конференцията у нас пристигна и генералният директор ЦЕРН Ролф Хойер, който похвали българските учени.

България е малка държава, но участието на вашата страна в ЦЕРН е голямо и българските учени имат видим принос, заяви Хойер при срещата си с министър-председателя Бойко Борисов.

За българското участие в ЦЕРН, възможностите пред нашия бизнес, новите технологии и, разбира се, Големия адронен колайдер разговаряме с доц. Леандър Литов. Той ръководи екипа от Софийския университет в ЦЕРН и е член на Съвета на ЦЕРН.

- Как българският бизнес би могъл да работи с ЦЕРН?

- Преди всичко тази среща, която беше организирана тук на 28 и 29 ноември, беше среща между ЦЕРН и българския бизнес. Всички знаят, че ЦЕРН е център, в който се извършват научни изследвания в областта на физиката на елементарните частици. За целта тази организация е изградила една уникална инфраструктура, която се ползва не само от Европа, но и от целия свят. Тази инфраструктура е огромна и трябва да бъде поддържана и развивана, което автоматично означава, че ЦЕРН, освен че е научен център, е и организация, която пласира много поръчки в индустриите на страните членки. Горе-долу половината от годишния й бюджет отива за такива поръчки.

Друго, което не е известно на широката публика, е, че ЦЕРН е организация, в която се разработват много нови технологии  - работата е там, че ние правим изключително сложни експериментални изследвания, строим ускорители, строим изключително сложни детектори и като правило, когато започваме строителството на някакъв нов ускорител или детектор, реално той е планиран малко над това, което човечеството е достигнало като технология.

Така че за да бъдат реализирани тези проекти, е необходимо разработването на нови технологии. Поради тази причина организацията разполага с един доста голям портфейл от технологии, които са достъпни за фирми от страните членки.

Целта на срещата, която проведохме през тези два дни, беше да подобрим връзките между ЦЕРН и българската индустрия, така че от една страна тя да може да участва по-ефективно в търговете, които организацията обявява като обществени поръчки. И от друга страна - да видим какви са възможностите за трансфериране на технологии от ЦЕРН към българската индустрия.

- Това означава ли, че български предприятия биха могли да произвеждат детайли или изделия - вероятно доста сложни, за ЦЕРН?

- Точно така. Български предприятия произвеждат такива детайли. България е член на организацията от 1999 г. Досега за тези години сме получили поръчки за над 14 млн. швейцарски франка, което никак не е малко.

Една фирма от Ботевград например произвежда много сложни механични детайли, които се състоят от 27 различни елемента - наистина високотехнологично производство за ЦЕРН.

- Успяваме в конкуренцията на други европейски производители да предложим продукция, която да се използва в ЦЕРН.

- Бих казал, че ние се представяме доста добре. Имаме много добро, над средното, съотношение на възвръщаемост на това, което внасяме в организацията, и онова, което получаваме като поръчки. Сега се опитваме да доразвием тази работа, така че да имаме повече поръчки.

На тази среща акцентът беше сложен върху новите технологии, и то върху технологии, които са с приложение в медицината.

- Как става този трансфер? ЦЕРН разработва технологии за свои уреди, а после ги предоставя на предприятията?

- Това е един доста сложен процес. Обикновено се оказва, че това, което ЦЕРН е разработила, е нещо, което решава проблемите на ЦЕРН. От друга страна има фирми, които се нуждаят от продукт, които е много близо до това, което ЦЕРН е разработил, макар да не е точно същият продукт, същата технология.

В този случай това, което се прави, е тези фирми съвместно с ЦЕРН да доработят технологиите и съответно фирмите я получават с т. нар. "отворен лиценз" - могат да я използват за своето производство, но това не ги прави нейни еднолични собственици.

- А как технологиите излизат от ЦЕРН и навлизат в ежедневието - имам пред очите си примера на world wide web (www), да речем...

- Www е разработена заради това, че когато провеждаме експерименти, трупаме големи обеми данни. В тези експерименти участват огромни колективи, които са пръснати по цял свят и възниква проблемът как хората, които седят в Европа, Америка и Австралия, могат едновременно да имат достъп до тези данни, за да ги обработват, анализират и да получават резултати от тях, без да трябва да пътуват непрекъснато до Женева.

Е, резултатът от решаването на този проблем е www.

- Сега работите върху Grid. Какъв ще е резултатът за "нормалните" хора? Www излезе много бързо извън ЦЕРН...

- То и Grid много бързо се трансферира... Какво е Grid? Това е надстройка на www. Www е платформа, която ви дава възможност да съхранявате информация и да осигурите достъп до нея на много хора, независимо от това, къде се намират.

Grid е следващата стъпка на развитие в това отношение - освен че имате място, където да съхранявате информацията и имате достъп до нея, имате и компютърна мощност, която ви позволява да я обработвате.

И тук вече има два варианта - това, което се използва за научни изследвания - това наистина е Grid. Тази мрежа е изградена, тя работи, експериментите, с които се провеждат изследвания на Големия адронен колайдер използват тази мрежа и така и се обработват данните от тях.

Оказа се обаче, че това не е най-подходящият вариант за широката публика - в случая за бизнеса, тъй като там има по-специфични изисквания, свързани със съхранение на информацията, достъп до нея, секретност и пр.

Така нещото, което беше породено от Grid и доразработено за целите на широката публика, е облакът, cloud computing.

Почти едно и също нещо са с Grid  - една и съща идея, реализирана по различни начини в зависимост от нуждите на потребителите.

- ЦЕРН е както "Формула 1" за автомобилния бизнес...

- Без всякакво съмнение.

- А българите в ЦЕРН? В организацията работят около деветдесетина човека от нашата страна?

- Горе-долу толкова. Официално регистрирани като хора, които имат някаква работа и отношения с организацията, са близо 100 човека. Това са хора, за които не е непременно задължително да бъдат постоянно там. Но ако отидете в ЦЕРН, винаги ще намерите 30-40 българи.

Интересен е съставът. В действителност повечето от тези хора не са физици - те са инженери, да кажем в областта на информационните технологии, електрониката, техници, даже имахме един пожарникар там... Пълният спектър от нуждите на организацията.

В ЦЕРН броят на щатните служители е около 2800 човека, от тях физици, които извършват научни изследвания, са около 70-80 човека. Останалите са хората, които поддържат инфраструктурата. Но има и допълнително близо 11 000 човека, които идват и извършват научни изследвания в ЦЕРН, външни за организацията.

- Сами ли разработвате инфраструктурата в ЦЕРН?

- В ЦЕРН никой нищо не прави сам. ЦЕРН е плод на едно огромно международно сътрудничество. Например, ускорителят и тези експерименти са продукт на огромно международно сътрудничество, в което участват на 10 000 души, които с общи усилия - и с усилията на индустриите на страните членки, както и индустриите на Япония, Русия и САЩ, са произвели, монтирали и пуснали в експлоатация това, което работи в момента във вид на ускорители и детектори. Спектърът е много широк.

- CMS - компактен мюонен соленоид. Какво означава това на "български"?

- Ха-ха! Това, което казахте. Да започнем с ускорителя.

Големият адронен колайдер ускорява два снопа протони, които се движат в противоположни посоки - единият по часовниковата стрелка, другият - обратно. Тези два снопа се пресичат в четири точки. В тези четири точки протоните се сблъскват и стават взаимодействия. В тези четири точки сме изградили сложни детекторни комплекси, които регистрират какво се случва, когато протоните се сблъскват.

CMS (Compact Muon Solenoid) е един от тези четири детектора, които работят на ускорителя и провеждат изследвания. И това е детекторът, в който България наистина има изключително сериозно участие - в самото създаване на колаборацията, от идеята как трябва да изглежда този детектор, като се мине през прототипа, после самото изграждане на детектора и сега неговата експлоатация и получаването на резултати с негова помощ.

Зад това нещо стоят 20 години труд на български - и не само, разбира се - учени. Този детектор е огромен. С размерите на 5-етажна сграда...

- ...за да изследвате миниатюрни частици...

- Точно така. Много малките неща се изследват с много големи детекторни системи.

А е компактен, защото неговата конструкция, неговият дизайн е такъв, че той е относително малък. Това е един цилиндър с диаметър 15 м и дължина 22-23 м, но ако се сравни с другия голям детектор, който работи на този ускорител - ATLAS, CMS е два пъти по-малък като външни размери.

Но от друга страна CSM тежи 12 000 тона, докато ATLAS тежи 8 000 т. За нормировка, Айфеловата кула тежи 8 000 т. Ta затова е компактен.

Третата дума - соленоид - е, защото в основата на детектора е най-големият в света магнит, който е от соленоидален тип. Той създава огромно магнитно поле, почти 4 Т.

Мюонен е, защото имаме една система, която регистрира частиците, наречени мюони. Тази система имат и другите детектори, но нашата е особено сложна и особено добра.

Ето защо: Компактен мюонен соленоид. 

- Догодина ускорителят спира за известно време. Почивка?

- Напротив, има много работа. Колайдерът ще работи и ще набираме данни до февруари. След това спираме за близо две години. През тези две години ще свършим две неща - ще бъдат подобрени системите на ускорителя и той ще бъде доизграден, така че да започне да работи при почти два пъти по-висока енергия, отколкото в момента, и с по-висока интензивност на сноповете, т.е. да има повече частици в тези снопове.

Едновременно с това ще бъдат проведени ремонтни работи и работи по поддръжка на детекторите, които работят вече близо две години почти без прекъсване. Ще бъдат доизградени и тези детектори, така че да могат да работят при новите условия, при които работи ускорителят.

След тези две години ще имаме отново почти 3-годишен период за набор на данни, след което ще има ново спиране, ново доизграждане и подобряване на параметрите на ускорителя и детекторите.

- Колко време ще се изгражда по този начин?

- Говорим за един период на работа на ускорителя, надяваме се, докъм 2030 г. И детекторите, които са на него, дотогава ще набират данни.

- А какво става, докато работи, ако нещо се счупи?

- Е, спираме и го поправяме. Имаме планове, според които работим - ето сега ускорителят ще бъде спрян за коледните празници за близо седмица, по понятни причини.

Но трябва да отбележа, че този ускорител работи изключително стабилно. Не че е без проблеми, но те са дребни, бързо се отстраняват, когато възникнат.

Така че ускорителят значително надхвърли оптимистичните очаквания. И като параметри, с които работи - енергия, плътност на сноповете, интензивност, така и като стабилност на работа. Изключително доволни сме от работата на ускорителя. Практически няма никакви проблеми.

- Бяхте направили едно сравнение за познанието ни на Вселената - че познаваме едно малко ъгълче от картината, останалото - цели 96%, е черно, и искаме да погледнем какво има там.

- Ние непрекъснато опитваме да погледнем зад тези 4%. Това, което мога да кажа за момента: ние наблюдавахме нова частица през юли. Тя има характеристики, много близки до това, което се предсказва за Хигс бозона.

Проблемът сега е да наберем повече статистика, за да можем да измерим по-прецизно неговите характеристики и еднозначно да отговорим дали това е Хигс бозонът, който се предсказва в рамките на Стандартния модел, или е частица, която много прилича на него, но не е точно този Хигс бозон, а нещо малко по-различно.

Във втория случай това означава, че вече сме повдигнали малко крайчето на завесата и сме погледнали зад тези 4% , които познаваме.

- Т.е. може да сте открили частица, която не е предсказана от Стандартния модел?

- Точно така. Има множество модели, които предсказват частици, които наистина приличат много на Хигс бозона от Стандартния модел, имат почти същите свойства. Механизмът на генериране на маса е точно този, който е заложен в Стандартния модел, но все пак са малко по-различни.

А и може да не е само една частица, а цяло семейство. Ние в момента искаме да разберем кого от това семейство сме хванали.