RZECZ O ... dodatek do gazety Rzeczpospolita z 19 października 2004 r.

Okno na świat

Jacek Prentki i Leon Van Hove - późniejszy dyrektor CERN

Postęp w zrozumieniu praw rządzących oddziaływaniami elementarnymi i struktury materii odbywał się dzięki ścisłym związkom między badaniami doświadczalnymi i teoretycznymi i ich wzajemnej inspiracji.

W okresie 50 lat istnienia CERN teoria cząstek podlegała ważnym przeobrażeniom. Po okresie prac fenomenologicznych, których ukoronowaniem był model kwarków, nastąpiło sformułowanie teorii oddziaływań słabych, elektromagnetycznych i silnych, zwanej Modelem Standardowym. Doświadczenia prowadzone w CERN istotnie przyczyniły się do weryfikacji tych teorii, a także stanowiły inspirację dla poszukiwań jeszcze głębszych koncepcji teoretycznych, jak symetrie unifikujące wszystkie oddziaływania elementarne. Oczekuje się, że eksperymenty prowadzone przy budowanym w CERN potężnym zderzaczu protonów LHC dostarczą z kolei informacji, pozwalających sprawdzić te nowe idee.

Współpraca polskich fizyków z sekcją teorii (CERN TH Division) miała istotne znaczenie dla włączenia się polskich teoretyków w główny nurt teoretycznej fizyki cząstek i wypracowania ich wysokiej pozycji w fizyce światowej. Na początku miały miejsce krótkie wizyty Polaków w Genewie na zaproszenie naszego rodaka Jacka Prentkiego, jednego z twórców sekcji teorii. Systematyczne wyjazdy stały się możliwe w latach sześćdziesiątych dzięki kontaktom nawiązanym przez szefów polskich grup doświadczalnych, a potem nadaniu Polsce w CERN statusu obserwatora.

Pierwsze dłuższe pobyty w CERN, uwieńczone publikacjami, odbyli teoretycy warszawscy: Grzegorz Białkowski i Leszek Łukaszuk, będący uczniami profesora Wojciecha Królikowskiego z Uniwersytetu Warszawskiego, Andrzej Krzywicki (który pozostał na stałe we Francji) i Jerzy Wrzecionko oraz teoretycy krakowscy: Andrzej Białas i Kacper Zalewski. Nawiązana przez Grzegorza Białkowskiego po powrocie do Warszawy współpraca naukowa z warszawską grupą doświadczalną, mocno już związaną z CERN, okazała się bardzo owocna dla rozwoju badań teoretycznych w Warszawie, umożliwiając na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych parokrotne dłuższe staże naukowe w CERN jego uczniowi Stefanowi Pokorskiemu. Podobnie bliską współpracę doświadczalnych i teoretycznych grup związanych z CERN zorganizowano w Krakowie, czego wyrazem było cotygodniowe seminarium w gabinecie Mariana Mięsowicza, prowadzone do dziś przez Andrzeja Białasa. Bardzo ważna dla rozwoju teorii w Polsce była przyjazna opieka późniejszego dyrektora CERN Leona Van Hove, który opublikował szereg prac z młodymi teoretykami polskimi. Byli wśród nich Andrzej Białas i Stefan Pokorski, którzy następnie stworzyli silne szkoły teoretycznej fizyki cząstek, odpowiednio w Krakowie i Warszawie.

Kolejne wizyty fizyków z Warszawy, Krakowa i Wrocławia poszerzyły tematykę uprawianą przez teoretyków polskich, obejmując najważniejsze problemy procesów rozpraszania i wielorodnej produkcji cząstek. W szczególności te ostatnie procesy przez najbliższą dekadę stały się polską specjalnością; Polacy odegrali kluczową rolę w badaniach eksperymentalnych i w analizie teoretycznej wyników doświadczeń. W latach siedemdziesiątych badania teoretyczne wielorodnej produkcji znalazły się "na pierwszej linii" fizyki światowej, a osiągnięcia Polaków zostały docenione. Nawiązana wówczas współpraca przetrwała wiele lat i umożliwiła późniejsze wyjazdy wielu młodym fizykom.

Polscy teoretycy we współpracy z CERN wnieśli bardzo istotny i doceniany w świecie wkład do teorii oddziaływań silnych. Pionierskie prace polskich teoretyków dotyczyły zarówno modelowego opisu oddziaływań silnych, jak i ich pełnego zrozumienia na gruncie nowoczesnej teorii tych oddziaływań - chromodynamiki kwantowej. W rozwoju zastosowań tej teorii ważną rolę odegrały prace Wojciecha Furmańskiego z Krakowa i Stefana Pokorskiego. Wraz z potwierdzeniem, przez eksperymenty wykorzystujące LEP w CERN, poprawności Modelu Standardowego jako teorii opisującej oddziaływania elementarne aż do najwyższych osiągalnych obecnie w laboratoriach energii zderzeń cząstek, od kilkunastu lat punkt ciężkości badań teoretycznych w CERN i na świecie przeniósł się na pytanie o teorię bardziej fundamentalną niż Model Standardowy. Teoretycy warszawscy są w światowej czołówce badań nad możliwością istnienia jeszcze głębszych symetrii w przyrodzie i unifikacji wszystkich oddziaływań elementarnych. Współpraca z CERN w tych badaniach jest nie tylko owocna, ale także w pełni partnerska.

Szczególną rolę odegrała współpraca z CERN krakowskiej grupy Stanisława Jadacha, która systematycznie opracowywała programy komputerowe umożliwiające modelowanie procesów z uwzględnieniem teorii i wszystkich efektów aparaturowych, a przez to precyzyjną ocenę niepewności wszystkich wielkości wyznaczanych w doświadczeniach LEP. Teoretycy uczestniczą też obecnie w przygotowaniu eksperymentów dla akceleratora LHC.

Omówiona współpraca przyniosła ogromne korzyści obu stronom. W czasach komunistycznych wizyty w CERN były jednym z nielicznych okien na świat umożliwiających rozwój fizyki w Polsce, a równocześnie udział polskich fizyków ułatwił i przyspieszył rozwiązanie wielu zagadek przyrody.

KRZYSZTOF FIAŁKOWSKI, INSTYTUT FIZYKI UJ