Pesha e neutrinove dhe ajo e ekzistencës

Shkencëtari kanadez, Arthur B. McDonald, na hapi dyert e tij virtuale, duke na dhënë rrëfimin e tij triumfal, e sipër tij, edhe këshillat për nxënësit kosovarë që ëndërrojnë të ndryshojnë vendin botën për të mirë me punën e tyre/klankosova.tv.

Dhjetë vjet më parë, gjegjësisht më 2015, ai u nderua me Çmimin Nobel për Fizikë, bashkë me japonezin Takaaki Kajita, me motiv “zbulimin e oscilimeve të neutrinove, e që dëshmon që neutrinot kanë masë”.

Ky zbulim shkund fundamentin e standardit model që pretendonte se këto grimca nuk kishin masë, dhe hap shtigje më të gjera të të kuptuarit të universit.

Falë gjetjeve të ekipit të McDonaldit, tani dhe në të ardhmen mund të dimë dhe mësojmë më shumë për antimaterien, për materien e errët e besa edhe për të gjurmuar më saktësisht sebepin e ekzistencës sonë si univers.

Anash fizikës, puna e McDonaldit u çon ujë edhe fushave të tjera, si mjekësisë dhe teknologjisë, duke kontribuuar, për shembull, në avancimin e imazhimeve dhe terapive të ndryshme në mjekësi, apo të imazhimit dhe të dhënave në teknologji.

McDonald gjen gëzimin te familja dhe karriera, argëtimin te vallëzimi dhe shkenca, duke ecur nëpër rrugët e dijes me pjekurinë e një të urti por përherë me ngazëllimin prej fëmije.

A mund të na përcillni shkurtimisht drejt këtij zbulimi se neutrinot kanë masë? Si ndodhi kjo? Sa përpjekje kërkoi?

Në fakt, u desh shumë përpjekje. Ne patëm një ekip prej 120 shkencëtarësh, eventualisht, që krijuam një eksperiment me një kosto rreth 100 milionë dollarë. Ishte ndërtimi i një detektori në madhësinë e një ndërtese dhjetëkatëshe, dy kilometra nën tokë në një minierë aktive të nikelit, në kushte ultra të pastra për të reduktuar radioaktivitetin. Filloi në vitin 1984 me rreth 16 prej nesh që u bashkuam me një koncept për mënyrën se si të bëhej eksperimenti, dhe pastaj gradualisht u zgjerua ekipi deri në vitin 1990. Në atë pikë, arritëm të siguronim financim dhe të fillonim ndërtimin. Na u desh deri rreth vitit 1998 për t’i përfunduar gërmimet, të cilat zgjatën rreth tre vjet. 34 metra i lartë, 22 metra në diametër, i gërmuar dy kilometra nën tokë. Ishte një koncept i ri për minierat në atë thellësi, madje. Pastaj, filluam të marrim të dhëna.

Rezultatet e para i patëm në vitin 2001 dhe vazhduam të funksiononim deri në vitin 2007. Kjo është historia e mënyrës se si u ndërtua. Rëndësia e tij ishte se grimcat e quajtura neutrino prodhohen në reaksionet bërthamore që e furnizojnë diellin me energji. Neutrinot janë, bashkë me elektronet dhe kuarkët, grimcat bazë, për aq sa dimë deri tani, që janë blloqet ndërtuese të gjithçkaje tjetër në të ashtuquajturin model standard të grimcave elementare. Dihej shumë pak për to sepse rrallëherë ndërveprojnë me diçka. Ato mund të kalojnë nëpër një sasi plumbi që korrespondon me distancën që përshkon drita në një vit dhe kanë vetëm 50% shans të përplasen me diçka.

Kështu që është shumë e vështirë të zbulohen, dhe prandaj ekziston ky detektor me madhësinë e një ndërtese dhjetëkatëshe. Prej një matjeje të mëparshme të neutrinove të prodhuara nga dielli ishin vërejtur shumë pak neutrino, gjë që shfaqte një mospërputhje me përllogaritjet e mënyrës se si digjet dielli, të cilat janë të njëjtat përllogaritje që përdoren për reaktorët bërthamorë të shkrirjes këtu në Tokë. Kështu që ishte e rëndësishme edhe për të kuptuar si ndodh djegia e diellit dhe si funksionon kjo fizikë e plazmës. Ne ishim në gjendje të zbulonim veti të reja të neutrinove dhe gjithashtu të dëshmonim se përllogaritjet e mënyrës se si digjet dielli janë shumë të sakta.

A është e vërtetë që ky zbulim ndryshon mënyrën se si e kuptojmë universin? Nëse po, pse?

Po, ashtu është. Përderisa të gjitha grimcat e tjera themelore marrin masën e tyre përmes një mekanizmi të quajtur mekanizmi i Higgs-it, fillimisht mendohej se neutrinot nuk kishin masë fare, dhe kur u zbulua se ato kanë një masë të caktuar, kjo solli ndryshime në teori, të cilat ende nuk janë përfunduar plotësisht. Ka disa teori shumë të mira që duken se funksionojnë për të shpjeguar se si ato e marrin masën e tyre. Ato teori gjithashtu lidhen me pyetjen pse kemi një univers të dominuar nga materia. Mendojmë se në Big Bangun fillestar, janë krijuar sasi të barabarta të materies dhe antimateries. Por, disi, antimateria është shpërbërë. Dhe, teoritë më të mira që shpjegojnë se si ka ndodhur kjo përfshijnë neutrinot dhe vetitë e tyre që ne i përcaktuam në eksperimentet tona. Fizika e neutrinove është bërë një fushë shumë e rëndësishme në fizikën e grimcave që përpiqet të kuptojë vetitë e tyre të hollësishme përtej atyre që kemi studiuar ne. Për shembull, përshpejtuesi i Fermilabit në Chicago po merret praktikisht vetëm me fizikën e neutrinove tani. Dhe, kjo është bërë një temë dominuese në këtë fushë.

Si ka evoluuar këndvështrimi juaj mbi universin që nga ditët e hershme, para se të bëheshit shkencëtar, krahasuar me tani pas zbulimeve dhe kontributit tuaj?

Në thelb, gjithçka që dimë sot për mënyrën se si universi ka evoluuar që nga Big Bangu është zhvilluar që nga koha, le të themi, para se të shkoja në universitet. Neutrinot sapo kishin filluar të identifikoheshin në atë kohë. Vetitë e tyre ishin pothuajse të panjohura. Pjesa tjetër e fizikës së grimcave që kontribuon shumë në modelin standard nuk kuptohej mirë. Gjatë atij periudhe, që ka më shumë se 65 vjet tashmë, teoria e Big Bangut është bërë një teori e pranuar gjerësisht, ndonëse ka ende elemente që nuk i kuptojmë në detaje.

Ne e kuptojmë se si funksionon nga pikëpamja e gravitetit, por jo detajet e tjera. Në fakt, Jim Peebles mori Çmim Nobel për zhvillimin, ose si një figurë qendrore në zhvillimin e kuptimit tonë mbi këtë disa vite më parë. Pra, në thelb, gjithçka ka evoluuar që kur shkova për herë të parë në universitet. Unë u them studentëve të rinj: jini kureshtarë, sepse kuptimi ynë për atë që po ndodh në shkencë po ndryshon çdo ditë në ditët e sotme.

Thonë që kjo mund të na ndihmojë të shpjegojmë “pse ekzistojmë” si univers. A qëndron një pohim i tillë?

Mendohet se teoria e saktë për mënyrën se si ka evoluuar universi përfshin një shpërthim të madh, që është quajtur Big Bang, i cili ndodhi rreth 13.5 miliardë vjet më parë. Në atë shpërthim, ajo që duket si energji e pastër është shndërruar në masë. E=mc² përdoret në thelb në atë teori. Por kur krijohet masa, krijohen sasi të barabarta të materies dhe antimateries. Njerëzit zakonisht nuk e përjetojnë  antimaterien sepse ka shumë pak prej saj në universin tonë. Por, një pjesë e saj lëshohet në dekompozimin radioaktiv. Për shembull, pozitronet janë grimcat antimaterie për elektronet. Dhe, tomografia me emetim pozitroni, PET, është diçka që njerëzit e njohin në mjekësi. Vetitë e këtyre grimcave antigrimca, duke gjetur një elektron në trupin tuaj dhe duke krijuar një sinjal që mund të matet, është shumë e vlefshme në mjekësi. E kundërta duket se ka ndodhur në Big Bang. Pra, energjia u konvertua në elektrone dhe pozitronë, kuarkë dhe antikuarkë e kështu me radhë. Në atë kohë, ishte një shpërthim i jashtëzakonshëm. Ai është duke u zgjeruar që prej asaj kohe. Dhe gradualisht, teksa zgjerohet, ftohet. Kuarkët bashkohen dhe formojnë protone dhe neutrone, të cilat janë në qendër të një bërthame atomi. Elektronet bashkohen me këto bërthama dhe formojnë atome dhe gradualisht, shtrembërime të vogla në njëtrajtshmërinë e gjithë kësaj sjellin formimin e galaktikave dhe yjeve. Pas rreth një miliard vjetësh, fillon të duket si universi të cilin e njohim sot. Kështu që është vërtet një pyetje ekzistenciale t’i studiosh këto gjëra. Tani jemi zhvendosur nga studimi i neutrinove tek studimi i materies së errët. Ne vërejmë se ka një formë tjetër të materies që nuk ndriçon. Është në hapësirat midis yjeve kur shikoni një natë të mbushur me yje, dhe është rreth pesë herë më e rëndë se gjithçka që ndodhet në yje dhe në ne, si dhe në të gjithë materien që kemi vërejtur deri më tani. Kështu që është një temë magjepsëse, dhe ne studiojmë pjesë të saj. Njerëz si Jim Peebles e kanë mbledhur në një teori që duket se e shpjegon origjinën tonë. Ne nuk e dimë se çfarë ka ndodhur para saj dhe çfarë e ka shkaktuar shpërthimin, por dimë goxha mirë se çfarë ka ndodhur që nga Big Bang-u aq shumë kohë më parë.

Përtej kësaj, si mund të përfitojnë teknologjia dhe mjekësia nga ky zbulim? A ka ndonjë lidhje?

Para së gjithash, siç përmenda, kemi konfirmuar se përllogaritjet për mënyrën se si digjet dielli janë shumë të sakta. Ajo që po përpiqemi të bëjmë me fuqinë e shkrirjes këtu në Tokë, ku ende jemi disi larg nga një reaktor funksional me shkrirje, por përllogaritjet që përdoren në projektimin e atyre reaktorëve janë të njëjtat përllogaritje që përdoren për të llogaritur se si digjet dielli. Pra, ne e kemi konfirmuar këtë dhe, dua të them, në diell ajo mbahet në vend nga graviteti.

Në Tokë, njerëzit përpiqen ta bëjnë këtë me fusha magnetike për të mbajtur grimcat të mos godasin muret e “shishes” magnetike. Por gjithashtu, e dini, teza ime e diplomës së masterit në vitin 1965 ishte studimi i vetive të pozitronëve, për të cilët dihej shumë pak në atë kohë. Dhjetë vjet më vonë, tomografia me emetim pozitroni përdori këto veti në mjekësi.

Tani po përpiqemi, duke përdorur disa nga teknologjitë që po zhvillojmë për të studiuar materien e errët, ta përmirësojmë atë teknologji për ta bërë më të ndjeshme, në mënyrë që të përdorim doza më të ulëta dhe të trajtojmë fëmijë më të vegjël. Ka një marrëdhënie të vazhdueshme mes teknologjisë dhe shkencës. Dhe shumë shpesh, teknologjia shtyhet përpara nga kërkesat ekstreme të shkencës. Kësisoj, ekziston një partneritet shumë i mirë mes shkencës dhe teknologjisë që ecën përpara.

Në thelb, kam zbuluar atë që profesori im për doktoraturën në Caltech tha dikur në një intervistë: fizika eksperimentale është shumë argëtuese sepse shkon në laborator në mëngjes dhe nuk e di nëse, kur del pasdite, mund të kesh zbuluar diçka që askush tjetër nuk e ka parë ndonjëherë më parë. Ke kontribuuar në dijen tonë. Dhe siç thashë, mes viteve 1965 dhe sot, të gjitha informacionet për të cilat po flas janë zhvilluar pikërisht nga aktivitete të tilla. Kështu që është shumë argëtuese të eksplorosh botën përreth nesh dhe të përpiqesh ta kuptosh atë në më shumë detaje. Nëse mund t’i kuptojmë origjinat tona duke bërë bashkë pjesë informacioni si ato që kemi matur, atëherë kjo është një arritje e madhe për njerëzimin. Dhe është mirë të kontribuosh qoftë edhe një pjesë të vogël në këtë.

Si do të dëshironit të kujtoheshit si shkencëtar? Si dikush që ndoqi dijen për hir të saj, apo si dikush që deshi që kjo dije të sillte ndryshim domethënës për njerëzimin dhe për kuptimin tonë mbi universin ku jetojmë?

Do të thosha të dyja. Njeriu kërkon mundësi për të bërë diçka që mund të jetë e vlefshme. dhe unë kam folur për shkencën e pastër dhe përpjekjen për të kuptuar se si funksionon universi. Por në kohën e COVID-it në vitin 2020, kur filloi për herë të parë, unë po punoja me kolegë në Itali dhe drejtuesi i projektit për studimin e materies së errët, që po e zhvillonim në një laborator nën tokë në Itali, ndodhej në Milano, aty ku ishte shpërthimi më i madh në fillim, dhe ku respiratorët nuk ishin të disponueshëm, dhe njerëzit po vdisnin në njësitë e kujdesit intensiv për shkak të mungesës së atyre pajisjeve që do t’i mbanin gjallë teksa luftonin virusin COVID. Kështu që vendosëm që teknikat që po përdornim me argonin në formë të lëngshme për matjet tona të materies së errët i kishin mësuar ekipit tonë të shkencëtarëve, qindra sosh në mbarë botën, se si të trajtonin gazin dhe si ta kontrollonin atë me sisteme kompjuterike e kështu me radhë. Gjatë një periudhe prej rreth katër muajsh, zhvilluam një formë të re respiratori, i cili ka pak pjesë lëvizëse, prandaj është i lehtë për t’u siguruar edhe kur zinxhirët e furnizimit ndërpriten, dhe arritëm të siguronim një kontratë nga qeveria kanadeze, ose një kompani në Kanada, për të ndërtuar disa mijëra të tillë, të cilët përfunduan deri në fund të vitit.  Kështu, ne arritëm të kontribuonim duke përdorur ekspertizën që kishim zhvilluar për shkencën bazike për të bërë diçka që ishte qartësisht nevojë për njerëzimin në atë kohë. Prandaj, mendoj se ne që jemi të përfshirë në shkencë jemi po aq të interesuar të zhvillojmë gjëra që mund të jenë të vlefshme për njerëzimin drejtpërdrejt, duke u bazuar në teknologjinë e re që kemi zhvilluar për të kuptuar shkencën bazike.

Keni përmendur dashurinë tuaj të përhershme për vallëzimin, të frymëzuar nga përvoja në shkollë të mesme. Në ç’mënyrë e shihni një paralelizëm mes vallëzimit dhe lëvizjes apo oscilimit të neutrinove?

Lëvizja për mua, në këtë moshë, është të mbetem gjallë, do të thosha. Për fat të mirë, gruaja ime dhe unë u njohëm në shkollë të mesme në një festë vallëzimi. Në atë kohë kishim një grup të mrekullueshëm shoqëror në atë që quhet YMCA, e cila mendoj se është një organizatë ndërkombëtare. Kishim klube shërbimi për djem dhe vajza. Mbledhjet e klubeve tona i mbanim të premteve në mbrëmje, të ndjekura nga një pikë vallëzimi. Pastaj, ne organizonim vallëzimin për shkollën e mesme të shtunën në mbrëmje. Ajo ishte jeta jonë shoqërore. Ishte një mundësi e mrekullueshme për të takuar njerëz të tjerë. Unë e takova atë në atë kontekst. Tani jemi të martuar për gjithsej 59 vjet. Bile shumë të lumtur, me katër fëmijë, nëntë nipër e mbesa. Kemi kërcyer gjithë jetën tonë. Ende kërcejmë sa herë që kemi mundësi. Është e mrekullueshme të jesh në gjendje ta bësh këtë. Pra, po, mendoj se vallëzimi dhe lidhja e tij me oscilimin e neutrinove nuk është diçka për të cilën mendoj shpesh. Por, nuk ka dyshim se kjo botë funksionon në mënyrë të rregulluar – dhe lëvizja e rregullt, që është ajo me të cilën merresh kur studion neutrinot, është deri diku e ngjashme me lëvizjen e rregullt të ndjekjes së hapave në një vallëzim. Kështu që ekziston një lidhje. Sigurisht, ajo që mëson në vitin e parë të fizikës në universitet është se ekuacionet, ekuacionet matematikore që përshkruajnë oscilimet… pra, fizika e valëve është padyshim një pjesë e madhe e asaj që mëson në fizikë.

Çfarë këshille keni për studentët kosovarë që ëndërrojnë të japin një kontribut të madh në shkencë, por ndihen të kufizuar nga përmasat e vogla të vendit të tyre?

Këshilla ime e përgjithshme për studentët është ta mbajnë të thjeshtë, janë dy fraza të thjeshta. Njëra është: jini kureshtarë, që e përmenda më herët. Tjetra është: jini të sjellshëm. Del se nevoja për të qëndruar i përditësuar me shkencën, dhe fatmirësisht, tani mund ta bëni këtë me Google, me inteligjencën artificiale e kështu me radhë, mund të keni një gamë të gjerë dijesh në shkencë këto ditë, që është shumë më e lehtë për t’u fituar se sa kur unë studioja në vitet 1960. Ne s’e kishim këtë. Ne e futëm kompjuterin e parë me vinç përmes çatisë së ndërtesës së fizikës gjatë vitit tim të fundit në universitet. Disa gjëra nuk ndryshojnë. Disa prej nesh studentë u udhëzuam: mësoni Fortra-n dhe ua mësoni profesorëve. Ndoqëm një kurs të vogël, sepse askush në universitet nuk kishte programuar ndonjëherë një kompjuter. Por, ajo që ende është e vërtetë është se studentët zakonisht dinë më shumë për këtë se sa profesorët.

Gjëja tjetër që them është: jini të sjellshëm, sepse mund të arrini shumë më tepër nëse keni bashkëpunëtorë të mirë me të cilët keni marrëdhënie të mira. Ishim shumë me fat që kishim një grup shumë të talentuar individësh në projektin Sudbury Neutrino Observatory. Jam shumë i vetëdijshëm për faktin se, unë isha drejtori i projektit, por puna u bë e gjitha nga këta individë të tjerë. Të jesh në gjendje të bashkëpunosh si duhet me njerëzit e tjerë mund të zgjerojë mundësitë e tua kur je pjesë e një bashkëpunimi, por gjithashtu mund të zgjerojë mundësinë për të hyrë në një të tillë. E njëjta gjë vlen edhe për studentët në Kosovë. Mësoni sa më shumë që mundeni, përfitoni nga institucionet arsimore që i keni në Kosovë, por mësoni mjaftueshëm edhe nga burimet që janë të disponueshme në internet sot, që pastaj ndoshta të bindni dikë në ndonjë institucion arsimor jashtë Kosovës që t’ju mundësojë të studioni atje dhe të ecni përpara. Por, mbi të gjitha, thjesht kënaquni me shkencën. Ka shumë kënaqësi në të.

Një selam për Kosovën

Njerëzit në Kosovë…nuk mund ta them fjalën “Kosovë” pa menduar për heroizmin, dhe prandaj duhet t’i dërgoj përshëndetjet e mia për të gjithë atje. E di që e keni marrë vendin tuaj kryesisht përmes përpjekjeve të fuqishme të popullit tuaj, dhe kjo është me të vërtetë diçka që duhet respektuar.

*Klikoni KËTU për t´u bërë pjesë e kanalit zyrtar të Klan Kosovës në Viber.

*Klikoni KËTU për ta shkarkuar aplikacionin e Klan Kosovës në Android, dhe KËTU për iOS.