CERN-i teadlane Umut Kose: Inimkond võiks maailmaruumi liikudes kaasa võtta uudishimu, teaduse, kunsti ja kirjanduse

Teadlaste Öö Festivali lõpupidu toimub sel reedel, 25. septembril kell 20 kinos Sõprus, kus finaalüritusel "The Universe: Explained" esitleb mõjukas briti postpunkbänd The Membranes koos Eesti kammernaiskooriga Sireen oma suurejoonelist tagasituleku-albumit "Dark Matter"/Dark Energy". Sellele eelneb bändiliidri John Robbi intervjuu Euroopa Tuumauuringute Keskuse CERN teadlase Umut Kose'ga. Muuhulgas võtavad maailma suurima osakestefüüsika labori spetsialist Kose ja termini "britpop" leiutaja Robb luubi alla Einsteini relatiivsusteooria, Suure Paugu kosmoloogia, mateeria sügavama olemuse ning teoreetilise füüsika muinasjutud. Alkeemia uuris, kes on Umut Kose.

Umut Kose, kes te olete?

Füüsik ja teadlane Šveitsi Berni Ülikoolist ja CERN-i tuumauuringute keskusest. Tegelen teadustööga eksperimentaalse osakestefüüsika valdkonnas. Mul on doktorikraad Ankara Lähis-Ida Tehnikaülikoolist. Kirjutasin lõputöö eksperimentaalsest neutriinofüüsikast ja pentakvargi otsingutest eksperimendi CHORUS käigus. Hiljem tegin kaks aastat Jaapanis Nagoya Ülikoolis teadustööd OPERA projektiga. Selle pika baasiga eksperimendi eesmärk on tabada neutriinode võnkumine. Sain teaduri koha ja seejärel INFN teaduri koha Itaalias Padova Ülikoolis, kus veetsin kokku neli ja pool aastat ning jätkasin tööd OPERA eksperimendiga. Hetkeseisuga olen ma CERN-is töötanud kaks ja pool aastat. Selle aja vältel olen väga nautinud tööd neutriinode võnkefüüsika ja c-kvargi füüsikaga, nagu ka müoonide tomograafiaga vulkaanide visualiseerimiseks. Olen pisut tegelenud ka teadus- ja arendusuuringutega tumeaine otsinguks.

Millega te CERN-is tegelete ja millega tegeleb CERN?

Praegu panustan CERN-i neutriino platvormi uurimis- ja arendustöösse ning töötan uue generatsiooni neutriino detektori prototüübi kallal.

Lähemas ja kaugemas tulevikus on Ameerikas plaanis mitmeid neutriino eksperimente, mille abil suurendada meie teadmisi neutriinodest ja kogu universumist üldse.

CERN aga on lihtsalt öeldes teaduskeskkond rahu, inimkonna ja universumi mõistmise jaoks.

Mõned kardavad, et kui inimesed mängivad Jumalat ning püüavad luua musti auke ja suuri pauke - isegi imeväikeses mõõtmes -, siis võivad tagajärjed olla õnnetud ning kõigi selliste eksperimentidega võib kaasneda hind, mis käib inimkonnale üle jõu... Teie töötate sealsamas kogu selle möllu keskel - mis kostate nende hirmude peale?

Mäletan küll, kuidas keegi avaldas muret selle üle, et Suur Hadronite Põrguti toob kaasa katastroofilised tagajärjed ja tekitab väikesi musti auke. Selle inimese arusaama kohaselt hakkaksid väikesed mustad augud eksponentsiaalselt paisuma ning imeksid kogu planeedi endasse.

Tegelikult polnud sellel inimesel aimugi, millest ta rääkis. Oleme oma töös väga kindlad tänu pikale kogemusele ja kosmilist kiirgust puudutavate teadmiste avardumisele. Las ma selgitan: Maa atmosfääri pommitavad pidevalt kosmosest saabuvad suure energiasisaldusega osakesed ehk kosmiline kiirgus, mis koosneb 89% prootonitest, 10% heeliumist ja 1% raskematest tuumadest. See kiirgus põrkub õhumolekulidega ja tekitab mitmeid teisi osakesi (pioone, kaoone, müoone, neutriinosid, jne.) oluliselt suurema energiaga kui isegi kõige võimsamad kokkupõrked, mida Suur Hadronite Põrguti on suuteline põhjustama. Kui Suur Hadronite Põrguti suudaks luua musti auke, mis on võimelised Maa alla neelama, oleks kosmiline kiirgus seda nüüdseks teinud juba miljard korda meie planeedi pika ajaloo vältel.

Millised on teie jaoks kõige erutavamad teemad teaduses ja miks?

Mind tõmbavad käima uued vaatlused ja avastused.

Samuti arutelud kolleegide ja heade sõpradega võimalikest vaadete muutumistest selles, kuidas me mõistame universumit ja selle taga oleva füüsikat. Ka õpilastega meeldib mulle jutustada füüsika ja argielu seostest, nii et tihtipeale ei märkagi selle käigus aja kulgu.

Kelleks unistas saada väike poiss Umut? Ja kuidas need unistusted teie praeguse elusituatsiooniga kokku klapivad?

Väikse poisina olin ma väga uudishimulik uurimaks kuidas on asjad ehitatud ja kokku pandud. Vahel viis see ka näiteks uurimiseks koduse teleri või raadio osadeks võtmiseks, millele järgnes muidugi ema karistus. Aga õppimine ja asjade uurimine köitis mind väga. Ja kui lõpuks algasid koolis füüsika ja keemia tunnid, siis ma otsustasingi loodusteaduste kasuks.

Ja kelleks te nüüd unistate saada? Millised on teie tulevikuvisioonid, unistused ja missioon siin elus?

Ma juba olengi see, kelleks tahtsin saada. Ma tahaks Türgis oma kodulinnas luua teadusmuuseumi, et inspireerida pealekasvavaid põlvkondi. Ja muidugi töötada kõvasti edasi ja olla hea füüsik.

Me avastame üha kiiremini ja rohkem eksoplaneete, plaanime koloniseerida Kuud ja Marsi, räägime kosmoseturismist ja asteroididelt kaevandamisest. Kui inimkond asutab end siit planeedilt maailmaruumi väljuma, siis millised on need väärtused, mida me liigina endaga kandma peaks?

Uudishimu, teadus, kunst ja kirjandus.

Uudishimu aitab meil ümbritsevat keskknda avastada, küsida probleemide lahendamseks küsimusi ja leida ideid.

Teadus aitab meil arendada ja luua uusi tehnoloogiaid.

Kunst võimaldab inimestel väljendada tundeid ja mõtteid viisil, mida mingil muul moel pole võimalik teha.

Kirjandus tegeleb peamiselt inimeseks olemise kogemusega.

Kas me oleme üldse valmis seda Maalt kosmosesse väljmse sammu tegema? Räägime küll kosmose koloniseerimisest, aga samal ajal ei saa isegi endaga siin planeedil hakkama, tappes ja hävitades nii iseend kui ümbritsevat. Kas see muutuks sellega, et me liigume siit planeedilt välja ja edasi?

Ma ei usu seda.

Millised on teie vaated maavälise mõistusliku elu teemale?

See on üks fundamentaalküsimusi, mis huvitab kõiki: kas me oleme universumis unikaalsed? Kas on kuskil maavälist mõistuslikku elu?

Praegu pole meil tõendeid maavälise mõistusliku elu kohta. Mis aga ei tähenda, et sellist elu meie päikesesüsteemist väljaspool olla ei võiks. Me teame, et universumis on enam kui sadu miljardeid galakatikaid. Linnutee galaktikas on juba 100-400 miljardit tähte.

Astronoomid avastavad igal aastal uusi päikesesüsteeme. NASA Kepleri missiooni andmetel on leitud mitmeid Maa sarnaseid planeete. Oletame, et ühel neist on elu - aga me ei tea, millises evolutsioonijärgus see on. Ja isegi kui nad on nii tehnoloogiliselt kui sotsiaalselt sama arenend nagu meie siin Maal, siis kuna meie vaheline kaugus on mitmeid tuhandeid valgusaastaid, siis võib olla, et nende signaal pole lihtsalt veel meieni jõudnud.

Kui teile antakse ülesanne tervitada inimkonna nimel tegelasi kosmosest, mida te neile ütleksite?

Tere õed ja vennad! Kas te saite meie Voyager-1 pardal teile universumisse saadetud sõnumi kätte?

Mis te arvate võimalikest multiversumi(te)st?

On olemas teooriaid, kuhu sobivad multiversumid.

Kui teil oleks võimalik kasutada supekiiret-ajarännumasinat, teleporti või ussiauku - kuhu te ekskursioonile läheks?

Kepler 452b: Maa-sarnane planeet meie päikesesüsteemist 1400 valgusaasta kaugusel.

Kui võrdleksite end universumi mis tahes ehituskiviga, siis millise valiksite ja miks?

Väga huvitav küsimus. Ütleksin, et olen segu igast osakesest, kuigi mõne osakese protsent on suurem kui teise oma.

Kvargid on lõksus tuuma sees ja "asümptootiliselt vabad".

Elektron on kergeim meile teadaolev stabiilne elementaarosake. Elektronid on osakesed, millega inimestel on enim kogemusi. Elektronidel on tähtis osa kõigis keemilistes sidemetes ja need tekitavad elektrivoolu, mis on vajalik meie arvutites informatsiooni töötlemiseks.

Müoonid ja tau-leptonid on elektronide raskemad vennad, mis annavad endast märku vaid aeg-ajalt.

Neutriinod on valguse järel universumi kõige arvukamad osakesed. Need on kõikjal - me elame neutriinode ookeanis ja nende vihma all. Neutriinod on kõigist universumi osakestest ühtlasi ka kõige salapärasemad. Neutriino avastamise ajalugu on olnud täis üllatusi. Need osakesed aitavad meil paremini mõista nii tähtede sisemust kui ka füüsika põhitõdesid. Neutriinod on väga "seltsimatud" ega mõjuta tavaliselt füüsilist ainet kuidagi. Igal hetkel läbivad triljonid neutriionid nii sinu keha, su maja kui ka maakera ennast. Meie oleme nende jaoks otsekui täiesti olematud nagu "kummitused". Inimese keha läbib eluaja jooksul lugematu hulk neutriinosid ning tõenäoliselt mõjutab tema keha selle aja sees vaid üks-kaks neutriinot. Kui tahaksid peatada mõne neutriino, et sellega vestelda, läheb sul vaja mitme valgusaasta pikkust edumaad! Neutriinod on väga "seltsimatud". Me teame, et neutriinod on suhteliselt suured osakesed ning võimelised muutuma ühest olekust teise (näiteks müoon-neutriinost tau-neutriinoks). Neutriinod on üpris "skisofreenilised".

Seega on minus segu igast osakesest.

Mis on lähiaastatel järgmine suur teadusalane arutlusteema?

Ma usun, et järgmine suur arutlusteema on seotud neutriinode uurimise valdkonnaga. Standardmudeli kohaselt on olemas kolme liiki neutriinosid: elektron-neutriino, müoon-neutriino ja tau-neutriino. Need osakesed on massita, poolarvulise spinniga ja neutraalsed. Mitme eksperimendi tulemused on aga näidanud, et neutriinod on võimelised muutuma ühest olekust teise. Seda nähtust on täheldatud päikese, atmosfääri, kiirendi ja reaktori neutriinode puhul. Neutriinode oleku muutuse põhjendamiseks peaksid neutriinod olema mõõtmetelt suured, mis viitab standardmudelist erinevale füüsikale. Kavatseme luua neutriinode valdkonnas mitu tähtsat uuringuprogrammi:

Lühikese baasiga neutriinode võnkumise eksperiment

Pika baasiga neutriinode võnkumise eksperiment

Esimene annab vastuse küsimusele, kas neljas neutriino - steriilne neutriino - on päriselt olemas või mitte. Nii mõnegi eksperimendi tulemusi ei ole võimalik selgitada vaid kolme neutriinoga. Teine eksperiment võib anda vastuse küsimusele, miks on universumis rohkem mateeriat kui antimateeriat, uurides neutriinode laengu paarsuse rikkumist. Ühtlasi võimaldab supernoovade neutriinode püüdmine meil veelgi parandada oma universumi mudelit ja arusaamist universumi kohta. Saame teada rohkem neutriinode olemuse, massi ja muugi kohta. Kõige tipuks võib selguda ka neutriinode massi päritolu!

Millised on CERN-i plaanid lähitulevikus? Palun kergitage pisut saladuseloori eesootavatelt eksperimentidelt ja missioonidelt.

Lähemal ajal on meil plaanis suurendada Higgsi bosoni statistiliste andmete hulka, et selle osakese omaduste kallal põhjalikumalt töötada. Lisaks veel otsing supersümmeetria leidmiseks, tumeaine kandidaatide uurimine, jne. Alustame ka arutlust järgmise põlvkonna osakestekiirendi loomise teemal.

Millist muusikat te kuulate?

New Age'i, klassikalist ja maailmamuusikat.

Kas te ulmet ka loete ja vaatate? Millised on lemmikud ekraanil ja raamaturiiulis?

Jaa, ulmefilme meeldib mulle vaadata küll ja mu lemmik on "Star Wars". Samuti vaatan heameelega teaduslikke ja ajaloolisi dokumentaalfilme. Ja kui mul jääb teadusartiklite kõrvalt aega, siis loen heameelega teaduskirjandust, filosoofiat ja romaane.

Millised on esimesed märksõnad, mis teil Eesti peale mõeldes meelde tulevad?

Skype. Põhi. Külm.

Mis on õnne valem?

Õnn = elu + looduse kogemine * sotsiaalne akiivsus + armumine + aktiivne töö + kogemused