CERN-ში ქართველი მასწავლებლების სტაჟირების პროექტის იდეა, დაახლოებით, 2009 წელს გაჩნდა. მას მერე, 2011 წლიდან, საქართველოს განათლების სამინისტროსა და მასწავლებელთა სახლის თანამშრომლობით, ბირთვული კვლევების ევროპულ ცენტრთან (CERN), ყოველწლიურად, ხორციელდება პროექტი (გამონაკლისი პანდემიის პერიოდი იყო) და სტაჟირება უკვე 240-მა ქართველმა მასწავლებელმა გაიარა.
თუმცა ურთიერთობა CERN-სა და საქართველოს შორის მანამდეც არსებობდა – 1996 წლიდან თანამშრომლობდნენ ქართველი მეცნიერები, საქართველოსა თუ უცხოეთის სხვადასხვა უნივერსიტეტიდან, ბირთვული კვლევების ევროპულ ცენტრთან. მათგან ბევრია ქართველ მასწავლებელთა CERN-ში სტაჟირების პროგრამაში ჩართული და ახლაც გვიმასპინძლეს, ფიზიკოს ჯეფ ვინერთან ერთად:
ირაკლი მინაშვილი – ფიზიკოსი, CERN-ის ასოცირებული წევრი და ATLAS ექსპერიმენტის კალორიმეტრის მომსახურების ჯგუფის ხელმძღვანელი;
გივი სეხნიაიძე – ფიზიკოსი, ფედერიკო II უნივერსიტეტის INFN – ნეაპოლის განყოფილება, იტალია, 1996 წლიდან თანამშრომლობს CERN-თან;
ალექსი მესტვირიშვილი – ფიზიკოსი, მაღალი ენერგიების ექსპერიმენტული ფიზიკის დოქტორი, 1996 წლიდან თანამშრომლობს CERN-თან; ამერიკის შეერთებულ შტატებში აიოვას უნივერსიტეტის უფროსი მეცნიერი, 2005 წლიდან მუდმივად მუშაობს CERN-ში;
ვახტანგ ქართველიშვილი – CERN-ის ასოცირებული თანამშრომელი, ლანკასტერის უნივერსიტეტის პროფესორი;
ქეთევან ქააძე – ფიზიკოსი, კანზასის სახელმწიფო უნივერსიტეტის პროფესორი;
ირმა მგელაძე – შვეიცარიაში მოღვაწე ფიზიკოსი, მკვლევარი, პედაგოგი, სახელმძღვანელოს ავტორი;
ირაკლი მინაშვილი – ფიზიკოსი („ჯუნიორი“).
როგორც აღვნიშნე, საქართველოსა და CERN-ს შორის ურთიერთობა 1996 წლიდან დაიწყო. კოლაიდერის შექმნასა და მის გამართულ მუშაობას, სხვადასხვა ქვეყნის მეცნიერებთან ერთად, ქართველი მეცნიერებიც უზრუნველყოფენ. მათი კვლევის ძირითადი საგანია, როგორი იყო სამყარო მისი წარმოქმნის დროს, 14 მილიარდი წლის წინ, პირველ მიკროწამებში, როგორ შეიქმნა პირველი ელემენტარული ნაწილაკი, ატომი, მოლეკულა, შემდეგ კი — ვარსკვლავები, პლანეტები და გალაქტიკები; რა არის შავი ხვრელი; განვითარების რა გზა გაიარა და როგორი დასასრული ექნება სამყაროს.
მსოფლიოში ყველაზე გიგანტური ამაჩქარებელი აგებულია საფრანგეთისა და შვეიცარიის საზღვარზე არსებულ ტერიტორიაზე და უკავია 100 მეტრის სიღრმეზე განთავსებული გვირაბი, რომლის წრეწირის სიგრძე 27 კილომეტრია. LHC-ზე ძირითადად აჩქარებენ პროტონების კონებს. მათი აჩქარება ხდება ორი მიმართულებით, არის წერტილები სადაც ეს პროტონთა კონები ერთმანეთს უნდა შეეჯახონ. ამ დროს წარმოიქმნება უამრავი ელემენტალური ნაწილაკი… მისი შესწავლით, მიახლოებითი წარმოდგენა იქმნება თუ როგორი იყო სამყარო დიდი აფეთქების პირველ მიკროწამებში.
პროგრამის ფარგლებში, CERN-ში 14 მასწავლებელი ვიმყოფებოდით. პროგრამა ხორციელდება მსოფლიოს ბევრი ქვეყნის მასწავლებლებისთვის. მისი პირველი და უმთავრესი მიზანი კი, რა თქმა უნდა, მეცნიერების პოპულარიზაცია და ახალგაზრდებში ფიზიკის შესწავლის მოტივაციის ამაღლებაა, რადგან ახალგაზრდა თაობაში არაპოპულარული გახდა საბუნებისმეტყველო საგნების, განსაკუთრებით, ფიზიკის შესწავლა.
აქვე CERN-ის მიზნებსა და მისიასაც გაგაცნობთ:
♦ ჩახედვა წარსულში – ცოდნის საზღვრების გაფართოება;
♦ დიდი აფეთქების საიდუმლო – როგორი იყო სამყარო წარმოშობის პირველ მომენტში;
♦ ახალი ტექნოლოგიების განვითარება;
♦ მომავალ მეცნიერთა მომზადება;
♦ სხვადასხვა კულტურისა და ქვეყნის ხალხთა გაერთიანება.
აბრევიატურა CERN ასე იშიფრება – Conseil Europღen pour la Recherche Nuclღaire; CERN – ბირთვული კვლევების ევროპული ორგანიზაციაა, საერთაშორისო ორგანიზაციის სტატუსით – ჩამოყალიბდა 1954 წელს 12 ევროპული ქვეყნის შეთანხმების საფუძველზე. ამჟამად ამ ორგანიზაციის წევრი 23 ქვეყანაა. სამწუხაროდ, საქართველო ჯერ არ არის წევრი ქვეყანა, თუმცა ქართველი მეცნიერები შთამბეჭდავი რაოდენობით არიან წარმოდგენილი. CERN-ის წლიური ბიუჯეტი 1.206 მილიარდი შვეიცარიული ფრანკია.
LHC – დიდი ადრონული კოლაიდერი იმისთვის შეიქმნა, რომ ექსპერიმენტულად დაედასტურებინათ, აღმოეჩინათ ნაწილაკი, რომლის არსებობა გასული საუკუნის სამოციან წლებში, პირველებმა, პიტერ ჰიგსმა და ფრანსუა ანგლერმა ივარაუდეს.
დიდ ადრონულ კოლაიდერზე, სხვადასხვა წერტილში, მუშაობს ოთხი ძირითადი დეტექტორი – ALISE, ATLAS, LHCb და CMS.
ყველა დეტექტორი ინფორმაციას ერთი მეთოდით არეგისტრირებს და აანალიზებს:
- ტრეკული სისტემა – სილიკონური სტრიპები და პიქსელები;
- ელექტრომაგნიტური კალორიმეტრი;
- ადრონული კალორიმეტრი;
- მიუონური სისტემა.
კოლაიდერი ინგლისური სიტყვაა (collide) და შეჯახებას ნიშნავს. კერძოდ, კოლაიდერში, თითქმის სინათლის სიჩქარით მოძრავი, პროტონების ორი კონა გამოდის საპირისპირო მიმართულებით და ეჯახება ერთმანეთს. ამ დროს, წარმოიქმნება დიდი ენერგია (7ტევ) და უამრავი ელემენტარული ნაწილაკი. ეს ახალი ნაწილაკები ძალიან არამდგრადებია – წამის ნაწილებში შეუძლიათ არსებობა. კოლაიდერის შემადგენლობაში არსებული ანალიტიკური აპარატი იწერს ამ მონაცემებს, შემდეგ კი დეტალურად აანალიზებს.
7 ტევამდე ნაწილაკის აჩქარება პირდაპირ არ ხდება, ამისათვის მან რამდენიმე ამაჩქარებელი უნდა გაიაროს. წრფივი ამაჩქარებლით 50მევ-მდე აჩქარებენ პროტონებს. შემდეგ ნაწილაკი გადადის PS-პროტონულ ამაჩქარებელში, ანუ Booster-ში, სადაც 1,4გევ-მდე ჩქარდება. Booster-ის რადიუსი 600 მეტრია. აქედან გადადიან პროტონულ სინხოტრონში, სადაც პროტონის ენერგია 28გევ-მდე ადის. შემდეგ – SPS-ში, ანუ პროტონულ სუპერ სინხოტრონში, სადაც ენერგია 400გევ-მდე იზრდება. ამ ამაჩქარებლის რადიუსი 7კმ-ია. დაბოლოს, გადადის LHC-დიდ ადრონულ კოლაიდერში, სადაც უკვე პროტონის ენერგია იქნება 3,5 ტევ, ე.ი. შეჯახების დროს, სულ, 7 ტევი ენერგია გროვდება.
დეტექტორებიდან მიღებულ დიდი მოცულობის ინფორმაციას იმ ქვეყნებში გადასცემენ, სადაც ექსპერიმენტის მონაწილე მეცნიერები მუშაობენ. ცერნმა ამ მონაცემების გამავრცელებელი ახალი სისტემა – GRID შეიმუშავა, რომელიც ამუშავებს და ინახავს დეტექტორებიდან მოსულ ინფორმაციას (წელიწადში15 მლნ გეგაბაიტს აღწევს). შესაძლოა, GRID სისტემა ახალი სუპერ-ინტერნეტის საფუძველი გახდეს. ყველასთვის ცნობილია, რომ ინტერნეტი (მსოფლიო ქსელი) შეიქმნა ცერნში, რადგანაც საჭირო იყო ამ უზარმაზარი ინფორმაციის სწრაფი მიწოდება სხვადასხვა კონტინენტებზე მცხოვრები მეცნიერებისთვის. შედეგად, ცერნში შეიქმნა მსოფლიო ინტერნეტქსელის (WWW) პროტოტიპი, შესაბამისი პროგრამული უზრუნველყოფით. ეს არც პირველი სარგებელია დედამიწის მოსახლეობისთვის და არც უკანასკნელი, რაც მეცნიერული კვლევების პარალელურად შეიქმნა და გავრცელდა.
CERN-ში ვიზიტის პირველივე დღეს მივედით ბრიტანელი მეცნიერის, ტიმ ბერნერს-ლის სამუშაო ოთახთან, სადაც მან, 1989 წელს, მსოფლიო ქსელი გამოიგონა (თავდაპირველი დანიშნულება – შიდა საკომუნიკაციო).
ზემოთ უკვე მოგახსენეთ, რომ LHC იმ ნაწილაკის აღმოსაჩენად შეიქმნა, რომლის არსებობა, ჯერ კიდევ წინა საუკუნის 60-იანი წლებიდან, რამდენიმე ფიზიკოს-თეორეტიკოსმა მეცნიერმა ივარაუდა. კერძოდ, უნდა ეარსება მნიშვნელოვან ნაწილაკს, რომელიც დიდი აფეთქების პირველ მიკროწამებში ძალიან დიდ როლს ითამაშებდა სხვა ნაწილაკების წარმოქმნაში. 60 წელზე მეტხანს არ ხერხდებოდა მისი აღმოჩენა. 2009-2012 წლებში სამეცნიერო ჯგუფებმა CMS-სა და ATLAS-ზე მსგავსი თვისების ნაწილაკი შენიშნეს. ბოლოს ნამდვილად დადასტურდა, რომ აღმოჩენილ იქნა ე.წ. ჰიგსის ნაწილაკი, ეს სახელი იმ მეცნიერის პატივსაცემად ეწოდა, რომელმაც მისი არსებობა ივარაუდა – ბრიტანელი ფიზიკოს-თეორეტიკოსი პიტერ ჰიგსი. მას ნობელის პრემია მიენიჭა დიდ ბელგიელ ფიზიკოს-თეორიტიკოს ფრანსუა ანგლერთან ერთად (სამწუხაროდ, პიტერ ჰიგსი 2024 წლის 8 აპრილს 94 წლის ასაკში გარდაიცვალა). ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენაში CMS-სა და ATLAS-ზე მონაწილეობდნენ ქართველი ფიზიკოსები იმ გუნდიდან, რომელიც ზემოთ ჩამოვთვალე.
ვიზიტის დასაწყისში გაგვაცნეს უსაფრთხოების წესები, რომელსაც CERN-ში განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა და გვირჩიეს კომფორტული ტანსაცმლისა და ფეხსაცმლის მორგება.
ჩვენი გრაფიკი ინფორმაციულად და თემატურად ძალიან დატვირთული იყო. დღის პირველ ნახევარში ვისმენდით სხვადასხვა სემინარს ელემენტალური ნაწილაკების, კოსმოლოგიის, თანამედროვე ფიზიკის აღმოჩენების შესახებ, ბატონების: გივი სეხნიაიძის, ვახტანგ ქართველიშვილის, ჯეფ ვინერის, ირაკლი მინაშვილის, ირაკლი მინაშვილის-„ჯუნიორის“, ქალბატონ ქეთევან ქააძის ლექციებს, გვქონდა კითხვა-პასუხის რეჟიმი; დღის მეორე ნახევარი ეთმობოდა, ვთქვათ, სინქროციკლოტრონისა და ATLAS კონტროლის ოთახის, ATLAS მართვის ოთახის, CERN-ის კონტროლის ცენტრისა და კრიოგენული ტესტირების დარბაზის/SM18-ის, CCC-ის, ღრუბლოვანი პალატის სახელოსნოსა და გამოფენების, ანტიმატერიის ქარხნისა და დაბალი ენერგიის იონური რგოლის/LINAC2, მონაცემთა ცენტრის და სტაჟირების კულმინაციის CMS-ის დათვალიერებას, სადაც ჩვენი მუდმივი მეგზური იყო ბატონი ალექსი მესტვირიშვილი, რომელიც 10 აპრილს სკოლაში ჩაგვერთო CERN-იდან და ჩემმა მოსწავლეებმა უამრავი კითხვა დაუსვეს.
სტაჟირებისას ასევე მოვისმინეთ ქალბატონ ირმა მგელაძის საინტერესო ლექცია თანამედროვე ფიზიკის სწავლების გამოწვევებისა და სირთულეების შესახებ. მან, როგორც კოლეჯის მასწავლებელმა, საკუთარი გამოცდილება გაგვიზიარა.
ჩვენი ჩასვლის დროს ერთი კვირის ჩართული დაგვხვდა LHC. თურმე, როცა კოლაიდერი ჩართულია, იქ შესვლა ყველას ეკრძალება, გადაუდებელი აუცილებლობისას კი კოლაიდერს გამორთავენ იმ დროით, რა დროც სჭირდება იქ კონკრეტული სამუშაოს შესრულებას, ანუ დიდ ადრონულ კოლაიდერზე ვიზიტორები იშვიათად ხვდებიან და თითქმის ვერც. თუმცა, ჩვენ სადაც ვიყავით CMS-ზე (სადაც ჩვენი უცვლელი გიდი – ბატონი ალექსი მესტვირიშვილი მუშაობს), მინუს მეორე დონეზე, დაახლოებით, 91მ სიღრმეზე, სულ რაღაც ათიოდე მეტრიც აღარ გვაშორებდა LHC-ს. ეს როგორი შეგრძნება იყო იცით? თითქოს 10 მეტრი გვაშორებდა სამყაროს წარმოშობის ისტორიას – მისი არსებობის პირველ წამს.
ფართო საზოგადოებას ნაკლები ინფორმაცია აქვს CERN-ის შესახებ, ის მისტიკურ საბურველშია გახვეული, რასაც ხელი შეუწყო დენ ბრაუნის ბესტსელერმა რომანმა „ანგელოზები და დემონები“, რომლის პირველი თავი თითქოსდა აქ მომხდარ მოვლენებს ეძღვნება. სინამდვილეში, მისტიკური არაფერია, თუმცა, თანამედროვე მეცნიერების სასწაული კი ნამდვილად გახლავთ. ვიყავით ანტიმატერიის ცენტრში და ბატონ ალექსი მესტვირიშვილისგან მოვისმინეთ, როგორ იქმნება ანტიწყალბადი. ანტიმატერიის დიდხანს „შენახვა“ არ ხერხდება, რადგან ჩვეულებრივ მატერიასთან ანიჰილირდება და დიდი რაოდენობით ენერგია გამოიყოფა. ანტიმატერიის არსებობაც ივარაუდეს მეცნიერებმა – დიდი აფეთქების დროს ისიც უნდა წარმოშობილიყო, თუმცა მის კვალს სამყაროში ვერსად აგნებდნენ. შესაძლებელი გახდა მისი თვისებების შესწავლა, უკვე ისიც ცნობილია, რომ ანტიმატერია გრავიტაციას ჩვეულებრივი მატერიის მსგავსად ემორჩილება.
და თუ გაინტერესებთ რა იყო ჩემთვის CERN-ში სტაჟირება და ზოგადად CERN, როგორც საჯარო სკოლის ფიზიკის ჩვეულებრივი, რიგითი მასწავლებლისთვის, უყოყმანოდ გიპასუხებთ, რომ ეს არის ამქვეყნიური სამოთხე, ალბათ „იმქვეყნიურიც“!
მოგვანიჭეს CERN-ის ელჩების საპატიო წოდება, რაც გვავალდებულებს იქ ნანახის, აღქმულის გაზიარებას სასკოლო თუ ფართო საზოგადოებისთვის. CERN-ის მთავარი მისიაც ხომ მეცნიერების პოპულარიზაცია და მომავალი მეცნიერების აღზრდაა? ჩვენი ვალია, შემოვატრიალოთ მოსწავლეები ფიზიკის, მათემატიკის, ინჟინერიის, ტექნოლოგიების შესწავლისკენ. ეს ძალიან სჭირდება ჩვენს ქვეყანას და თუ პატარა წვლილს მეც შევიტან ამ საქმეში, მისიაც შესრულებული იქნება.
ამ მიზნით, პირველი ნაბიჯი 10 აპრილს, ხორნაბუჯის საჯარო სკოლაში წარდგენილი პრეზენტაციით გადავდგი, აქაც დახმარება აღმომიჩინა ბატონმა ალექსი მესტვირიშვილმა, რომელიც CERN-იდან ჩაგვერთო. არ დამავიწყდება ჩემი მოსწავლეების აციმციმებული თვალები ამ დიდი მეცნიერის პასუხების მოსმენისას. დიალოგი, დაგეგმილი ნახევარი საათის ნაცვლად, ორი საათი გაგრძელდა, ყველაზე მეტი კითხვა მე-9 კლასელმა მოსწავლემ, ლიკა ჯინაშვილმა დასვა. თავი გამოიჩინეს მერვეკლასელებმა – თამარ მამულაშვილმა, ნია ჯანყარაშვილმა, ინგა მჭედელაძემ, ანჟელიკა ხაჩატურიანმა.
არ შემიძლია უდიდესი მადლიერებითა და პატივისცემით არ მოვიხსენიო ქართველი მეცნიერები, უშუალონი, თავმდაბალნი, ჩვენი აღტაცებით შეფარულად მომღიმარნი. მათთან არაფორმალური საუბარი ამ პროექტის კიდევ ერთი საჩუქარი იყო. ძალიან ბევრი სასარგებლო რჩევა მოვისმინეთ, უფრო მეტი კითხვის დასმის შესაძლებლობა მოგვეცა თანამედროვე ფიზიკის მიმართულებით, რადგან სალექციო დროით არ ვიყავით შეზღუდულები. მადლობა მათ ამ შემეცნებითი, ინფორმაციული, საინტერესო დიალოგებისთვის.
ასევე მინდა დიდი მადლობა გადავუხადო მასწავლებელთა სახლს ასეთი შესაძლებლობისთვის! პერსონალური მადლობა მასწავლებელთა პროფესიული განვითარების ეროვნული ცენტრის დირექტორს, ბატონ ბერიკა შუკაკიძეს, ბატონ ნუგზარ მოსულიშვილს, რომელიც ამ პროექტის ერთ-ერთი სულისჩამდგმელია, ბატონ ზურაბ ბერიასა და ქალბატონ მაია ნაკაშიძეს.
ნინო ფიროსმანაშვილი
სსიპ დედოფლისწყაროს მუნიციპალიტეტის სოფ. ხორნაბუჯის საჯარო სკოლის ფიზიკის მასწავლებელი
