Vastne füüsikaprofessor jahib tumeaine osakesi

Eile töötas professor Martti Raidal oma Tallinna töökabinetis Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis. Foto: Peeter Langovits

Tartu Ülikooli kõrge energia füüsika professoriks valitud Martti Raidal, kes peab täna ülikooli aulas inauguratsiooniloengu, leiab, et elementaarosakeste füüsikas on praegu ja lähiaastail kõige põnevam aeg.

Teie kodu on Tallinnas. Kui tihti tuleb teil hakata Tartus käima ja kui pikki tööpäevi teha?

Loengud algavad selle kuu lõpus ja planeeritud on nii, et saab ühe päevaga hakkama. Praegu on see kolmapäev.

Olete olnud kolm aastat Eesti Teaduste Akadeemia uurija-professor. Kas jätkate ka seal?

Ei jätka. Tegelikult saab mul teaduste akadeemias täis juba neljas aasta. Tavaliselt valitakse neile kohtadele küll kolmeks aastaks, aga minu aega lihtsalt pikendati mingil põhjusel.

Te olete teaduskraadini juhendanud juba hulga füüsikamagistrante-doktorante. Kas neid on ka Tartust?

Tallinna Tehnikaülikoolist on olnud üks tudeng, kes kaitses doktorikraadi, ja praegu on TTÜst juhendada samuti üks doktorant. Ülejäänud tudengid ongi olnud kõik Tartu Ülikoolist. Doktorikraadini on neist jõudnud neli, viies kaitseb kraadi nüüd detsembris. Magistreid on olnud kolm-neli.

Füüsikud tõdevad, et me ei tunne suuremat osa universumis olevast massist – tumedast ainest. Hiljuti kõneleski teleris üks vanahärra, teenekas arst, et jumala uskumine on talle lihtne, sest universumi kogumassi moodustavast ainest tunneme ju vaid nelja protsendi omadusi. Huvitav lähenemine, aga kuidas paistab see teile?

Elus ja elutut eristab teadvus ning usk on osa elusolemisest. Objektiivselt võttes on teada tumeaine ja tumeenergia suuremastaabiline käitumine galaktikate ja universumi tasemel. Ega seal midagi sellist elusat küll ausalt öeldes vastu ei vaata.

Nähtamatut mõistuslikku jõudu selles tumeaines on füüsikutel raske kahtlustada?

Loodusteadused seda praegu ei toeta. Loodusteaduste järgi peab mõistuse kandjail olema mingi struktuur. See, et me ei tea paljusid asju, on aga elementaarne. Füüsikas on klassikaline olukord: me teame, et me ei tea.

Kuidas siis füüsikud saavad ikkagi väita, et me teame universumi kogumassi moodustavast ainest vaid just nelja protsendi omadusi, mitte neljateistkümne või neljakümne?

See tuleb universumi suure skaala vaatlustest. Universumi üldised omadused on teada, neist omadustest saab välja arvutada, millised komponendid seal sees on. Me räägime kõigest, mis on näha: galaktikad, galaktikaparved, superparved.

Tulemus ongi, et olemasolevat mateeriat, millest meie tehtud oleme, on neli protsenti.

Selle aine alla liigituvad kõik planeedid ja ka näiteks meteoriidid, mis on Maale langenud?

Täpselt nii. Aga tumeaine on hajusalt kogunenud pilvedesse, mis on struktuurita, pehmed. Maa ja Päike sõidavad kogu aeg selle pilve sees, aga me ei tea, mis pilv see on, miks ta on ja millised on tema omadused.

Juhite Eesti teadlaste tööd Euroopa tuumauuringute keskuses, mille suures had­ronite põrgutis püütakse leida uusi elementaarosakesi. Viimane kõlab mulle kui profaanile pisut kummaliselt, sest viitab ju, et me mitte ainult ei tunne enamikku väljaspool meie planeeti olevast ainest, vaid ka seda ainet, mis on iga päev siinsamas meie ümber.

Seda võib tõlgendada pigem nii, et tänu Higgsi bosoni avastamisele (Higgsi boson on osake, mis annab teistele meile tuntud osakestele massi – toim) teame meie ümber oleva aine omadusi järjest paremini.

Kuid on alust arvata, et see teadmine pole lõplik, ja seepärast on vaja minna järjest kõrgematele energiatele ja vaadata, kas on veel midagi olemas. Ühe võimalusena saab hadro­nite põrgutis tekitada ka tumeainet ja aru saada, mis see on.

Kui viis aastat tagasi hadro­nite põrguti käivitamist alustati, küsiti palju, kas hullud teadlased hakkavad kutsuma esile maailmalõppu ja kas meid kõiki imetakse musta auku. Kas praegu ka veel keegi sellise murega aeg-ajalt lagedale tuleb?

Need, kes seda maailmalõpu juttu räägivad, räägivad seda igal võimalusel. Tuumauuringute keskuse tööst rääkida on üks võimalus. Kui seda keskust poleks, räägiks nad maiade kalendrist. See on lihtsalt mõtteviis, millel pole teaduslikku alust.

Kõigil on ilmselt meeles, et üsna hadronite põrguti töö alguses tekkis tõrge ja enam kui aasta masin seisis. Mida on praeguseks teada saadud ja milline on põrguti tervis?

Põhiline osake, mida otsiti – Higgsi boson – ning mille leidmist standardmudel ehk kehtiv teooria ennustab, tõenäoliselt leiti. Ehk leiti uus osake ja praegu tegeldakse selle omaduste määramisega. Selgitatakse, kas see on täpselt see, mida oodati, või mitte, kas ta on ainus või on temasarnaseid veel jne.

Hadronite põrguti töötab planeeritud energiast poolel energial, aga kui see kõrvale jätta, siis toimib põrguti paremini, kui keegi oleks kunagi oodanud.

Millest on tingitud poolel energial töötamine?

Sellest, et ta läks algul katki. Olid tehnilised vead, mida oleks pidanud ette nägema, aga ei nähtud. Seetõttu läheb põrguti uuest aastast umbeks poolteiseks aastaks kinni, et oleks võimalik vigu parandada.

Paari aasta pärast läheb ta siis loodetavasti tööle kõrgemal energial.

Teile muutub töö järjest põnevamaks?

Praegu on kõige huvitavam aeg üldse ja seda jagub veel mitmeks-mitmeks aastaks. Kas huvitav on ka kümne aasta pärast, sõltub tulemustest, mis lisaks suurele hadronite põrgu­tile tulevad kosmoloogilistest vaatlustest.

Martti Raidal

• Professor Martti Raidal (44) on lõpetanud Nõo keskkooli ja Tartu Ülikooli. Doktorikraadi kõrge energia füüsikas sai ta 1995. aastal Helsingi Ülikoolis.

• Edasi töötas Raidal järeldoktorina Valencia Ülikoolis, DESY laboris Hamburgis ja California Ülikoolis River­side’is. Euroopa tuumauuringute keskuses (CERN) juhib ta Eesti teadlasterühma tööd.

• Eestis töötab Martti Raidal Tallinnas Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi vanemteadurina ning nüüdsest ka Tartu Ülikooli füüsikainstituudi professorina. Raidali olulisemad teadustöö suunad on kiirendifüüsika ja astroosakeste füüsika.

• Raidali aulaloeng algab täna kell 16.15 ja kannab pealkirja «Kõrge energia – tee universumi süvastruktuuri mõistmiseks».

Allikad: Tartu Ülikool,  Eesti Teaduste Akadeemia