Čerenkovljevi teleskopi

Hrvatski znanstvenici sudjeluje u izgradnji mega teleskopa na Kanarima

U sklopu projekta izgradnje niza Čerenkovljevih gama-teleskopa (CTA – Cherenkov Telescope Array), vrijednoga čak 300 milijuna eura, u petak 9. listopada u opservatoriju Roque de los Muchachos na kanarskom otoku La Palmi održana je ceremonija polaganja kamena temeljca za najveći Čerenkovljev teleskop na sjevernoj hemisferi: prototip LST (Large Scale Telescope) promjera 23 metra. Samom polaganju kamena temeljca za LST je, uz niz uglednika iz najprestižnijih znanstvenih ustanova na svijetu uključenih u projekt, te osoba iz društvenog i političkog svijeta, nazočio i Takaaki Kajita, ovogodišnji dobitnik Nobelove nagrade za fiziku. 

Time započinje aktivna faza izgradnje opservatorija koji će omogućiti nove spoznaje o nekim od najekstremnijih i najsilovitijih događaja u svemiru te opažanje visokoenergijskog zračenja s dosad neviđenom preciznošću – približno deset puta osjetljivije od postojećih instrumenata. U projektu sudjeluje oko 1500 znanstvenika i inženjera s pet kontinenata i 30 zemalja te više od 170 istraživačkih institucija, a značajan je i aktivan doprinos hrvatskih znanstvenika sa Sveučilišta u Splitu (FESB), Sveučilišta u Rijeci, Sveučilišta u Zagrebu (FER) te Instituta Ruđer Bošković u Zagrebu. 

LST je ogroman teleskop. Osim velikog promjera reflektora (23 metra), imat će i kameru promjera 3 metra za detekciju svjetlosti nastale od gama-zraka. Bit će to jedna od najsloženijih i najbržih kamera na svijetu. Prototip teleskopa LST, koji će služiti za provjeru funkcionalnosti CTA niza Čerenkovljevih teleskopa, mogao bi postati i prvi teleskop u postavu kad na snagu stupi sporazum između Španjolske i konzorcija CTA o postavljanju CTA-sjever upravo na kanarski otok La Palmu. 

Čerenkovljevi teleskopi gama-zrake ne opažaju izravno, već mjere učinke koje one stvaraju u interakcijama s molekulama Zemljine atmosfere pri čemu nastaju veliki pljuskovi čestica. Kozmičke gama-zrake omogućuju pak istraživanje fizikalnih procesa u svemiru u kojima se oslobađa najviše energije: eksplozije supernova, crne rupe, 'mikrokvazari', aktivne galaktičke jezgre te izvori provala gama-zraka. CTA će omogućiti i potragu za tamnom tvari te istraživanje moguće kvantne strukture prostorvremena.

Hrvatska je u srpnju ove godine primljena u međunarodnu kolaboraciju LST (Large Scale Telescope) koja je sastavni dio CTA konzorcija, i bavi se dizajnom i izradom prototipa LST-1, najvećeg od tri različite dimenzije Čerenkovljevih teleskopa budućeg CTA opservatorija. Poziv za uključenjem u LST dobili smo zahvaljujući prepoznatom doprinosu hrvatskih znanstvenika u radu međunarodnog eksperimenta MAGIC u kojem smo aktivni još od 2008., smještenom na ORM opservatoriju na kanarskom otoku La Palma. U Magicu i CTA hrvatski sudionici na projektu nastupaju kao jedinstven entitet. Iako dolaze iz raznih krajeva Hrvatske, nastupaju kao jedna institucija.

„Naši ljudi na ovom projektu dolaze iz Splita, Rijeke i Zagreba, a priključila nam se i doktorantica iz Osijeka. Ne radimo svi na istoj vrsti zadataka. Posla je puno, pa se radi raspodjela poslova prema osobnim afinitetima i ekspertizama. Primjerice, na kameri radi splitska grupa u suradnji s dijelom riječke grupe. Simulacije rade ljudi iz zagrebačke i riječke grupe, kaže dr. sc. Dario Hrupec, s Instituta Ruđer Bošković, jedan je od devet Hrvata koji rade na ovom projektu. „Projekt je predložen još 2006. godine, a konstrukcija bi trebala početi 2016. Za tako velike projekte, usporedive s LHC-om na CERN-u, uobičajeno faza pripreme traje cijelo desetljeće. CTA će biti jedan od vodećih projekata iz područja astročestične fizike u iduća dva do tri desetljeća. Izuzetna je prilika raditi na takvom projektu, naročito za mlađe ljude, naše buduće doktorande. Raditi u CTA znači biti na fronti istraživanja iz astrofizike, ali i same temeljne fizike“, kaže Hrupec.

U projektu izgradnje ovog mega-teleskopa sudjeluju i znanstvenici iz Splita. Uz prof. dr. sc. Nikolu Godinovića tu su još profesori Damir Lelas, Ivica Puljak, te novi student Darko Zarić koji će svoj doktorat raditi na 'Magicu', a svoj hardversko-softverski doprinos radit će na CTA, na razvoju LST teleskopa. Na splitskom FESB-u  trenutno rade na posebnoj kameri za precizni nadzor položaja glavne kamere LST-a, razvoju softvera za kontrolu kvalitete podataka i cjelokupnog detektorskog sustava te na Monte Carlo simulacijama koje su neophodne za odluku o konačnom broju i rasporedu teleskopa. Riječki astrofizičari; izv. prof. dr. Dijana Dominis Prester, dr. Tomislav Terzić i doc. dr. Željka Bošnjak,  zahvaljujući isticanju u radu u sklopu međunarodne kolaboracije MAGIC, dobili su poziv da sudjeluju u dizajnu prototipa LST-1 najvećeg teleskopa CTA niza. Time će Sveučilište u Rijeci uz razvoj temeljnih istraživanja, dobiti priliku za razvoj vrhunske svjetske eksperimentalne opreme i naprednog računarstva s mogućnošću brojnih primjena u razvoju hrvatskog gospodarstva i očuvanju okoliša, zajednički i ravnopravno sa svjetskim znanstvenim velesilama poput primjerice Japana, SAD-a i Njemačke.

Kroz rad na dizajnu i konstrukciji ovako zahtjevnog međunarodnog eksperimenta, Hrvatska dobiva priliku za razvoj vještina i kompetencija u području razvoja napredne tehnologije i računarstva s brojnim mogućim primjenama u razvoju gospodarstva te izobrazbu kadrova u međunarodnom kompetitivnom okružju. Uz to, problematika na kojoj radimo u kombinaciji s jakom međunarodnom suradnjom otvara i mogućnost prijave za financiranje međunarodnih projekata s naglaskom na transfer tehnologije.

Nives Matijević