Základní výzkum ve fyzice často spotřebovává velké množství energie, ale existují vizionáři, kteří již léta prosazují plány, jak ušetřit energii v největších experimentech. Jedním z nich je předseda Mezinárodního poradního sboru FZÚ, částicový fyzik Eckhard Elsen. Bývalý ředitel pro výzkum a výpočty v CERN je spoluautorem plánů na modernizaci urychlovače částic – Velkého hadronového urychlovače s vysokou luminozitou (HL-LHC).
V jednom rozhovoru jste řekl, že v CERN pracujete s nejchytřejšími mozky mezinárodní fyzikální komunity. Byla to pro vás výzva nebo více stres?
Příjemné bylo, že jsem dostával rady ze všech stran, a tak jsem si mohl sám poměrně snadno udělat velký přehled, to bylo na práci ředitele pro výzkum zajímavé. Obzvlášť vítané byly návrhy, které mě samotného nenapadly. Ty jsem poté vyhodnotil, implementoval, a především dále vysvětloval.
Obecně je dobré nejprve naslouchat jaké dobré nápady přicházejí. Pro mé zaměstnance to možná nemuselo být vždy snadné, protože jsem chtěl jejich dobré nápady alespoň do určité míry pochopit, což také vyžadovalo čas. Jsem přesvědčen, že nemohu představovat komplexnější myšlenky, pokud jsem je v principu nepochopil. Toto základní porozumění je nezbytné, aby se dalo širší komunitě a zejména sponzorům vysvětlit, na co jsou prostředky použity. Proto jsem se také snažil přesvědčit odborníky finančního výboru, aby se pokusili porozumět vědě.
Které z vašich nápadů nyní uskutečňuje váš nástupce?
Velkým tématem oněch pěti let byla modernizace experimentů a urychlovače poté, co fyzikální výsledky po objevu Higgsova bosonu prakticky naznačily cestu k Velkému hadronovému urychlovači s vysokou luminozitou. Během diskusí se neustále objevovaly změny v představách stavby detektorů, které byly opravdu dobré, ale často pak vyžadovaly více financí. Bylo nutné hledat kompromisy, což se podařilo. Brzy už nebylo pochyb – dokonce ani v dozorčí radě CERN – že Velký hadronový urychlovač s vysokou luminozitou bude tím správným experimentálním návrhem pro příštích více než dvacet let.
Další téma, které jsem chtěl nastolit, bylo, že výpočetní technika by měla být energeticky účinnější a udržitelnější.
Další téma, které jsem chtěl nastolit, bylo, že výpočetní technika by měla být energeticky účinnější a udržitelnější. Dnes o tom mluví všichni, ale když jsem přišel do CERN, asi 40 % energie na chlazení počítačového centra se nevyužívalo. Šlo tedy o vybudování vysoce výkonného výpočetního centra, které bude v těchto letech dokončeno. Vzhledem k tomu, že se odpadní teplo využívá také k vytápění bytů, lze dosáhnout úspory v řádu megawattů.
Co se týká spotřeby energie v urychlovačích, probíhá mnoho programů, jak ušetřit. Magnety se navrhují jako supravodivé; provoz se vyrovnává, plnění urychlovače částicemi se neprovádí v době, kdy jsou špičky spotřeby energie. Vydáváme se směrem k využívání energie v době, kdy ji ostatní nevyužívají. Chceme-li urychlovat částice, musíme být efektivnější – velkého pokroku se dosáhlo radiofrekvenčními rezonátory, které částice napájejí/zásobují elektřinou. Jejich účinnost byla obvykle pouze 60 % a zvýšení na 68 % znamená obrovskou úsporu v provozu urychlovače a je možné dosáhnout ještě více. Považuji to za povinnost vůči společnosti a nutnost, protože levná jaderná energie z Francie je také minulostí. Bohužel, několik posledních měsíců v Evropě ukázalo, že dodávka elektřiny do sítě je jako celek poměrně citlivá.
Jaké společenské důsledky bude mít snaha o energetickou účinnost v CERN?
Všechny urychlovače v lékařských ozařovacích centrech potřebují energii a jejich účinnost se optimalizuje také tím, že umožňujeme přizpůsobit léčbu specifickým potřebám pacienta. Individualizovaná léčba se stává mnohem aktuálnější, dnes je možné téměř během ozařování měřit jeho účinek na nádor. Pacient se tak léčí způsobem, který minimalizuje jeho poškození zářením. Jedná se o důležitý vývoj, v němž hrají důležitou roli nejen urychlovače, ale také detektory vyvíjené v CERN. K tomu, aby se takové nápady skutečně realizovaly, potřebujete právě ono inspirativní prostředí CERN.
Cookies necessary for playing this content, hosted by a third party, are not enabled in your browser. By viewing the external content, you agree to the Terms of Service of the service provider, YouTube.
Jste známý svým širokým rozhledem, jak to, že se vám daří neztrácet ze zřetele, co se děje jinde?
CERN je velmi inspirativní místo pro práci a nové nápady v oblasti výzkumu, technologií a výpočetní techniky jsou zde na denním pořádku. Samozřejmě existují i další výzkumné ústavy, které realizují inspirativní myšlenky, a především studenti a mladí výzkumníci, kteří neustále přinášejí nové nápady a realizují je ve své práci. Tematicky se nyní snažím vidět dál, než jsem viděl jako ředitel výzkumu v CERNu, kde šlo především o fyziku. Nyní pracuji na Frankfurtském institutu pro pokročilá studia, kde se také zabývám výzkumem mozku. Rád bych například pochopil, proč náš mozek pracuje mnohem efektivněji než počítače, které dnes vyrábíme. Mluvím zde o mnoha řádech.
Vědecký ředitel Frankfurtského institutu pro pokročilá studia (FIAS), částicový fyzik Eckhard Elsen, byl v letech 2016–2020 ředitelem pro výzkum a výpočty v CERN. Po dokončení doktorátu na univerzitě v Hamburku pracoval ve Stanford National Accelerator Laboratory v Kalifornii a na univerzitě v Heidelbergu a řadu let působil v Deutscher Elektronen-Synchrotron (DESY).