Išče nenavadne delce za novo fiziko. V prostem času pa dviguje uteži

Neža Ribarič je doktorica eksperimentalne fizike delcev ter proučuje osnovne gradnike narave in njihove interakcije. Trenutno se večinoma ukvarja s pisanjem programske opreme za rekonstrukcijo poti delcev v novem detektorju in na novi računalniški strojni opremi.

Kot raziskovalka deluje v Cernu v Švici. Fiziko je študirala na fakulteti za matematiko in fiziko v Ljubljani, magisterij in doktorat pa je opravila na Univerzi v Lancastru v Angliji. Zdaj je zaposlena na ameriški Univerzi Duke, delo pa opravlja v organizaciji, v kateri bo polnopravno članstvo letos dobila tudi Slovenija. V svojem delu uživa, v prostem času pa se posveča športu, med drugim tekmuje v olimpijskem dvigovanju uteži. Je tudi članica izvršnega odbora Društva v tujini izobraženih Slovencev (VTIS).

Kaj trenutno raziskujete oziroma katere delce lovite?

Predvsem delce, ki jih predvideva teorija supersimetrije. Ponavadi iščemo enega izmed njih. Vsako analizo je namreč treba strukturirati, da smo lahko prepričani, za sledi katerega delca gre. Z le nekaj spremenjenimi parametri, da, denimo, maso delca opredeliš nekoliko višje in da živi nekoliko dlje, je sled delca v detektorju drugačna in drugačna mora biti tudi analiza. Zame so najzanimivejše nenavadne signature delcev, denimo, da je pot zlomljena, ali pa da poti kar naenkrat zmanjka, ali da se poti ne ukrivljajo, kot pričakujemo.

Kaj pravzaprav predvideva supersimetrija in kako je povezana s standardnim modelom?

Standardni model dobro razlaga osnovne delce, ni pa zaključena teorija osnovne fizike, saj je pomanjkljiv. Ena njegovih najpreprostejših razširitev predlaga simetrije, da imajo gradniki materije partnerja v delcih, ki so odgovorni za interakcijo. Simetrija pomeni, da morata biti delca v paru identična v vsem, razen v spinu, to pa je lastnost delca, ki predvideva, kako se bo delec obnašal, recimo, ali bo delec gradnik materije ali nosilec interakcij.

Supersimetrija predvideva kopico drugih delcev s polovičnimi spini, denimo, da obstaja neki superpartner elektrona, ki ima enako maso, naboj, spin pa je le celoštevilčen. Pesimisti pravijo, da takih delcev sploh ni, ker ni nobenega takega v standardnem modelu, optimisti pa, da vsekakor obstajajo, saj so polovico delcev, ki smo jih iskali, že našli, zdaj pa da moramo najti le še njihove superpartnerje.

Problem supersimetrije je, da če bi bila to točna simetrija, na primer, da imata elektron in njegov superpartner selektron enako maso, bi tak delec zagotovo že odkrili, ker bi jih moralo biti prav toliko kot elektronov. Zato pravimo, da je simetrija nekoliko zlomljena. To lahko pomeni, da so ti teoretični delci bolj masivni od delcev v standardnem modelu in zato potrebujemo vedno višjo in višjo energijo, da jih odkrijemo. Lahko pa pomeni, da je delec dolgoživeč in se nato razkroji na delce iz standardnega modela, ki jih lahko zaznavamo v detektorju.

Zakaj vas je pritegnila eksperimentalna fizika?

Nikoli nisem prav zares pomislila na teoretično fiziko, zdi se mi, da je ta veja fizike zahtevnejša. Na eksperimentalni strani je novo fiziko lažje raziskovati, saj eksperimente pripravimo na podlagi predlaganih teorij in pravzaprav lahko iščemo karkoli, pa naj bo še tako nenavadno. Na teoretični strani pa morajo fiziki vseskozi upoštevati zakone, ki jih narekuje standardni model, ker ta velja in je treba teorije dopolniti tako, da se ne podre vse drugo. Nova fizika je s teoretičnega vidika zelo zelo kompleksno vprašanje. Poleg tega pa me je eksperimentalna fizika pritegnila, saj delo vključuje tudi programiranje in strojno učenje.

Glavni instrument vaših raziskav je eksperiment Atlas na velikem hadronskem trkalniku v Cernu. Na teh eksperimentih (so)deluje ogromno ljudi. Kako je delati v tako veliki skupini?

Izjemno je, da že mladi raziskovalci ali še celo študentje sodelujejo pri tako velikih in kompleksnih raziskavah ter lahko konkretno prispevajo svoj del. Pravzaprav si nisem niti predstavljala, kako je delati v Cernu. Sodelovati sem začela že kot magistrska študentka, nemudoma so me sprejeli v ekipo in sem postala del celote. Ker gre za veliko skupino in velike raziskave, so možnosti za razvoj zelo velike: če bi, denimo, spoznala, da eksperimentalna fizika ni zame, bi se lahko preusmerila v testiranje modulov, to je neki manjši del strojne opreme na detektorju, ali katero drugo smer. Trenutno, denimo, se bolj kot z analizo podatkov ukvarjam s programiranjem.

Pripravljate programsko opremo za rekonstrukcijo poti delcev v novem detektorju. Kaj to pomeni?

Zelo poenostavljeno povedano: pri analizi v eksperimentu zbranih podatkov štejemo zaznane dogodke. Kako jih izberemo, je odvisno od teorije, ki jo preizkušamo. Na primer: omenila sem nenavadne signature poti delcev, v analizi bi tako lahko izbrala vse dogodke s tako nenavadno potjo delca. Pri tem lahko iz zakonitosti standardnega modela pripravimo napoved, da bi se neki dogodek v štirih letih zajemanja podatkov zgodil petkrat, nova teorija, ki jo preizkušamo, pa predvideva še dodatne štiri dogodke. V zajetih podatkih nato lahko preverimo, ali to drži.

Rekonstrukcijo poti delcev potrebujemo, da razumemo, kateri so nastali v detektorju, zato je moje delo aplikativno za vse analize, ki jih opravljamo na eksperimentu Atlas, ne samo če iščemo nove delce, ki v detektorju puščajo nenavadne poti. Te poti niso narisane vnaprej, ampak jih moramo rekonstruirati. To pa pomeni, da ko delec potuje čez detektor, z njim zelo bežno interagira in za sabo v detektorju pušča majhne točke.

V tej fazi pride na vrsto moje delo. Napisati moram programsko opremo, ki bo vse te zaznane pikice povezala v delec, ki ga bo izvrglo pri analizi podatkov. Brez posebne programske opreme se delci v naših detektorjih pri analizi sploh ne bi izrisali. Trenutna programska oprema je napisana za strojno opremo CPU ali centralni procesor, pri posodobitvi pa zdaj želimo programsko opremo napisati za GPU ali grafične procesne enote. Predvsem gre za to, da so ti zmogljivejši, rekonstrukcija poti delcev pa je proces, ki ga moramo ponoviti večtisočkrat.

Študirali ste fiziko na ljubljanski fakulteti za matematiko in fiziko, nato pa ste takoj po diplomi odšli v tujino. Zakaj takšna odločitev?

Po eni strani sem se selila, ker je takratni partner dobil na Otoku službo, po drugi pa je v tujini več možnosti za študij. Prednost Velike Britanije oziroma velikih držav nasploh je, da si univerze lahko privoščijo tudi nišne programe, ki si jih pri nas, ker je malo študentov, ne moremo. Tako sem lahko vpisala magistrski raziskovalni študij eksperimentalne fizike, zelo me je pritegnilo to, da sem se takoj lahko vključila v raziskovalno delo. Univerza mi je bila všeč in sem tam ostala še na doktorskem študiju. Poleg samega študija me je pritegnilo tudi to, da gre za zelo športno univerzo, ki mi je omogočala odlično ravnotežje med študijem in športom. Sprememba okolja je bila seveda zelo velika, brez težav bi se lahko »izgubila« v vsem dogajanju, zato sem se zelo osredotočila na študij, na preostali del življenja, nase, pa skoraj pozabila. Šport me je spomnil, da življenje ni le študij.

V zadnjem letniku doktorskega študija sem odšla v Ženevo, v Cern, in tam ugotovila, kako zelo sem pogrešala celinsko evropsko kulturo, od kavic, sprehodov do planinstva. Zato sem nato poiskala podoktorsko mesto, ki bi mi omogočalo, da ostanem v Švici.

Koliko let ste že v Cernu in kakšne so vaše izkušnje?

Tu sem že tri leta in je zelo dobro. V Veliki Britaniji sem se na univerzi večkrat počutila kot tujka, v Cernu pa ne izstopaš, ker je celotna organizacija multinacionalna. Izjemno je srečevati in spoznavati različne kulture. Ker smo si različni in nas je veliko, je zelo lahko najti prijatelje in kolege, ki nas poleg dela družijo tudi hobiji, na primer plezanje, kolesarjenje. V Cernu so organizirani najrazličnejši klubi in priložnosti za odkrivanje novih dejavnosti je res veliko.

Kdo so vaši najožji sodelavci in koliko imate stika s slovensko skupino?

Zaposlena sem pri ameriški univerzi Duke, kjer so pridobili sredstva za delovanje v Cernu, sama pa sem se lahko odločila, v katere raziskave se bom usmerila. Prvo leto sem z mentorjem predvsem spoznavala različne skupine, da sem lahko našla tisto področje, kjer bi lahko največ prispevala.

Programsko opremo, ki jo izdelujem za Cern, lahko sicer uporabijo na katerem koli detektorju delcev po vsem svetu. Ker gre za zelo pomembno opremo, sodelujem predvsem z nekaterimi največjimi strokovnjaki v Cernu. Vsekakor lahko rečem, da imam izredno srečo, da sem izbrala ravno ta projekt, saj lahko delam z res izjemnimi ljudmi. Poleg tega pa mi omogoča stalno učenje. Še vedno sodelujem tudi s kolegi z nekdanje univerze, pomagam doktorskemu študentu, ki zdaj opravlja podobne analize, ki sem jih med študijem opravljala jaz.

S skupino s FMF in IJS imam malo stika, ker oni delujejo predvsem na raziskovanju Higgsovega bozona, še največ sodelujem s prof. dr. Andrejem Goriškom, ki je koordinator delovanja eksperimenta Atlas. Prepričal me je, da sem se izobrazila še kot vodja izmene, to pomeni, da sem odgovorna za to, da vse teče gladko. V kontrolni sobi je med obratovanjem trkalnika vseskozi 11 ljudi, vsak je odgovoren za en del detektorja Atlas. Kot vodja preverim, ali so vsi pripravljeni, ali je pripravljen detektor, in nato pritisnem na gumb za injiciranje delcev v detektor, opozorim na morebitne napake.

Je bilo veliko izzivov, s katerimi ste se morali spoprijeti na svoji raziskovalni poti, kako ste jih premagovali? Ste se kdaj srečali s spolno neenakopravnostjo?

Težko mi je bilo predvsem, ko sem se prvič selila, saj nisem dobila službe, čeprav sem bila pripravljena delati vse, kar bi bilo treba, od programiranja do zlaganja na police. V življenju mi je zmeraj veliko pomagal šport. To je odličen način, da se odmakneš od dela, hkrati pa najdeš »svoje ljudi«. Zato mladim, ki se v tujino podajajo na raziskovalno pot, svetujem, naj se ukvarjajo s hobiji, saj bodo tako našli prijatelje in ravnotežje med kariero in zasebnim življenjem.

Hvaležna sem, da nisem imela večjih težav pri iskanju podoktorskega dela. Že prvo prijavo so sprejeli in dobila sem mesto v Cernu, kjer sem res zadovoljna. Imela sem tudi odlične mentorje, ki so mi bili v izredno veliko oporo, a so mi hkrati puščali svobodo, da se sama odločam, v katere raziskave se bom vključila.

V Cernu nisem nikoli imela občutka, da bi bila v slabšem položaju, ker sem ženska. Zelo se trudijo, da bi bilo žensk več, do letos vsaj 25 odstotkov. Spomnim se le enega neprijetnega trenutka: starejši kolega mi je ob prijavi na neko mesto navrgel, naj ne skrbim, da bom tako ali tako dobila mesto, ker se trudijo uravnotežiti razmerje med spoloma. Vzbudil mi je občutek, da mesta ne bi dobila, ker sem sposobna, ampak ker sem ženska. Tak odnos ni dober.

Nujno je treba poskrbeti in spodbujati, da se ženske prijavljamo na različna vodilna mesta. Zdi se mi, da se premalo izpostavljamo, čeprav smo enako sposobne kot moški kolegi.

V pogovoru ste večkrat omenili šport, ukvarjate se s številnimi, med drugim z olimpijsko disciplino dvigovanja uteži.

Z dvigovanjem uteži sem se začela ukvarjati v drugem letniku fakultete v Ljubljani. Vedno sem veliko tekla, rada sem imela tudi skupinske treninge in tako me je pot pripeljala do KDU Olimpija. V tem športu sem se zelo našla, saj gre za dobro kombinacijo tehnične zahtevnosti, hkrati pa je šport zabaven. Sodelovala sem na številnih univerzitetnih tekmovanjih na Poljskem, v Angliji, Švici … V Sloveniji je dvigovalk uteži res malo, v vsej državi morda dvajset, v Angliji je konkurenca samo v moji kategoriji štela 120 deklet. V Švici je prav tako veliko klubov in junija se nameravam udeležiti švicarskega prvenstva.

Sicer pa je Švica raj tudi za druge športe, tek, kolesarstvo in seveda plezanje. Alpe so pred našimi vrati, tudi plezanje je tehnično zahteven šport in taki mi ustrezajo. Mislim, da imam do konca poletja že zasedene vikende s plezalnimi smermi, ki jih želim osvojiti (smeh).

In koliko dvignete v svoji kategoriji?

V disciplini poteg 77 kilogramov, sunek pa 95.