Danuta KISIELEWSKA

 

 

PIERWSZE EKSPERYMENTY W CERN-ie

Z UDZIAŁEM POLAKÓW

 

 

W dniu 5.02.1960 wielki duński fizyk Niels Bohr rozbił butelkę szampana o osłonę protonowego synchrotronu (PS - Proton Synchrotron). Protony zostały przyspieszone do energii 28 GeV - najwyższej w tym czasie energii osiągalnej w warunkach laboratoryjnych. Rozpoczęła się w CERN-ie epoka badań struktury cząstek elementarnych i ich oddziaływań metodą analizy efektów zderzeń cząstek przyspieszonych w akceleratorach do bardzo wysokich energii. Wiadomo już wtedy było, że to laboratorium stanie się pożądanym miejscem badań w tej dziedzinie fizyki dla naukowców z całego świata.

 

Polska członkiem tej organizacji nie była, ale dzięki kontaktom międzynarodowym profesorów Mariana Danysza z Ośrodka Warszawskiego i Mariana Mięsowicza z Krakowa i ich wizjonerskiej koncepcji rozwoju tej dziedziny nauki udało się nawiązać współpracę, która dziś, patrząc z perspektywy prawie 50-ciu lat, dała znakomite efekty.

 

                        

 

Fot.1. Jerzy Pniewski i Marian Danysz                                                                  Fot. 2. Marian Mięsowicz

 

 

Na początku były to indywidualne wyjazdy na stypendia CERN-owskie uczniów profesorów. I tak się zaczęło.

 

Detektorami służącymi do rejestracji zderzeń wysokoenergetycznych cząstek, które rozwinęły się w tym okresie były komory pęcherzykowe. Zastosowanie tej techniki pozwalającej na uzyskanie ogromnej ilości stereoskopowych zdjęć śladów cząstek wyprodukowanych w zderzeniu dawało możliwość prowadzenia analizy zarejestrowanych oddziaływań również w laboratoriach poza CERN-em. I znów dzięki znakomitym kontaktom i międzynarodowemu uznaniu dla naszych szefów ośrodki z  Krakowa i Warszawy uzyskały tę szansę. Trzeba było jednak odpowiednie laboratoria stworzyć, wyposażyć w aparaturę umożliwiającą odczyt i pomiary torów cząstek i ich przestrzenną matematyczną rekonstrukcję. Przede wszystkim jednak musiały powstać zespoły zapalonych fizyków, które mimo trudnych warunków potrafiły w szybkim czasie uzyskać interesujące wyniki i je publikować w uznanych na świecie czasopismach. W Krakowie powstały dwie ściśle współpracujące z sobą grupy: z krakowskiego oddziału Instytutu Badań Jądrowych (później wcielonego jako samodzielny Zakład Fizyki Wysokich Energii do  Instytutu Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego, a obecnie zespołu sześciu Zakładów IFJ PAN ) i Instytutu Techniki Jądrowej  Akademii Górniczo-Hutniczej (później Międzyresortowego Instytutu Fizyki i Techniki Jądrowej AGH, obecnie Wydziału Fizyki i Techniki Jądrowej AGH). W Warszawie utworzyły się zespoły w Instytucie Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego i w Zakładzie VI Instytutu Badań Jądrowych  (obecnie Instytut Problemów Jądrowych im. Andrzeja Sołtana)

 

Oddajmy na początek głos profesorowi Mięsowiczowi, który w swoich Notatkach Autobiograficznych [1] wydanych w 1987 roku w Kwartalniku Historii Nauki i Techniki tak wspomina początki współpracy z CERN-em.

 

"Oleg Czyżewski był pierwszym organizatorem grupy komór pęcherzykowych w naszym laboratorium. Pracował dotąd na Uniwersytecie Jagiellońskim, ale był z nami w bliskim kontakcie, bo pociągała go tematyka wysokich energii. Przeszedł do nas w 1959 roku. Był przewidziany, aby zorganizować nową grupę. Miałem już umówione z Gilberto Bernardinim, który był jednym z wicedyrektorów CERN-u, że przyjmie go na roczny staż pracy z komorami pęcherzykowymi. Oleg był przygotowany do wyjazdu, ale z powodów nienaukowych, nie udzielono zgody na jego wyjazd. Jako mój pierwszy współpracownik wyjechał Jerzy Bartke, który został pierwszym polskim pracownikiem w CERN-ie. Pracował z komorami pęcherzykowymi. Pracował bardzo dobrze i po powrocie był bardzo pożyteczny.....Oleg Czyżewski wyjechał wkrótce do Dubnej (Zjednoczony Instytut Badań Jądrowych w ZSRR), gdzie z Jankiem Danyszem pracowali na komorze propanowej badając oddziaływanie protonów z jądrami węgla. Zaraz po powrocie z Dubnej w 1963 roku Oleg nawiązał współpracę z CERN-em. Grupa została wzmocniona wejściem do niej Jerzego Łoskiewicza. Szereg prac wykonanych w tym czasie dało Olegowi autorytet międzynarodowy. Referat Olega we Wiedniu w 1968 roku był chyba pierwszym referatem dotyczącym produkcji wysokich krotności na konferencji typu rochesterskiego. Właściwie on wniósł tę tematykę na światowe forum. Tematykę wysokich krotności można nazwać tematyką polską, bo tą tematyką zajmowała się już wcześniej grupa warszawska."

 

Fot.3. Oleg Czyżewski wygłaszający w sali audytoryjnej CERN-u referat

na temat wysoko-krotnych  oddziaływań (1968)

 

W uzupełnieniu cytatu wspomnień profesora Mięsowicza należy dodać, że w tym samym czasie, co Jerzy Bartke na stażu w CERN-ie w grupach zajmujących się fizyką doświadczalną przebywali Maria Szeptycka (wtedy jeszcze krakowianka) i Ryszard Sosnowski z Warszawy. Później w okresie, gdy zezwolono już na wyjazd Olegowi Czyżewskiemu, w eksperymentach prowadzonych techniką komór pęcherzykowych pracowali w CERN-ie delegowani z Warszawy Andrzej Kajetan Wróblewski i Tomasz Hofmokl oraz Jan Danysz z Krakowa. W Warszawie grupę komór pęcherzykowych organizował Ryszard Sosnowski. Później do zespołu dołączył Lech Michejda.

 

Specyfikę badań eksperymentalnych w dziedzinie fizyki wysokich energii stanowią duże międzynarodowe zespoły badawcze złożone z reprezentantów wielu laboratoriów. Pierwszym celem takiej kolaboracji jest zaprojektowanie, budowa i uruchomienie detektora, potem przeprowadzenie naświetlań wiązką cząstek z akceleratora, zapis danych i ich rekonstrukcja. Najważniejszym jednak etapem jest analiza i wnioski fizyczne z uzyskanych wyników. Tu należy podkreślić ostatnie stwierdzenie ze wspomnień profesora Mięsowicza. Grupy polskie miały własną tematykę, wysoko-krotne oddziaływania, których nikt wcześniej nie badał.

 

CERN udostępniał nam filmy ze zdjęciami z komór pęcherzykowych.

 

 

Fot. 4.

Komora pęcherzykowa wypełniona ciekłym wodorem odgrywa podwójną rolę w eksperymencie - tarczy i detektora. Protony, jądra wodoru, stanowią obiekty, z którymi zderzają się cząstki przyspieszone w akceleratorze. Tory wyprodukowanych w wyniku zderzenia cząstek mogą być fotografowane. W uproszczeniu zasada działania komory pęcherzykowej jest następująca. Przed wpuszczeniem wiązki cząstek do komory obniża się ciśnienie cieczy ją wypełniającej tak, że ciecz ta znajduje się w stanie przegrzanym. Przejście przez nią cząstki naładowanej powoduje, że wzdłuż toru tworzą się centra, na których rozpoczyna się proces wrzenia. Gdy pęcherzyki wrzącej cieczy są dostatecznie duże, by móc je sfotografować, oświetla się wnętrze komory krótkim błyskiem światła i rejestruje ślady cząstek na filmach przy pomocy trzech ustawionych stereoskopowo kamer. Następnie ciśnienie w komorze wzrasta, proces wrzenia zostaje przerwany i komora jest gotowa do nowego cyklu pracy. Komory pęcherzykowe umieszcza się w polu magnetycznym i z zakrzywienia torów rejestrowanych cząstek wyznacza się ich pędy. Wynalazcy komór pęcherzykowych D.A. Glaserowi została w 1960 roku przyznana nagroda Nobla w dziedzinie fizyki.

 

 

Procedura analizy rozpoczynała się od tzw. skaningu filmów. Wymagało to przeglądania setek tysięcy zdjęć w celu wyszukania interesujących zdarzeń. Na wybranych zdjęciach dokonywano pomiarów zakrzywionych w polu magnetycznym śladów zarejestrowanych cząstek. Dalej następowała rekonstrukcja przestrzenna torów na podstawie rzutów z trzech kamer oraz rekonstrukcja kinematyczna pędów i energii wszystkich produktów oddziaływania. Oczywiście pomiary musiały być przeprowadzane i zapisywane w miarę możliwości automatycznie, a dalsze ich opracowanie wymagało użycia programów komputerowych, głównie tych, które napisano w CERN-ie adaptowanych w ramach  możliwości sprzętowych, jakimi dysponowaliśmy. Uzyskane wyniki dalej należało porównać i scalić z tymi, które uzyskano we współpracujących laboratoriach i na podstawie kompletnych już jednolicie i opracowanych danych przygotować wspólną publikację.

 

A jak radziliśmy sobie z wyposażeniem laboratorium w urządzenia skaningowe, pomiarowe i komputery w ciężkich finansowo czasach?

 

Fot.5. Lucyna Antosiewicz przegląda film  na naszym pierwszym projektorze optycznym
przerobionym z powiększalnika fotograficznego

 

W Krakowie najlepiej pamięta te akcje Piotr Malecki z racji wielkiego swojego zaangażowania w tworzeniu "czegoś z niczego". Dziś z dystansu, bez emocji, które towarzyszyły każdemu powiększeniu naszych pomiarowo-komputerowych możliwości tak relacjonuje te pierwsze kroki.

 

"Dotrzymanie kroku naszym zachodnio-europejskim partnerom w technice pomiarów i w komputerowych analizach było wielkim wyzwaniem. Dzięki staraniom środowiska fizyków i znowu osobistemu zaangażowaniu profesora Mięsowicza rozwijaliśmy, w miarę możliwości, nasze laboratoria  skaningowe i pomiarowe i stopniowo  poprawiali dostęp do komputerów. Początkowo opieraliśmy się na oryginalnych konstrukcjach stołów skaningowych i mikroskopów pomiarowych budowanych z wielkim wysiłkiem przez nasze grupy konstruktorów i elektroników. Przez szereg lat jedynym dostępnym komputerem był GIER, komputer duńskiej produkcji zlokalizowany w Instytucie Badań Jądrowych w Świerku koło Warszawy. Dla grupy krakowskiej zarezerwowana była na tym komputerze jedna nocna zmiana w tygodniu i parę godzin w ciągu następnego dnia. Wtedy regularnie przynajmniej jedna osoba tygodniowo jechała do Świerku obładowana wydrukami z drukarki wierszowej i rolkami perforowanych taśm papierowych z programami i danymi. Po latach, w 1972 roku, ośrodek w Świerku wyposażono w nowy komputer, a GIER przeniesiony został do Krakowa na wyłączny już użytek fizyków cząstek. Zaczęliśmy pozyskiwać także urządzenia skaningowe i pomiarowe od współpracujących z nami zachodnich grup, które modernizowały swoje wyposażenie. Wielkim osiągnięciem był zakup nowego półautomatycznego urządzenia pomiarowego Sweepnik, konstrukcji Uniwersytetu w Cambridge. Dzięki temu nowoczesnemu przyrządowi, wykorzystującemu wiązki laserowe, precyzyjną mechanikę i sterowanemu dedykowanym komputerem mogliśmy podejmować nowe współprace w eksperymentach opartych o wyraźnie zwiększone statystyki mierzonych przypadków."

 

O pionierskich akcjach towarzyszących początkom tworzenia laboratorium współpracującego z CERN-em w eksperymentach pęcherzykowych w Warszawie pisze w swoim artykule w Postępach Fizyki profesor Andrzej Kajetan Wróblewski [2].

 

"Włączenie się polskich grup komorowych do szerokiej współpracy międzynarodowej wymagało rozwinięcia techniki obliczeniowej. Pomiary zdarzeń zarejestrowanych w emulsjach (we wczesnych latach pięćdziesiątych w Warszawie i Krakowie badano promieniowanie kosmiczne przy pomocy techniki emulsji jądrowych (wyjaśnienie D.K)) można było wykonywać ręcznie pozostawiając inwencję operatorowi. Podobnie było w pierwszym stadium naszych prac komorowych, gdy pomiary dotyczyły niewielu oddziaływań. Lecz zwiększenie szybkości pomiarów i liczby analizowanych zdarzeń wymagało użycia komputerów zdolnych do wspomagania operatora lub nawet kierowania jego czynnościami. W laboratoriach zagranicznych instalowane były maszyny wielodostępne i zdolne do przerywania wykonywanego programu z chwilą pojawienia się informacji z urządzeń pomiarowych "na linii"; ta informacja była na bieżąco analizowana, a ewentualne błędy operatora były mu natychmiast sygnalizowane. Wtedy właśnie w Instytucie Fizyki Doświadczalnej UW zrodziła się szalona inicjatywa budowy własnego komputera".

 

Tu za profesorem Wróblewskim oddajemy głos Lechowi Michejdzie, który opisuje tę historię w czasopiśmie Polska [3].

 

"W roku 1965 nie było możliwości zakupienia dla Instytutu Fizyki maszyny spełniającej takie wymagania. Nie spełniały ich maszyny produkowane wówczas w Polsce. W takiej sytuacji...profesor Jerzy Pniewski spotkał się ze strony konstruktora-elektronika, inżyniera Jacka Karpińskiego, z propozycją zbudowania potrzebnej maszyny... Po uzyskaniu akceptacji profesora Pniewskiego, przy poparciu profesora M. Danysza i kierownika grupy komór doc. R. Sosnowskiego, dobrał on sobie zespół dwunastu bardzo młodych ludzi, inżynierów elektroników, techników, programistów i rozpoczął pracę nad budową maszyny dla Instytutu Fizyki.

 

W ciągu czterech lat budowano maszynę wytężoną pracą w kilku niedużych pokojach, korzystając z ograniczonych możliwości zaopatrzeniowych i bardzo skromnej aparatury laboratoryjnej, częściowo zbudowanej samodzielnie, a częściowo pożyczonej. Trzeba było opracować "technikę cyfrową", schematy logiczne - zespalające w jedną całość około 12 000 tranzystorów, 60 000 diod i setki tysięcy innych elementów, opracować technologię szeregu elementów konstrukcyjnych, na przykład łączówek do obwodów drukowanych, a także opracować odpowiednie metody starzenia i selekcji elementów, co było szczególnie ważne ze względu na decyzję stosowania elementów półprzewodnikowych produkcji polskiej. W roku 1968 zasadnicze prace przy budowie maszyny zakończono. Nazwano ją KAR-65...".

 

To fascynujące przedsięwzięcie zakończyło się pełnym powodzeniem. Za profesorem Wróblewskim podajemy dalsze losy pierwszego polskiego komputera [2].

 

"Komputer KAR-65 służył warszawskiej grupie komorowej przez kilkanaście lat. Maszyna pracowała z szybkością ok. 100 000 operacji na sekundę i operowała słowami o długości 26 bitów. Jej podstawowym zadaniem było sterowanie pracą operatora przy urządzeniach pomiarowych, ale dzięki wielodostępności umożliwiała także wykonywanie zwykłych obliczeń. Obecnie ten zabytek polskiej myśli technicznej można oglądać w Muzeum Techniki w Warszawie, gdzie został przekazany po niemal dwudziestoletniej pracy."

 

Istotnym rozszerzeniem możliwości płynących z uruchomienia protonowego synchrotronu w CERN-ie było uzyskiwanie wiązek mezonów p+, p-, K+, K- i antyprotonów. W latach sześćdziesiątych dla obsługi eksperymentów w CERN-ie zostały zbudowane trzy wodorowe komory pęcherzykowe: 81-centymetrowa komora zbudowana w Saclay, 150-centymetrowa Komora Brytyjska i 200-centymetrowa komora skonstruowana w CERN-ie. Przy użyciu tych detektorów zarejestrowanych zostało ponad milion zdjęć oddziaływań naładowanych pionów i kaonów o energiach od 8 do 16 GeV. W celu opracowania tego materiału europejskie laboratoria organizowały się we współprace zwane z angielska kolaboracjami, z których najbardziej płodną okazała się współpraca określana skrótem ABBCCHLVW (Aachen-Berlin-Bonn-CERN-Cracow-Heidelberg-London-Vienna-Warsaw) lub także zwana kolaboracją Morrisona od nazwiska jej wieloletniego koordynatora.

Obecność laboratoriów z ośrodków z Krakowa i Warszawy w tej współpracy była ogromnym osiągnięciem zważywszy na to, że pozostałe zespoły pochodziły z krajów członkowskich CERN, a Polska posiadała tylko status państwa-obserwatora przy Radzie CERN. Ojcami tego sukcesu byli niewątpliwie profesorowie M. Mięsowicz i M. Danysz, z którego inicjatywy popartej przez dyrektora CERN-u prof. V. Weisskopfa Polska ten status w 1963 roku uzyskała. Uznanie i partnerska współpraca nie byłyby oczywiście możliwe bez pionierskiej i jak się okazało bardzo efektywnej działalności naszych fizyków, którzy tę szansę wykorzystali. Własna, wspomniana już, unikalna tematyka badania wielorodnej produkcji cząstek zaowocowała szeregiem publikacji współpracy zainicjowanych przez polski zespół. W szczególności sporym sukcesem było odkrycie dwucząstkowych korelacji ładunkowych pomiędzy pionami o jednakowych ładunkach w oddziaływaniach pion-proton (tzw. korelacje Bosego-Einsteina). Badanie procesów z wielocząstkowym stanem końcowym pozwoliło na przeprowadzenie systematycznej analizy zdarzeń, w których pojawiają się cząstki dziwne, wyznaczenie przekrojów czynnych na produkcję stanów rezonansowych rozpadających się na cząstki dziwne, uzyskanie stosunków rozgałęzień dla rzadkich kanałów rozpadu rezonansów mezonowych na cząstki dziwne. Generalnie badanie cząstek dziwnych było drugą "specjalnością" polskich zespołów. Ważnym osiągnięciem z tego okresu było odkrycie zależności średniego pędu poprzecznego produkowanych w zderzeniu hadronów od ich pędu podłużnego (tzw. efekt mewy) oraz od ich masy.

 

 Nowe spojrzenie na mechanizm produkcji pionów sprowokowała próba interpretacji ośmiocząstkowych stanów końcowych w ramach istniejących modeli teoretycznych, w szczególności modelu "fireballowego" mającego swoje korzenie w Krakowie. Podobnie, ścisła współpraca z krakowskimi teoretykami przyczyniła się do pierwszego pomiaru macierzy gęstości spinu rezonansu Y*(1385) i porównania uzyskanych wyników z modelem kwarków.

 

O tym jak ważne są bezpośrednie kontakty teoretyków i zespołów uczestniczących w eksperymentach nikogo nie trzeba przekonywać. Środowiskowe seminarium fizyki cząstek, które, zainicjowane w 1959 roku przez profesora Mięsowicza, przetrwało w niezmienionej konwencji do dziś odegrało rolę nie do przecenienia w rozwoju krakowskiej fizyki. Na "Herbatki u Starego" przychodzili teoretycy i eksperymentatorzy. W soboty w południe spotykali się ci wszyscy, którzy "żyli" fizyką, mimo, że temat prezentacji czy dyskusji z zasady nie był ogłaszany. Na tym seminarium urodziło się wiele pomysłów, nawiązało dużo współprac. Jedną z wielu atrakcji tych spotkań stanowiły relacje wracających lub wizytujących Kraków naszych CERN-owskich wysłanników.

 

Wracając do źródeł powodzenia w pierwszych latach współpracy z CERN-em należy przenieść się na jakiś czas do tego laboratorium. Nawet w trudnych "wyjazdowo" czasach pracowało tam w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych sporo polskich wybitnych fizyków. O uznaniu dla polskich fizyków pracujących w CERN-ie świadczy powierzanie im referatów podsumowujących na prestiżowych w dziedzinie fizyki cząstek konferencjach "rochesterskich". Jak już było wspomniane jako pierwszy do wygłoszenia takiego referatu  został zaproszony Oleg Czyżewski w 1968 roku we Wiedniu. Następne referaty raporterskie na konferencjach z tej serii wygłaszali Andrzej K. Wróblewski w Kijowie w 1970 roku, Kacper Zalewski w Londynie w 1974 roku i Ryszard Sosnowski w Tokio w 1978 roku. Referatów wygłaszanych na zaproszenie na mniejszych, ale również istotnych konferencjach było bardzo wiele. Do początków lat osiemdziesiątych oprócz wcześniej wymienionych na długich pobytach w CERN-ie przebywali z Krakowa: Tomir Coghen, Andrzej Eskreys, Piotr Malecki, Jan Figiel, a z Warszawy:  Maria Bardadin-Otwinowska, Helena Białkowska, Ryszard Gokieli, Stanisław Otwinowski,  Ryszard Stroynowski, Wojciech Wójcik i Andrzej Ziemiński.

 

Uruchomienie w 1976 roku akceleratora SPS (Super Proton Synchrotron) umożliwiło kontynuacje badań z użyciem komór pęcherzykowych przy znacznie wyższych energiach. W szczególności zespoły z Krakowa i Warszawy dzięki wcześniejszym kontaktom i sukcesom w poprzednich eksperymentach weszły w skład współpracy skrótowo oznaczanej ABCCLVW (Aachen-Berlin-CERN-Cracow-London-Vienna-Warsaw). Eksperyment prowadzony był z wykorzystaniem wiązki ujemnie naładowanych mezonów K o energii 110 GeV i nowej komory pęcherzykowej BEBC (Big European Bubble Chamber) o średnicy 3.7 metra wypełnionej wodorem. Patrząc z perspektywy lat chyba największym osiągnięciem tej współpracy było, zgodnie z ideą Richarda Feynmana, zapoczątkowanie badań procesów inkluzywnych tj. śledzenia  określonego typu cząstek, niezależnie od krotności oddziaływania, w odróżnieniu od dotychczasowej praktyki zajmowania się charakterystyką wszystkich produktów wybranych reakcji (procesy ekskluzywne). Ta nowa metodyka w dzisiejszych czasach będąca przeważającym sposobem badania oddziaływań cząstek elementarnych, wtedy zdobywała sobie rację bytu.

 

Prawie wszystkie eksperymenty prowadzone przy użyciu techniki komór pęcherzykowych z udziałem polskich zespołów łączyła osoba wielkiego fizyka i przyjaciela Polaków Douglasa Roberta Ogstona Morrisona. Mimo, że relacja na temat pierwszych lat współpracy Polaków w CERN-ie kończy się w latach osiemdziesiątych pozwalamy sobie odnotować ważne wydarzenie w historii krakowskiej fizyki cząstek elementarnych. Dnia 15 maja 2000 roku Rada Naukowa Instytutu Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego nadała tytuł Honorowego Profesora Instytutu Fizyki Jądrowej w Krakowie D.R.O. Morrisonowi. W postępowaniu poprzedzającym uchwałę gorące poparcie dla tej inicjatywy wyraziły Rada Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego i Rada Wydziału Fizyki i Techniki Jądrowej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

 

 

Fot.6. D.R.O.Morrison  (na pierwszym planie) i T. Coghen

 

Uroczystość z tej okazji, która odbyła się w październiku 2000 roku była podniosła, ale przede wszystkim serdeczna. Laudację przedstawił prof. Tomir Coghen, wnioskodawca  nadania tego najwyższego wyróżnienia jakie przyznaje Instytut. Zarówno to wystąpienie jak i podziękowanie laureata było niezwykle sympatycznym podsumowaniem współpracy polskich fizyków z CERN-em, która narodziła się ponad czterdzieści lat temu i dzięki między innymi wielkiej osobowości D.R.O. Morrisona dała początek dalszym kontaktom.

 

W późnych latach siedemdziesiątych i na początku lat osiemdziesiątych polskie zespoły brały udział w trzech eksperymentach korzystających z CERN-owskich akceleratorów i posługujących się komorami wizualnymi. Należy tu podkreślić, że propozycje tych eksperymentów  w części lub całości były autorstwa polskich fizyków i zatwierdzone przez Radę Naukową CERN-u były realizowane w tym laboratorium przez zespoły międzynarodowe. 

 

I tak od 1975  roku w ramach współpracy laboratoriów z Cambridge, Krakowa i Warszawy analizowane były dane pochodzące z naświetlania wiązką  ujemnie naładowanych pionów cernowskiej 2-metrowej komory pęcherzykowej wypełnionej deuterem. Znaczącym wynikiem tych prac było stwierdzenie i scharakteryzowanie procesu podwójnego rozpraszania na obu nukleonach jądra tarczy.

 

Później, z inicjatywy krakowskich fizyków powstał pomysł badania oddziaływań cząstek elementarnych z jądrami w zderzeniach akceleratorowych. Współpracujące  laboratoria z Bari, Krakowa, Liverpoolu, Monachium i Nijmegen przedstawiły projekt, zbudowały aparaturę i przeprowadziły, używając wiązek protonów i antyprotonów z cernowskiego akceleratora SPS eksperyment zwany później NA-5. Hybrydowy detektor, w którym były rejestrowane oddziaływania w tym eksperymencie składał się z komory strimerowej wypełnionej mieszaniną helu i neonu, spektrometru złożonego z komór magnetostrykcyjnych oraz kalorymetrów elektromagnetycznych i hadronowych. Umieszczenie wewnątrz  komory strimerowej tarczy z wodorem, ksenonem lub argonem pozwoliło na kompleksowe badania oddziaływań hadron - jądro.

 

Hybrydowym eksperymentem zawierającym tylko jako jeden z detektorów komorę pęcherzykową był również eksperyment EHS-NA22 (European Hybrid Spectrometer). Wiązka o energii 250 GeV z SPS zawierała protony, piony i kaony. Zaproponowane przez krakowskich fizyków umieszczenie w wodorowej komorze pęcherzykowej tarcz z aluminium i złota pozwoliło na badania zarówno zderzeń z protonami jak i jądrami. Współpraca laboratoriów z Aachen, Antwerpii, Berlina, Brukseli, Erewania, Helsinek, Krakowa, Moskwy, Nijmegen, Rio de Janeiro, Sierpuchowa i Warszawy opublikowała w oparciu o dane zebrane w tym eksperymencie ponad 70 prac, co jest swoistym rekordem w kategorii eksperymentów używających technik wizualnych do rejestracji oddziaływań.

 

Ten okres (lata 1960 ~ 1985) współpracy polskich fizyków z CERN-em w dziedzinie fizyki doświadczalnej jest nieporównywalny z burzliwym rozwojem, jaki nastąpił w latach późniejszych. Zważywszy jednak, że były to początki, warunki prowadzenia badań w Polsce były iście pionierskie, wyjazdy do CERN-u i innych europejskich laboratoriów trudne ze względów politycznych i ekonomicznych należy go podsumować jako bardzo ważny wkład w rozwój polskiej fizyki cząstek elementarnych. Pracujący w CERN-ie Polacy oraz działające w Krakowie i Warszawie zespoły wytworzyły korzystną opinię zarówno jak chodzi o inwencję polskich naukowców, wiedzę i umiejętność pracy w różnych warunkach. Ta dobra aura stała się jednym z powodów rozszerzenia współpracy i sukcesów w latach późniejszych.

Z wykorzystaniem danych uzyskanych w wyżej wymienionych eksperymentach wykonanych w CERN-ie powstało w Polsce blisko 30 doktoratów, a liczba publikacji z naszym udziałem sięga 300-tu. Podsumowując ten okres współpracy należy podkreślić, że CERN zainwestował bardzo dużo w rozwój fizyki cząstek elementarnych w Polsce, a my umieliśmy to wykorzystać.

 

 

Lista eksperymentów przeprowadzonych w CERN-ie, w których uczestniczyły grupy fizyków polskich do początku lat osiemdziesiątych i nazwiska polskich autorów prac, które powstały w tych zespołach.

 

Eksperyment                       Nazwa współpracy

 

10 GeV p-p             CERN-Cracow-Munich-Saclay-Warsaw

 

Uczestnicy z Krakowa: J. Bartke, A. Eskreys, G. Pytkowicz, K. Zalewski

 

Uczestnicy z Warszawy: M. Bardadin, L. Michejda, S. Otwinowski, R. Sosnowski, A.K. Wróblewski

 

8.2 GeV K+p     Brussels-CERN-Cracow

 

Uczestnicy z Krakowa: J. Bartke, K. Dziunikowska, A. Eskreys, K. Eskreys, J. Figiel, A. Guła, P. Malecki, B. Muryn, H. Rudnicka, L. Suszycki, A. Zalewska, K. Zalewski, J. Zaorska, W. Zieliński

 

 8 GeV p+p              Aachen - Berlin - CERN - Cracow - Warsaw - (Vienna)

 

Uczestnicy z Krakowa:

L. Anioła, J. Bartke, T. Coghen, O. Czyżewski, J. Danysz, A. Eskreys, K. Eskreys, K. Juszczak (Dziunikowska), D. Kisielewska, P. Malecki, B. Muryn, J. Łoskiewicz, H. Rudnicka, J. Zaorska, W. Zieliński.

 

Uczestnicy z Warszawy:

M. Bardadin-Otwinowska, T. Hofmokl, L. Michejda, S. Otwinowski, H. Piotrowska (Białkowska), R. Sosnowski, R. Stroynowski, M. Szczekowski, M. Szeptycka, A.K. Wróblewski, A. Ziemiński, D. Ziemińska.

 

16 GeV p+p, 16 GeV p-p           Aachen - Berlin - Bonn - CERN - Cracow - Heidelberg -

16 GeV K-p                                 Warsaw - (London)

 

Uczestnicy z Krakowa:

L. Anioła, J. Bartke, T. Coghen, O. Czyżewski, J. Danysz, A. Guła, A. Eskreys, K. Eskreys, K. Dziunikowska, K Fiałkowski, J.Figiel, A. Guła, D. Kisielewska, A. Kotański, P. Malecki, J. Łoskiewicz, P. Stopa, K. Olkiewicz, H. Rudnicka, K. Śliwa, L. Suszycki, A. Zalewska, J. Zaorska, W. Zieliński.

 

Uczestnicy z Warszawy:

H. Abramowicz, M. Bardadin-Otwinowska, K. Doroba, T. Hofmokl, J. Królikowski, L. Michejda, S. Otwinowski, H. Piotrowska (Białkowska), R. Sosnowski, R. Stroynowski, M. Szczekowski, M. Szeptycka, W. Wójcik, A.K. Wróblewski, A. Ziemiński, D. Ziemińska.

 

21 GeV p-d                          Cambridge - Cracow - Warsaw

 

Uczestnicy z Krakowa:

K. Dziunikowska, A. Eskreys, K. Eskreys, J. Figiel,  D. Kisielewska, P. Malecki, B. Pawlik, H. Rudnicka, L. Suszycki, K. Śliwa, M. Zachara, A Zalewska, K. Zalewski, J. Zaorska, W. Zieliński.

 

Uczestnicy z Warszawy:

H. Abramowicz, M. Bardadin-Otwinowska, K. Doroba, J. Gajewski, M. Górski, T. Hofmokl, R. Sosnowski,  M. Szeptycka, A.K. Wróblewski, A. Ziemiński.

 

110 GeV K-p                        Aachen - Berlin - CERN - Cracow - London - Vienna -

                                              Warsaw

Uczestnicy z Krakowa:

T. Coghen, J. Chwastowski,  K. Dziunikowska, A. Eskreys, K. Eskreys, J. Figiel, T. Haupt, D. Kisielewska, W. Krasny, P. Malecki, B. Michałowska, L. Suszycki, W. Zieliński, M. Zachara.

 

Uczestnicy z Warszawy:

M. Bardadin-Otwinowska, T. Hofmokl, A. Jachołkowska, M. Szczekowski, A.K. Wróblewski

 

200 GeV p,`p - p, Ar, Xe           Bari - Cracow - Liverpool - Monachium - Nijmegen

150, 300 GeV p- - p                          (współpraca NA-5)

 

Uczestnicy z Krakowa:

A. Białas, J. Chwastowski, T. Coghen,W. Czyż, A. Eskreys, K. Eskreys, K. Fiałkowski, D. Kisielewska, A. Kotarba, B. Madeyski, P. Malecki, B. Michałowska, K. Olkiewicz, B. Pawlik, P. Stopa.

 

250 GeV p+, K+, p - p, Al, Au    Aachen - Antwerp/Brussels - Berlin - Helsinki - Cracow -

Moscow - Nijmegen - Rio de Janeiro - Serpukhov -

                                                    Warsaw - Yerevan (wspólpraca EHS/NA-22)

 

Uczestnicy z Krakowa:

K. Dziunikowska, A. Eskreys, T. Haupt, K. Kalęba, D. Kisielewska, A. Michałowska, K. Olkiewicz, P. Stopa, W. Zieliński.

 

Uczestnicy z Warszawy:

M. Adamus, H. Białkowska, J. Stepaniak, A.K. Wróblewski.

 

Literatura:

[1] M. Mięsowicz, Notatki autobiograficzne fizyka, Kwartalnik Historii i Techniki,

rocznik XXXII, nr 3 i 4, (1987)

[2] A. K. Wróblewski, Fizyka wysokich energii w Polsce: pierwsze 50 lat, Postępy Fizyki

tom 44, zeszyt 2, str. 153-159 (1993)

[3] L. Michejda, KAR 65, Polska, nr 11 (195), 37, (1970)