სამეცნიერო კარიერა 80-იან წლებში თბილისის ფიზიკის ინსტიტუტში დავიწყე, სადაც შევუერთდი ფიზიკოს-ინჟინრების ჯგუფს, მსფლიოში უდიდესი, ხუთ მეტრიანი სტრიმერული კამერის შესაქმნელად. ეს ხელსაწყო ნაწილაკების ტრაექტორიის გაზომვის საშუალებას იძლევა. კამერა კი შეადგენს საერთაშორისო ექსპერიმენტ „რისკ“-ის ცენტრალურ ნაწილს. პროექტი წარმატებით დასრულდა, ჩვენი ჯგუფის ოთხ წევრს საქართველოს სახელმწიფო პრემია მოგვენიჭა.

ჩავატარეთ უნიკალური ექსპერიმენტები სერპუხოვოს ამაჩქარებელზე (სსრკ). რამდენიმე შედეგი დისერტაციაშიც ავსახე. პარალელურად ვმუშაობდი ახალ ამოცანებზე, მათ შორის CERN-ის CMS ექსპერიმენტის პროექტზე. CMS კოლაბორაციას შევთავაზეთ ჩვენეული, იმ დროისთვის ჯერ კიდევ ჰიპოტეტური top კვარკის უნიკალური მეთოდებით აღმოჩენა-შესწავლა.

კვლევების გასაგრძელებლად და CMS ექსპერიმენტის პროექტში ჩვენი შედეგების შესატანად მიმიწვიეს CERN-ში (1991). იქ შესანიშნავი სამუშაო პირობები დამხვდა და ახალ ამოცანებს მოვკიდე ხელი. წარმატებული გამოდგა ვიზიტი, რადგან რამდენიმე ჩემი შედეგი CMS ექსპერიმენტის პროექტში შევიდა. რაც მთავარია, ჩვენთვის შეიძინეს იმ დროისთვის უმძლავრესი პერსონალური კომპიუტერი, რათა სამშობლოში ეფექტურად გამეგრძელებინა კვლევები.

ამაოდ! იმ ძნელბედობის ჟამს (1993) ფიზიკის ინსტიტუტში დაგვაყაჩაღეს, ჩვენს ჯგუფს რაც კი კომპიუტერები ჰქონდა (CERN-ის ნაჩუქარის ჩათვლით), შეიარაღებულმა პირებმა გაიტაცეს! შევძარი ქვეყანა, იმდროინდელი მთავრობა, აკადემიის ხელმძღვანელობა, პროკურატურა, რადიო, ტელევიზია. ამაოდ! ვერ დავიბრუნეთ კომპიუტერები და, რაც ყველაზე სამარცხვინოა, საქვეყნოდ მოგვეჭრა თავი. თუმცა CMS კოლაბორაცია გაგებით მოეკიდა ჩვენი ჯგუფისთვის ტრაგიკულ ამბავს და თანამშრომლობა მაინც გაგრძელდა.

ცხადია ამ ძარცვის შემდეგ თბილისში ვერ ვიმუშავებდი და დაიწყო ჩემი „მოგზაურობა“ ევროპის სხვადასხვა ცენტრში: DESY (Hamburg/Zeuthen), სტრასბურგი და ბოლოს ისევ ჟენევა (CERN). 3 საერთაშორისო ექსპერიმენტის ფარგლებში, ვიმუშავე ათიოდე პროექტზე, თუმცა ჩემი ძირითადი, სამომავლო მიზანი იყო კვლევების ჩატარება LHC-ზე, რომელიც გეგმის მიხედვით 2008 წელს ამუშავდებოდა. 90-იანი წლების მიწურულს გადავწყვიტე D0 ექსპერიმენტზე მუშაობა (Fermilab, Chicago) და 2000 წელს ჩამოვედი ამერიკაში. იმ დროისთვის (2001) მსოფლიოში უდიდესი ენერგიის ამაჩქარებელი (Tevatron Run II) სწორედ Fermilab-ში ამუშავდებოდა და მეცნიერების მიზიდულობის ცენტრი სწორედ ეს ლაბორატორია გახდა.

ამჟამად ვმუშაობ ბაფალოს უნივერსიტეტში, ვასწავლი ზოგად ფიზიკას, წარჩინებულ სტუდენტებს კი ბირთვულ და ნაწილაკების ფიზიკას. ვხელმძღვანელობ ჯგუფს და კვლევებს ვატარებ Fermilab-სა და CERN-ში. ვარ D0 და CMS კოლაბორაციების წევრი.

ვმუშაობ ტრეკულ (Silicon Pixel) დეტექტორზე, მძიმე კვარკების იდენტიფიკაციაზე, ჰიგგს ნაწილაკის თვისებების დეტალურ შესწავლაზე და შესაბამის ფონურ პროცესების ანალიზზე. ვიკვლევ მოვლენებს (მიკრო)სამყაროს უმცირეს მანძილებზე. რაც დღეს შესაძლებელია CERN-ის LHC პროტონების ამჩქარებელზე. LHC-ის ექსპერიმენტები ერთგვარ მიკროსკოპის როლს ასრულებენ. ლაპარაკია 10 მეტრ მანძილებზე, ანუ თვით პროტონის მემილიონედ ნაწილზე. მაღალი ენერგიების პროტონების შეჯახებისას, ბევრი, მათ შორის ჯერ კიდევ უცნობი, ნაწილაკების დაბადებაა შესაძლებელი. დღეისთვის აღმოჩენილია ოციოდე ე.წ. ფუნდამენტური, ანუ ელემენტალური ნაწილაკი, რომლებიც ჩვენს გარშემო მატერიალურ სამყაროს შეადგენს: 6 კვარკი, 6 ლეპტონი (+ მათი ანტინაწილაკები), რომლებიც ურთიერთქმედებენ 5 „ძალის გადამტანი“ ნაწილაკებით (ერთ-ერთია მაგალითად ფოტონი, სინათლის მატარებელი ნაწილაკი). ამ ნაწილაკების მასას განსაზღვრავს ჰიგგს ნაწილაკთან მათი ურთიერთქმედების სიძლიერე.

ბევრი ჩვენი თანამემამულის თანაავტორობით, სწორედ ჰიგგს ნაწილაკის აღმოჩენა იყო 2012 წელს ჩვენი დარგის და CERN-ის ტრიუმფი. ჩამოთვლილი ნაწილაკები და მათ შორის ურთიერთქმედებები „სტანდარტული მოდელი“-თ აღიწერება. ეს თეორია ზუსტად აღწერს მიკროსამყაროს ჩვენს გარშემო. ჩემი ინტერესი სტანდარტული მოდელიდან შესაძლო გადახრების ძიებაა. ხოლო თუ ბუნებამ ხელი შეგვიწყო, ახალი მოვლენ(ებ)ის აღმოჩენა. ნაწილაკების ურთიერთქმედებას ვაკვირდებით დეტექტორების საშუალებით. კარიერის განმავლობაში მიმუშავია სხვადასხვა, ხშირად უნიკალური, დეტექტორების ტექნოლოგიებზე. აგრეთვე ვაკვირდები სიგნალის გამოყოფას მაღალი ფონის პირობებში, ფიზიკური პროცესების მოდელირება-რეკონსტრუკცია გრაფიკულ ასახვაზე, მონაცემთა ანალიზზე და მომიჯნავე ამოცანების პროგრამულ უზრუნველყოფაზე.

ჩემს მიერ განხორციელებული პროექტებიდან ალბათ გამოვყოფდი D0 ექსპერიმენტს, რომელიც სრულიად ახალი, ე.წ. სცინტილაციური ბოჭკოს ტრეკული სისტემით აღიჭურვა. მე ამ დეტექტორის აგებაში მივიღე მონაწილეობ და მის D0-ში ინსტალაცია/ინტეგრაციას ვხელმძღვანელობდი (Physicist in Charge). ხელსაწყომ 10 წელი საათივით იმუშავა. გამოვყოფდი ასევე პირველ D0 Run II სტატიას ჰიგგს ნაწილაკის ძიებაზე (2004), რომელიც ჩეხ სტუდენტთან და ინგლისელ პროფესორთან ერთად ჩავატარე. CMS ამოცანებიდან გამოვყოფდი LHC-ზე სუპერსიმეტრიის აღმოჩენა/შესწავლის მეთოდებს. სუპერსიმეტრია არის თეორია, რომელიც სტანდარტული მოდელის ერთგვარი განზოგადოებაა და ახალ ნაწილაკებს წინასწარმეტყველებს.

1998 წელს კოლეგებთან ერთად შემაჯამებელი სტატია გამოვაქვეყნე, რომელიც მალევე „სამაგიდო სახელმძღვანელოდ“ იქცა. CMS-თან დაკავშირებით მეორე მნიშვნელოვანი პროექტი ეხება სილიკონ პიქსელ დეტექტორს რომელიც ჩვენი ჯგუფის მონაწილეობით Fermilab-ში შეიქმნა და წარმატებით ინტეგრირდა ექსპერიმენტში (2008). ჩემი და ბევრი ჩემი კოლეგის კარიერაში განსაკუთრებული ადგილი უკავია ჰიგსის აღმოჩენას (2012).

90-იანებიდან მოყოლებული ჰიგგსის ნაწილაკ(ებ)ის ძიებაზე ვმუშაობდი, ანალიზის დახვეწის მეთოდებზე და 2011 წლიდან ვარ CMS კოლაბორაციის ჰიგგსის ფიზიკაში პუბლიკაციების კომიტეტის წევრი. მევალება შესაბამისი სტატიების კრიტიკული ანალიზი, სანამ ნაშრომი სამეცნიერო ჟურნალში გამოსაქვეყნდება. განხილვა/გადაწყვეტილება მიიღება ე.წ. „ბოლო წაკითხვის“ (Final Reading) შეხვედრაზე. ჰიგგსის აღმოჩენის სტატიის შემთხვევაში კოლაბორაციის მენეჯმენტიც დაესწრო, სულ ათიოდე კოლეგა ვიყავით. ვიდეოკონფერენციას ბაკურიანიდან ჩავერთე, არდადეგებზე ვიყავი. სასტუმროს ბინადრებს ავუხსენი ვითარება და ვთხოვე ინტერნეტი არ გადაეტვირთათ (რომ არ „გავეჭედე“). გაგებით მოეკიდენ და კომპიუტერს 5 საათი არავინ გაკარებია, სანამ შეხვედრას არ მოვრჩი. ამ შემთხვევამ ადგილობრივების დიდი ინტერესი გამოიწვია. მომიწია დეტალურად მოყოლა თუ რას ნიშნავს ეს საუკუნის აღმოჩენა, რა კავშირია ბუნების კანონებსა და სიმეტრიებს შორის, ჰიგგსის მექანიზმი, თუ როგორ იბადება და მყისიერად იშლება ეს ფუნდამენტური ნაწილაკი, მისი ექსპერიმენტზე დაკვირვების მეთოდები და სხვ. გაფაციცებით მისმენდა დიდი თუ პატარა. ეს ერთგვარი ლექცია გვიან ღამემდე გაგრძელდა და „ნატურალურად“ პოლიტიკაზე გადავიდა, ლოკალურ თუ გლობალურზე. აქ კი თითქმის ყველა დამსწრე ერთგვარი ექსპერტი აღმოჩნდა და, მაგალითად, ჩემ დაკვირვებებს საქართველოში ვითარებაზე ბევრი სკეპტიკოსი გამოუჩნდა.

სხვათაშორის საქართველოდან უცხოეთში პირველად ონლაინ ჩატი 1992 წელს ჩავატარე, ფიზიკის ინსტიტუტის ოფისიდან CMS კოლეგასთან CERN-ში. ტექნიკურად ეს დიდი მიღწევა იყო და ბევრ ახალ შესაძლებლობას ჰქმნიდა, რადგან იმ დროს ინტერნეტი დღევანდელი გაგებით არც არსებობდა. ვთვლი, რომ აუცილებელია მომავალ თაობასთან აქტიური მუშაობა, მეცნიერებისადმი სიყვარულის გაღვივება. ამისათვის სპეციალური პროგრამა გვაქვს შემუშავებული და რეგულარულად ვხდებით ლოკალურ სკოლის მასწავლებლებს და სტუდენტებს რათა მათთვის გასაგებ ენაზე ავუხსნათ თანამედროვე კვლევები და აღმოჩენები. ამერიკაში ასეთი აქტივობა (Outreach) აუცილებელია კვლევების დასაფინასებლად.

ახალგაზრდა მეცნიერებს ვურჩევდი ცოდნის გაღრმავებას. უნდა გქონდეთ ანალიზის უნარი, ისწავლეთ „სწორი“ კითხვების დასმა, თუ რას შეცვლიდით/გააუმჯობესებდით მოცემულ კველვაში და როგორ? დასახეთ მიზანი, იქონიეთ გეგმა „ბ“ მიზნის მისაღწევად. არჩეულ სპეციალობში უნდა შეგეძლოთ მიმდინარე კვლევების და უახლესი სტატიების კრიტიკული ანალიზი. ეს ხშირად მათემატიკურ უნარებს გულისხმობს. მაგალითად ექსპერიმენტული ფიზიკის და მომიჯნავე დარგებში, სხვის სტატიაზე მუშაობისას მეცნიერი სვამს შემდეგ კითხვებს: მე თუ შევძლებ ჩავატარო მოცემული კვლევა, ავიღო და დავამუშავო მონაცემები, დავწერო სტატია, ვუპასუხო რეფერის შეკითხვებს ვიდრე შრომა გამოქვეყნდება. ამავე დროს იფიქრო თუ როგორ გააუმჯობესებდი ან განსხვავებულად ჩაატერბდი მოცემულ ექსპერიმენტს, მონაცემთა ანალიზს და ზოგადად როგორ წარადგენდი ამ კერძო კვლევის შედეგებს. ამ უნარების განვითარება კარგ საფუძველს ჰქმნის, რომ შენი უნიკალური კვლევა ჩაატარო. შრომა თუ გიყვართ მაშინ მოთხოვნადი ხართ.

მე მაგალითად რამდენიმე შემოთავაზება მქონდა და არჩევანი ბაფალოზე გავაკეთე, სამი მიზეზის გამო: პირველი- ახალი, ექსპერიმენტული მაღალი ენერგიების ფიზიკის ჯგუფი უნდა შეგვექმნა და ამისათვის ორ პოზიციაზე შემოთავაზება მივიღე, ჩემი და მეუღლის. მეორე- ჩემი ვაჟის/მოზარდის განათლებისთვის კარგი პირობები და მესამე - უნივერსიტეტში მეგობრული განწყობა.

დრომ გვიჩვენა რომ ბაფალოში მეგობრობა და მეზობლობა იციან, აი ისეთი სამეგრელოში ჩემს ნათესავებს რომ გაუკვირდათ! საქართველო ეკონომიურად ვერ გასწვდება თანამედროვე, ძვირადღირებულ პროექტებს(ჩემს დარგს ვგულისხმობ). ამიტომ, გამოსავალს უცხოელ მეცნიერებთან და ინსტიტუტებთან თანამშრომლობაში ვხედავ. სწორედ ამ გზას დავადექი 90-იან წლებში, ვფიქრობ წარმატებით, თუმცა ქვეყნის ნგრევამ ხელი შეგვიშალა და იძულებით ემიგრანტი გავხდი. ვისურვებდი არჩევნებში მქონდეს ხმის მიცემის უფლება, საქართველოს მოქალაქეს არ მიწევდეს ნიუ იორკში ჩაფრენა ხმის მისაცემად. კენჭისყრა უნდა ხდებოდეს ინტერნეტის საშუალებით, თუნდაც ფარულობის ფასად . მე და უცხოეთში მყოფი ბევრი ჩემი მეგობარი თანახმა ვართ ასეთ კომპრომისზეც. ჯერ კიდევ არის შანსი უცხოეთში მიმობნეულ ქართველ მეცნიერებს შინ მოვუხმოთ, რჩევა ვთხოვოთ და მოვუსმინოთ. თუმცა დრო არ ითმენს, ვაგვიანებთ სამწუხაროდ.