NAUKA KAO žIVOT

Pripremio: Miloslav Rajković

Akademik Đorđe Šijački, direktor Centra za teorijsku fiziku Instituta za fiziku i redovni profesor Beogradskog univerziteta

Doktoratom u svetsku orbitu

Teorija svetskih spinora

Akademik Đorđe Šijački

Đorđe Šijački je ugledao svet u Novom Sadu (1947) jer je tamo bilo porodilište najbliže Sremskim Karlovcima, gde su tada živeli njegovi roditelji. Otac Mirko je bio direktor Karlovacke gimnazije i predavao je matematiku, a majka Milena (rođena Stajčić, s one strane Drine) srpski jezik i književnost.

Porodica Šijački se potom seli u Sremsku Mitrovicu, Bačku Palanku gde je Đorđe pošao u školu, pa u Beograd. “Roditelji su me upisali u prvi razred sa šest godina ‘da izađu u susret mojoj znatiželji'. Bio sam u istom odeljenju sa Nikolom Tucićem, biologom, sa kojim sam iste godine postao član SANU. U detinjstvu sam dosta vremena provodio u prirodi. Sa posebnom radošću se sećam leta provedenih na obali Dunava i uživanja na snegu, posebno vožnje u zaprežnim saonicama u Karađorđevu”.

Put ka Vinči

Đorđe Šijački je odrastao a i danas živi na Dorćolu, koji je Svetlana Velmar-Janković s poetskom snagom ovekovečila u istoimenoj zbirci priča. Đački dani su mu protekli u Skadarliji i Prvoj beogradskoj gimnaziji. Još kao osnovca, više od ostalih predmeta privlačile su ga matematika i fizika.

- Smatram da je za to odgovoran “gen Šijačkih”, kaže. - Moj deda po ocu, Živan Šijački, iz sela Voganj kod Rume, dobro je „stajao“ sa matematikom (na žalost, to je manje-više jedini pouzdani podatak koji znam o njemu, jer sam bio veoma mali kada je umro), moj otac je završio studije matematike, a sestra Vera je profesor na Mašinskom fakultetu u Beogradu.

Nastavnik fizike i hemije je u velikoj meri uticao da se još u sedmom razredu “opredelio” za fiziku. “On bi vrlo uspešno, što bi sada rekli, ‘sažeo' gradivo pa bi nam ostalo oko dve nedelje na kraju školske godine. Tada bismo, rasterećeni, čitali popularne knjige iz nauke, koje su budile našu maštu, pokretale vrteške snova i nadanja, planiranja velikih otkrića...”

Ne'eman je znao za mene Tokom uzbudljive i uspešne naučne karijere, prof. Šijački je sarađivao sa vodećim ličnostima fizike čestica (J. Neeman) i gravitacije (W. Hehl). - Leta 1978. godine učestvovao sam na vodećoj svetskoj konferenciji o simetrijama u fizici, u Tibingenu. Poslednjeg dana se pojavio Juval Neeman. Video sam ga kako na poslednjoj kafe pauzi razgovara sa grupom kolega. Odlučivši da mu se predstavim, prišao sam. Pre nego što sam bilo šta izgovorio, bacivši pogled na moj bedž, preduhitrio me je: ”A, to ste vi!” Noge su mi se odsekle, a u glavi mi se zavrtelo: veliki Juval Ne'eman, moj idol, znao je za mene! Rekao je da, upravo tih dana, on i prof. Vilhelm Hel, čuveni gravitacionista, proučavaju moj rad iz doktorske teze. Povukli smo se u praznu učionicu i kroz razgovor uz tablu i kredu ustanovili da imamo veliko saglasje mišljenja o predmetu obostranog interesovanja. U jednom momentu, Ne'eman je konstatovao da zbog njega 15 minuta kasni završna sesija, kojoj on predsedava! Tako je počela naša dugogodišnja, bez lažne skromnosti, vrlo uspešna saradnja. Ne'eman je dva puta bio ministar nauke Izraela, tako da se deo našeg istraživanja odvijao i u njegovoj kancelariji u Knesetu. U toku saradnje postali smo i porodični prijatelji. Juval Ne'eman bio je najinteligentniji i najobrazovaniji čovek koga sam ikad poznavao, veliki erudita, poliglota, koji je šarmom i duhovitošću ostavljao druge bez daha i bio stožer svakog društva. O Ne'emanu još veli da je bio je “maestralan organizator, osnivač i rektor Univerziteta u Tel Avivu, potpredsednik Nuklearne komisije i predsednik Svemirske agencije Izraela. Za otkriće SU(3) simetrije elementarnih čestica, koju sam proučavao za diplomski rad, bio je predložen za Nobelovu nagradu, koja mu je izmakla iz političkih razloga”. Kod prof. Hela, u Kelnu, Šijački je proveo pola godine na post-doktorskom usavršavanju. Tu je upoznao niz istaknutih naučnika i unapredio svoja znanja iz savremenog pristupa gravitaciji “baziranog na lokalnim prostorno-vremenskim simetrijama”.

U gimnaziji je imao sreću da bude u eksperimentalnom odeljenju za američki PSSC (Physics Science Study Committee), kurs fizike i da mu profesor bude Mihajlo Platiša, koji je potom predavao na Fizičkom fakultetu. “U odlično opremljenoj laboratoriji radili smo timski, u malim grupama, samostalno dolazili do fizičkih zakonitosti, koje smo potom diskutovali na času i tako na neki način sami dolazili do istih otkrića kao i velikani fizike koji su ih zaista učinili. Tu sam se definitivno opredelio za fiziku i prvi put osetio čari istraživanja i otkrivanja. Tu sam stekao prvi osećaj za realne fizičke fenomene”.

Prateći druga na upis i sam se upisao na Odsek tehničke fizike (bivši Nuklearni odsek ) Elektortehničkog fakulteta. U javnosti je ovaj odsek u to vreme bio poznat kao “put ka Institutu u Vinči, centru tadašnjih istraživanja u atomskoj i nuklearnoj fizici”.

- Na moj interes za atomsku fiziku je posebno uticala knjiga Moj prijatelj atom koju sam od majke dobio u osnovnoj školi. Zagolicala mi je maštu za pojave u mikro svetu. To interesovanje mi je postalo životno opredeljenje a i dan-danas ponekad razlog nesanice. Otac je takođe bio vrlo posvećen porodici i pedagoškom radu. Bio je čovek živog duha, maštovit, širokih znanja i interesovanja, uz to vrlo blag, ljubazan i strpljiv. Razgovori sa njim i stvari koje me je naučio umnogome su opredelili moj životni put.

Na fakultetu, Šijački je sa kolegama formirao tzv. “Studijsku grupu za fiziku”. Držali su seminare i diskutovali “velika” pitanja fizike, a samostalno se upoznavao sa kvantnom mehanikom i Opštom teorijom relativnosti.

- Profesor Fedor Boreli mi je omogućio da radim diplomski rad “Unitarne simetrije elementarnih čestica”, čime sam stekao svoje životne i naučne idole: Mareja Gelmana (Murray Gell-Mann) i Juvala Neemana (Yuval Ne'eman), veli.

Studije elektrotehnike je završio kao najbolji student generacije. Zaposlio se u teorijskoj grupi Fizičke laboratorije u Vinči. Upisavši poslediplomske studije teorijske fizike na Fizičkom fakultetu, vratio se izvorima ove nauke. Bio je student prve generacije na smeru koji su formirali profesori Milan Vujičić, Fedor Herbut i Zvonko Marić.

Ručak sa Vignerom

- Magistrirao sam kod Vujičića i Herbuta na temu spajanja simetrija elementarnih čestica. Od njih sam naučio tajne istraživačkog zanata, osetio uzbuđenje naučnog otkrivanja. Učeći od njih i radeći sa njima postali smo prijatelji i to prijateljstvo je ostalo za čitav život. Oni su imali presudan uticaj na moj život naučnika. Preporučili su me za usavršavanje u SAD. Na njihov predlog nobelovcu Vigneru (Wigner) primljen sam na najprestižniju letnju školu fizike elementarnih čestic u Eričeu, na Siciliji. U tom seocetu, sa tradicijom još iz stare Grčke, jednoga sunčanog sicilijanskog dana, prišao mi je sam Vigner i pozvao da zajedno ručamo! Zamislite kako je bilo mladom magistru fizike, koji je tek zakoračio u svet nauke, dok je preznojen, sa knedlom u grlu, sedeo naspram jednog od najpoznatijih fizičara. Sav ushićen, tamo sam slušao i predavanja Mareja Gelmana.

Sa saradnicima instituta za fiziku

Boravak na američkom Djuk univerzitetu (Duke university), bio je presudan: kod profesora Lavrensa Bidenharna (Lawrence Biedenharn) odbranio je doktorsku tezu The Unitary Irredicible Representations of SL(3,R) in the Algebraic Approach to Hadronic Physics. “Odmah po dolasku, održao sam seminar o svom magistarskom radu sa Vujičićem i Herbutom. Tada mi je prof. Bidenharn predložio da kod njega upišem doktorske studije pa sam tako, umesto godinu usavršavanja, na Djuku proveo dve godine, do odbrane doktorata. Bidenharn je pre mog dolaska boravio na Caltech-u (Kalifornijski institut za tehnologiju), gde ga je nobelovac Gelman zainteresovao za proučavanje SL(3,R) simetrije, koju sam dobio kao istraživački problem za doktorsku tezu. Bidenharn je bio matematički fizičar velikog formata, sa istančanim osećajem za konkretne fizičke fenomene. Kroz razgovore sa njim i njegove seminare dostigao sam viši stepen naučničke zrelosti i otkrio tajne rada u matematičkoj fizici, stekao osećaj za fenomenologiju i naučio da se oslanjam na intuiciju. Pred kraj boravka u SAD pohađao sam letnju školu i konferenciju na Stanford univerzitetu u pionirskom periodu nastanka Standardnog modela elementarnih čestica”.

Doktorska disertacija je izazvala veliki interes istraživača ne samo u nuklearnoj i fizici čestica, koji su radili na problemima ”rotacionih vrpci” i Redže (Regge) trajektorija hadrona, već i u matematičkoj fizici i uvela mladog doktoranta u svetsku orbitu. Šijački je “razrešio konfuziju oko spinorskih reprezentacija”, došao do kompletnog skupa rešenja i objasnio zašto je jedan broj ranijih radova bio netačan. Po povratku u zemlju i odsluženja vojnog roka u mornarici, u Vinči, a kasnije na Institutu za fiziku, bavi se međusobno povezanim oblastima: reprezentacijama SL(n,R) simetrija, klasifikacijom hadrona (jako interagujućih nuklearnih čestica), generalizacijom Ajnštajnove opšte teorije relativnosti i simetrijama ekstendiranih objekata (strune, membrane) - koliko je moguće, uvek iz “svog ugla” (hromo-gravitacija je bio potpuno nov pristup fizici nuklearnih sila, tj. jakih interakcija).

Profesor Šijački se posebno zainteresovao za problem spinora u teoriji gravitacije. I tu je, zbog nekih znanja o svetskim spinorima, problem posmatrao iz “malo dugačijeg” ugla. “Pri prelasku sa specijalne na opštu teoriju relativnosti Ajnštajn je uveo fizička polja tzv. svetskih tenzora, koja opisuju bozonsku materiju. Fermionska materija se u Ajnštajnovoj teoriji suštinski i dalje opisuje korišćenjem specijalne relativnosti. Ispostavlja se da je suštinski opis fermionskih polja u zakrivljenom prostoru dat objektima sa beskonačno komponenti, opisanih simetrijama koje sam počeo da istražujem radeći doktorat. Rad na gravitaciji je postao nova inspiracija za dalje proučavanje tih simetrija i njihovih primena u opisu osnovne materije u mikrosvetu zakrivljenog prostor-vremena. Kompletirao sam sliku materije u kvantnoj relativističkoj fizici uvodeći svetske spinore, čime se, uz svetske tenzore, dobija jedinstven opis materije”.

Od prijema u Akademiju, Šijački je uspeo da nađe “uopštenje” čuvene Dirakove (Dirack) jednačine na beskonačno-komponentne svetske spinore u tri prostorno-vremenske dimenzije. “Moje duboko uverenje je”, kaže, “da će svetski spinori imati značajnu ulogu u formulisanju buduće kvantne teorije gravitacije, največeg izazova savremene teorijske fizike“.

Sa Izraelcem Juvalom Neemanom, ocem simetrija elementarnih čestica, radio je na problemu klasifikacije hadrona. „Eksperimentalno je otkriveno da ovih čestica, kao što su proton i neutron, ima na stotine i postavlja se pitanje uvođenja njihove organizacije slično redu u svetu atoma koji je uveo Mendeljejev. Koristeći SL(4,R) relativističko uopštenje SL(3,R) simetrije, koje sam predložio u doktorskoj tezi, došli smo do klasifikacione šeme hadrona koja se slaže sa eksperimentom. U daljem radu smo, polazeći od fundamentalne teorije kvantne hromo dinamike (QCD), koja opisuje nuklearne interakcije kvarkova, formulisali dinamičku teoriju, ‘hromo-gravitaciju'. Hromo-gravitacija je dala dinamičko opravdanje za našu klasifikaciju hadrona i omogućila izvođenje čuvene relacije između mase i spina hadrona koji se nalaze na tzv. Redže trajektorijama. Spektar hadrona, vezanih stanja kvarkova, nije moguće teorijski izračunati direktno polazeći od QCD teorije zbog jačine same interakcije (“zarobljavanje” kvarkova). Pokazali smo da se, na rastojanjima kvarkova kada interakcija raste i dolazi do formiranja hadrona, teorija može približno matematički opisati formalizmom opšte teorije relativnosti i tako došli do hromo-gravitacije.

Najveći naučni poduhvat

Sadašnje vreme u fizici elementarnih čestica je vreme istraživanja na Velikom hadronskom sudaraču (LHC) u Evropskom centru za nuklearna istraživanja (CERN) u Ženevi i specijalnim, do sada nezamislivim, detektorima čestica. O ovom grandioznom naučnom projektu akademik Šijački je u Ogranku SANU u Novom Sadu (15. aprila 2009) održao predavanje Veliki Hadronski sudarač i savremena fizika elementarnih čestica . “ATLAS detektor je najveći ikada sagrađeni eksperimentalni merni uređaj. Cela međunarodna naučna zajednica se okupila oko najvećeg naučnog poduhvata u istoriji svetske nauke, koji pored naučnog izazova predstavlja i najveći tehnološki i organizaciono-sociološki iskorak. Koliko god da je Srbija mala zemlja u svetskim naučnim razmerama”, ističe Šijački, “nezamislivo je samo pasivno posmatrati dešavanja pod velikim reflektorima na velikoj sceni svetske nauke. Tim istraživača iz Instituta za fiziku, kome pripadam, je izborio ravnopravno učešće u radu ATLAS kolaboracije i time ćemo, pored tima iz Vinče, biti akteri velikih otkrića u toku narednih godina u CERN-u. Važno je istaći da ova aktivnost otvara značajne mogućnosti u sferi obrazovanja, uključenja drugih nauka (od tehničkih do bio-medicinskih) i dobijanja poslova za privredu zemlje”.

LHC treba da odgovori na velika pitanja: Zašto čestice imaju masu? Šta je sa supersimetrijom? Šta se desilo neposredno posle Velikog praska? Gde je antimaterija? Od čega se sastoji svemir i dr. „Pred nama je bogato i uzbudljivo razdoblje fizike“, tvrdi akademik Đorđe Šijački. A koju godinu ranije, na pitanje u nazivu predavanja povodom gradnje “velikog hadronskog sudarača” (The Large Hadron Collider) Da li je na pomolu kraj fizike odgovorio je kroz “susret” fizike čestica i kosmologije: “Obe oblasti su unapređene i sve više se naslućuje nastanak grandiozne teorije svega koja će opisati sve fenomene u svemiru, i sam svemir”.

Radovi Đ. Šijačkog citiraju se i posle petnaest-dvadeset godina od objavljivanja. Rezultati iz doktorske disertacije se navode i dan-danas, kao i nekoliko značajnijih radova sa Neemanom. “Kad imate u vidu da se neki rad citira posle nekoliko desetina godina od izvora to kod naučnika stvara jedno lepo osećanje”, veli Šijački. Pisao je poglavlja po pozivu za monografije posvećene poznatim naučnicima, nobelovcu A. Salamu, L. Bidenharnu, D. Ivanenku i dr., u prestižnoj ediciji Symmetries in Science II , V, VI, VII. Editor je knjiga “Frontiers in Particles Physics ‘83” (1984) i “Modern Trends in Particle Phyics ‘89” (izd. Nuclear Physics B, Norht-Holland Pub., 1990), recenzent prestižnih časopisa, autor dve kapitalne publikacije o ATLAS eksperimentu...

Nerado govori o priznanjima. “Pomenuo bih dva momenta vezana za rad na SL(3,R) simetriji koji su mi imponovali. U literaturi iz čiste matematike dobio sam priznanje da sam rešio problem beskonačnih (unitarnih) reprezentacija ove simetrije. Prof. Milan Mijić mi je napisao, dok je bio student na doktorskim studijama na California Institute of Technology, da me je, moj idol, Gelman istakao u predavanjima za rad na nekompaktnim grupama simetrija uz velikane Gelfanda i Najmarka”.

Na Fizičkom fakultetu je zasnovao predmete Simetrija elementarnih čestica i Teorija elementarnih čestica a na postdiplomskim studijama, gotovo četvrt veka, rukovodi smerom Teorijska fizika elementarnih čestica i gravitacije. “Kada je osnovana, škola teorijske fizike je radila kako bi sada trebalo raditi na doktorskim studijama, koje su po zakonu pre godinu dana postale realnost. Držana su predavanja, vežbe, intenzivan istraživački rad sa studentima, što nije bila standardna praksa pri izradi dotorata”, primećuje dr Šijački, koji pored pedagoškog rada ima “osećaj” i za društveni aspekt nauke, kakav su imala dvojica velikana srpske fizike, Stevan Koički i Zvonko Marić. “Oni su kreirali lepu intelektualnu atmosferu, bili su umni i veoma tolerantni, zainteresovani ne samo za uskonaučne nego i organizacione i popularne aspekte nauke, davali podršku mladima,”.

Posvećen struci, oragnizaciji naučnog rada, obrazovanju i porodici, ne ostaje mu vremena u danu za druge aktivnosti.

Miloslav Rajković