Sergio Bertolucci - Towards dynamic scientific research
Authors/Creators
Description
Sergio Bertolucci has become Director for Research and Scientific Computing at the moment when the LHC is almost ready to deliver its first physics data. In this interview, he explains the importance of the perfect mix of collaboration and competition that will make the LHC scientific programme successful.
Sergio Bertolucci's enthusiasm for being at CERN at this historic time is evident from the first minute of the interview and has not waned after an hour speaking with us. Bertolucci's recipe for a successful start-up of the physics delivery phase of the LHC is "Festina lente", a Latin motto that means something like 'hasten slowly'. "The LHC is probably the biggest and most complex scientific enterprise ever undertaken by humanity," says Bertolucci. "It will certainly lead us towards a new phase of our understanding of the Universe. Nature is already giving us some indications but only the LHC will allow us to observe the new phenomena that we expect to be out there. However, given its complexity, such a machine does not allow us to take any short cuts and all steps must be carefully taken".
For the physics community, the LHC is a discovery machine, in that finding just the Higgs boson anticipated by the Standard Model would be almost a disappointment. Given the fact that the LHC experiments will deliver their first physics data only in 2009-2010, the door might be left open for other experiments to get to the crucial discoveries first. "In principle, this is possible", confirms Bertolucci. "However, to me this would still be good news. In fundamental research, two important factors must be always present: the collaboration and the competition. From the point of view of the competition, I would not, of course, be happy to read that another laboratory had achieved any of the LHC's scientific objectives. On the other hand, any signal of new physics at a different machine will open up the opportunity for the LHC to make further discoveries as well as detailed investigations of what might have been observed elsewhere. And this is a unique feature of our largest accelerator. In physics, understanding is often more important than being the first to discover."
One of the commitments of the Director-General is the imminent restart of the non-LHC scientific programme. This suggests that new, smaller experiments will soon flourish at the CERN facilities. After years during which more and more physicists have been assembling around the huge detectors, is this a step backwards? "When I started my career as a physicist" says Bertolucci, "an experiment was carried out by a group of 15 people, then in CDF we were about 90. The LEP experiments drew together 500 scientists, and ATLAS and CMS now have more than 2000 members. This not only changes the organization of the teams involved, but it profoundly changes how fundamental research is done. In the past, a physicist, in his/her working life, could participate in a number of cycles of design, construction, data taking and physics. Today, given the dimensions of the scientific projects that necessarily cause an expansion in time for both the construction phase of the apparatus and the subsequent data-taking phase and analysis, physicists often spend long years doing only one thing. If we do not do anything, this might lead to entire generations of very specialized physicists; therefore, favouring the birth of smaller experiments is also important in maintaining a dynamic physics community. 'Smaller' does not mean 'less challenging'. One good example is the NA62 experiment, which will look for rare kaon decays and which is in a very advanced stage of approval: it is extremely challenging, both in terms of the detector requirements and physics studies. In Spring 2009 we will hold a workshop to assess the situation and to encourage the submission of more proposals of this sort."
So, despite the tight financial situation, CERN's Management does not seem to lack optimism and enthusiasm for the future. "We have to enlarge the scope of CERN and make it a more global laboratory", says Bertolucci. "We are a unique place where the new generation of physicists and engineers can be exposed to exciting challenges, with the help of the expertise of older generations. Here we have some of the best accelerator experts, a wide spectrum of engineering competencies, as well as two very active communities of experimentalists and theorists. Our duty is to keep this excellence. To be able to do so, we have to seek new partnerships with the world's three macro-regions: the Americas, Asia and Europe".
In 2008, our Laboratory experienced an increasing interest from the world at large, which had its climax on 10 September when millions of people followed the circulation of the first beams in the LHC through various media. This made us realise how closely people follow what we do and how much they want to know how we do research and why. "Society at large is our employer", confirms Bertolucci. "Our duty is to inform them correctly and pass on to them the enthusiasm we put into our work. Our research should never be perceived as dangerous. Fundamental research does not change or interfere with the natural mechanisms; it simply tries to find new ways of exploring nature and understanding how it works. History teaches us that curiosity-driven science is a principal cornerstone of progress. Technological developments without fundamental research would come to a halt, sooner or later. People think that antimatter is a totally abstract thing but without it, the PET scanner would have not been possible. As a global scientific laboratory, we are one of the main actors in the progress of knowledge; part of our duty is to learn how to communicate this correctly to society".
Sergio Bertolucci's CV in brief
A former Pisa scholar, Sergio Bertolucci has worked at DESY, Fermilab and Frascati. He was a member of the group that founded Fermilab's CDF experiment and has been involved in the design, construction and running of the CDF detector.
Bertolucci has been technical coordinator of the team responsible for the design and construction of the KLOE detector at the DAFNE storage ring at the Frascati National Laboratories (LNF). He was appointed head of the LNF accelerator division and the DAFNE project, becoming Director in 2002.
Before taking over the Directorate for Research at CERN, Bertolucci was already chairing the LHC committee and was a member of DESY's physics research committee. He was also vice-president and a member of the Board of the Italian National Institute of Nuclear Physics (INFN).
Other (French)
Sergio Bertolucci devient directeur de la recherche et de l'informatique au moment où le LHC se prépare à livrer ses premiers résultats de physique. Au cours de cet entretien, il explique l'importance d'allier collaboration et concurrence pour le succès du programme scientifique du LHC.
Sergio Bertolucci vit avec passion ce moment exaltant de l'histoire du CERN, et son enthousiasme ne faiblit pas tout au long de l'entretien. Évoquant le début de la phase de résultats de physique du LHC, il aime à citer la devise latine «Festina lente» (Hâte-toi lentement). «Le LHC est sans doute l'entreprise scientifique la plus grande et la plus complexe jamais mise en œuvre, estime Sergio Bertolucci. Elle nous conduira certainement à une nouvelle phase de notre compréhension de l'Univers. La nature nous donne déjà quelques indications, mais seul le LHC nous permettra d'observer les nouveaux phénomènes que nous attendons. Toutefois, étant donné sa complexité, cette machine ne nous permet pas de prendre des libertés avec les procédures.»
Pour les physiciens, le LHC est une machine à découverte, à tel point que découvrir un boson de Higgs exactement tel que le postule le modèle standard serait presque décevant. Étant donné que les expériences du LHC ne livreront les premiers résultats de physique qu'en 2009-2010, la possibilité demeure que d'autres expériences arrivent avant elles à des découvertes importantes. «En principe, c'est possible, confirme Sergio Bertolucci. Néanmoins, pour moi, ce serait toujours une bonne nouvelle. Quand on parle de recherche fondamentale, on doit toujours envisager ses deux aspects de collaboration et de concurrence. Du point de vue de la concurrence, naturellement, je serais déçu d'apprendre qu'un autre laboratoire a atteint l'un des objectifs scientifiques du LHC. Mais, d'un autre côté, toute indication d'une nouvelle physique sur une autre machine ouvrirait des perspectives de nouvelles découvertes au LHC ainsi que la possibilité d'étudier plus en détail ce qui aura été observé ailleurs. C'est une caractéristique unique de notre grand accélérateur. En physique, comprendre est souvent plus important que d'être le premier à découvrir quelque chose.»
L'un des engagements du Directeur général est de développer le programme scientifique hors LHC. Cela laisse penser que de nouvelles expériences, plus petites, vont bientôt se développer sur le site du CERN. Après des années qui ont vu un nombre toujours croissant de physiciens se rassembler autour d'énormes détecteurs, serait-ce un retour en arrière?
«Quand j'ai commencé ma carrière de physicien, explique Sergio Bertolucci, une expérience regroupait 15 personnes. À CDF, nous étions environ 90, et les expériences du LEP, quant à elles, comptaient 500 scientifiques. À présent ATLAS et CMS comptent plus de 2000 membres chacune. Cela ne change pas seulement l'organisation des équipes, cela change aussi en profondeur la façon dont la recherche fondamentale est menée. Par le passé, un physicien pouvait, au cours de sa carrière, participer à plu-sieurs cycles expérimentaux – conception, construction, prise de données, analyse –. Aujourd'hui, étant donné les dimensions des projets scientifiques, qui entraînent nécessairement l'allongement de la phase de construction du dispositif et de la phase d'acquisition et d'analyse de données, les physiciens se consacrent souvent à une seule et même tâche pendant de longues années. Si nous ne faisons rien, cela pourrait créer des générations de physiciens ultra-spécialisés; c'est pourquoi il est important de favoriser la mise en place de petites expériences pour continuer à avoir une communauté scientifique dynamique. «Petite» ne veut pas dire «moins ambitieuse». Un bon exemple en est l'expérience NA62 qui s'intéressera aux désintégrations rares et qui est actuellement dans une phase avancée du processus d'approbation. Le projet est extrêmement ambitieux, tant du point de vue du détecteur que du point de vue de la physique. Un atelier aura lieu au printemps pour évaluer la situation et encourager la soumission de nouvelles propositions d'expériences.»
C'est pourquoi, malgré une situation financière tendue, la Direction ne semble pas manquer d'optimisme et d'enthousiasme pour l'avenir. «Nous devons élargir la portée du CERN et en faire un laboratoire plus mondial, souligne Sergio Bertolucci. Le CERN est un endroit exceptionnel où la nouvelle génération de physiciens et d'ingénieurs pourra se confronter à de passionnants défis en bénéficiant de l'expertise des générations précédentes. Nous avons ici quelques-uns des meilleurs spécialistes des accélérateurs, un large éventail de compétences en ingénierie ainsi que deux communautés très actives de physiciens, les expérimentateurs et les théoriciens. Notre mission est de maintenir ce niveau d'excellence. Pour ce faire, nous devons rechercher de nouveaux partenariats avec trois grandes régions du monde: le continent américain, l'Asie et l'Europe.»
En 2008, notre laboratoire a suscité un intérêt accru du public. Le point culminant a été le 10 septembre: des millions de personnes ont suivi sur différents médias la circulation des premiers faisceaux dans le LHC. Cet événement nous a permis de comprendre combien le public suit de près ce que nous faisons et veut savoir comment et pourquoi nous effectuons nos recherches. «C'est la société dans son ensemble qui est notre employeur, conclut le Directeur de la recherche et de l'informatique. Nous nous devons d'informer le public correctement et de lui transmettre l'enthousiasme que nous mettons dans notre travail. Notre recherche ne devrait jamais être perçue comme dangereuse. La recherche fondamentale ne modifie ou ne perturbe pas les mécanismes naturels; elle s'efforce simplement de trouver des façons nouvelles d'explorer la Nature et de comprendre ses mécanismes. L'histoire nous montre que c'est cette recherche, motivée par la curiosité, qui est le véritable moteur du progrès. Sans recherche fondamentale, les développements technologiques s'arrêteraient tôt ou tard. On s'imagine que l'antimatière est un concept totalement abstrait, mais c'est grâce à l'antimatière que peut exister la tomographie par émission de positons utilisée en médecine. En tant que laboratoire scientifique mondial, nous sommes l'un des principaux acteurs du progrès des connaissances humaines; une partie de notre mission consiste à apprendre à faire passer le message à la société.»
Le parcours de Sergio Bertolucci
Issu de l'Université de Pise, Sergio Bertolucci a travaillé à DESY, au Laboratoire Fermi et à Frascati. Il faisait partie du groupe fondateur de l'expérience CDF du Laboratoire Fermi et a participé à la conception, la construction et l'exploitation du détecteur CDF.
Sergio Bertolucci a été coordinateur technique de l'équipe chargée de la conception et de la construction du détecteur KLOE à l'anneau de stockage DAFNE aux laboratoires Frascati (LNF). Nommé chef de la division des accélérateurs et du projet DAFNE au LNL, il en est devenu directeur en 2002.
Avant de prendre en charge la direction de la recherche au CERN, Sergio Bertolucci présidait le Comité des expériences LHC et était membre du comité de la recherche en physique à DESY. Il était également membre et vice-président du Comité de l'Institut national italien de physique nucléaire (INFN).
Additional details
Identifiers
- CDS
- 1156861
- CDS Report Number
- BUL-NA-2009-011