Поделиться
В Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) стартовал уникальный эксперимент. Он должен ответить на вопрос, как возник наш мир и почему он таков.
- Это фантастический момент для науки, мы открыли дверь в новую физику, началась новая эра, - прокомментировал событие глава ЦЕРНа Рольф Хойер. Казалось бы, почему? Ведь на Большом адронном коллайдере проведено уже несколько экспериментов. Но последний действительно войдет в историю.
- Все дело в энергии, с которой сталкиваются частицы, разогнанные с помощью мощных сверхпроводящих магнитов почти до световой скорости, - сказал корреспонденту "РГ" координатор участия российских ученых в проекте БАК, доктор физико-математических наук из Института ядерной физики МГУ Виктор Саврин.- Энергия достигла величины, когда уже наконец можно начинать эксперименты, которых, затаив дыхание, ждет весь мир.
Кто-то назвал расположенный под Женевой ЦЕРН научным Лас-Вегасом, где ученые "отрываются" по полной программе. И сейчас, когда в дело вступил БАК, игра пойдет по-крупному. На кону самая сокровенная тайна нашего мира: каким был акт творения Вселенной 15 миллиардов лет назад? Что происходило в первые мгновения после породившего ее Большого взрыва? Правда, сами физики выражаются более загадочно. На просьбу одним словом объяснить, зачем нужен БАК, который, кстати, обошелся в 8,5 миллиарда долларов, они отвечают: "Хиггс" - и добавляют: "божественный". Он - краеугольный камень всей теории возникновения Вселенной.
Хиггс должен ответить на "школьный" вопрос: почему элементарные частицы, тот же протон или электрон, имеют массу? До сих пор наука стоит перед ним в недоумении. Теория утверждает, что именно Хиггс делает частицы весомыми. Но так ли это на самом деле? Вот БАК и обязан предъявить миру неопровержимое доказательство - Хиггса во всем обличье.
Но перед ним стоят и другие не менее громкие задачи. Например, куда исчезло антивещество? Ведь при рождении Вселенной его и вещества было поровну, а сегодня мы живем в мире, целиком состоящем только из вещества.
Все эти тайны мироздания будут выбивать в прямом смысле слова. В коллайдере сталкиваются миллиарды элементарных частиц, протонов, разогнанных почти до световой скорости. Ради этого разгона, собственно, и построен под землей этот циклопический "золотой" ускоритель длиной 27 километров. Дело в том, что Хиггс до сих пор никак не желал даваться в руки ученых. Ведь его пытались поймать уже давно, на самых разных, но менее мощных коллайдерах, но пока безуспешно. Но теперь ему, кажется, не уйти.
- В коллайдере каждую секунду столкнутся 800 миллионов протонов, но большая часть соударений, как бы тщательно ни наводили пучки, происходит вскользь, а потому бесполезна, - говорит Саврин. - Кстати, диаметр пучка - несколько микрон, а камеры - несколько сантиметров. Поэтому столкновение - сложнейшая задача, как если бы одной иглой надо было попасть в другую где-то над Тихим океаном. Так вот нам нужны удары лоб в лоб. Только они могут разбить протоны на миллионы осколков. Но по оценкам ученых, среди этого, казалось бы, огромного множества новичков "божественный" Хиггс - редчайший гость. Может появиться лишь один раз за целый день. И его надо успеть поймать. Поиск иголки в стоге сена по сравнению с этой задачей кажется детской забавой. А чем больше осколков, тем больше шансов на успех. Именно поэтому требовалось создать такой мощный ускоритель.
Интрига в том, что участвовать в этой охоте сможет, в принципе, каждый житель Земли. Ведь каждое столкновение порождает лавину информации, больше, чем сегодня циркулирует во всей телекоммуникационной сети Европы. Если ее обрабатывать нынешними средствами, даже отрядив все суперкомпьютеры, потребуются десятилетия. Поэтому создается грандиозная информационная система ГРИД, которая может объединить все компьютеры планеты. Только такой мегамозг способен переварить колоссальный объем данных.
Итак, ученые вывели БАК на рекордный уровень энергии, с которой соударяются протоны. И хотя это пока вдвое меньше проектного максимума, уже сейчас могут рождаться доселе неизвестные частицы. Не исключено, что появится и сам Хиггс. Поэтому физики с гордостью объявили: охота началась. И она будет длиться два года. Причем с каждым днем все жестче, так как число рождающихся новых частиц будет постепенно увеличиваться.
- В конце 2011 года коллайдер остановят на целый год, - говорит Саврин. - Ведь ему предстоит новый рекордный рывок, уже до энергий 7 ТэВ. Замахиваться на такие "высоты" можно, только все тщательно проверив. Чтобы не повторить аварии, которая произошла в 2008 году, когда из системы сверхпроводящих магнитов вылился жидкий гелий, использующийся для их охлаждения до температуры минус 271 градусов.
Но если физики ждут невероятных открытий, то немало ученых бьют в набат. Интернет полон страшилок о рукотворных "черных дырах", способных всосать и Женеву, и знаменитое озеро и далее по списку. В самом деле, не выйдет ли Хиггс из-под контроля? Не взбунтуется ли антивещество?
- Создание каждого мощного ускорителя начинается с вопроса, а не нанесет ли он вред, - объясняет доктор физико-математических наук Эдуард Боос. - Такая оценка была сделана в 1999 году перед пуском мощного коллайдера в Фермиевской лаборатории США. Никакой угрозы не выявили, и сейчас он успешно работает. Точно так же все риски БАК анализировала специальная комиссия авторитетных ученых из нескольких стран.
Почему физики так уверены в своей правоте? Ведь на Земле еще не было столь мощных ускорителей, как БАК? Разве можно исключать неожиданные события? У физиков весомые аргументы. Скажем, вся история Земли. Ведь за миллиарды лет ее существования на планету попадали космические лучи с энергией куда большей, чем способен создать БАК. Но никаких катастроф не наблюдается.