С прошлого лета мир следит за опытами ученых-физиков, построивших на границе Франции и Швейцарии Большой адронный коллайдер. В 30-километровой конструкции, напомним, предполагается воспроизвести ситуацию Большого взрыва, с помощью которого, вероятно, удастся выяснить, как возникла наша Вселенная. Кризис, конечно, оказался некстати, однако работы продолжаются. И в эксперименте, между прочим, участвуют наши соотечественники. Петербургские физики, с которыми пообщался корреспондент "Недели" Сергей Андреев, уверяют, что могли бы, используя потоки особых частиц-адронов, добиться серьезного прорыва в лечении раковых опухолей у нас в стране, - если бы их разработками заинтересовались.
Алиса в коллайдерном зазеркалье
В программу исследований на Большом адронном коллайдере исследователи лаборатории физики сверхвысоких энергий НИИ физики имени Фока Петербургского госуниверситета попали еще в 1992 году. Гигантская установка тогда существовала лишь в головах ученых, обсуждавших концепцию смелого проекта.
- Нам сказочно повезло, - вспоминает завлабораторией Григорий Феофилов. - Мы чувствовали себя как героиня известной сказки, попавшая в страну чудес. Кстати, и эксперимент на коллайдере, в котором нам посчастливилось участвовать, позже назвали "Алиса"... Тогда, в 1992-м, я делал доклад по детекторам на научной конференции в Вене. Наши разработки заинтересовали коллег из Европейского центра ядерных исследований, и нас пригласили к сотрудничеству.
Григорий Александрович с гордостью демонстрирует в своей маленькой лаборатории одну из собственных разработок - тонкий пластиковый "скелет", на котором крепятся детекторы. Те самые, что фиксируют столкновения мельчайших частиц, разогнанных до скорости света. Монолитную конструкцию без труда поднимет одним пальцем ребенок - весит она чуть больше 20 граммов. Тонкий и воздушный "скелет", однако, способен выдерживать невероятные нагрузки. Для наглядности на него подвесили литровую бутылку водки - и ничего, удар держит!
Питерские физики разработали для коллайдера и систему охлаждения детекторов, сами монтировали ее там, на стометровой глубине.
"В тоннеле до скорости света разгонят потоки протонов или ядер свинца, - рассказывает Феофилов. - На какое-то время будет воссоздана ситуация так называемого Большого взрыва. И наши детекторы будут фиксировать частицы, образующиеся при столкновении протонов или ядер. Результаты исследований позволят ответить на фундаментальные вопросы строения материи и всей нашей Вселенной.
По сути, это переход от нынешней науки к той физике, о которой мы ничего не знаем. От обсуждения идей до практической реализации проекта прошло больше 15 лет. На такой же срок рассчитана программа исследований на коллайдере. Воспользоваться результатами опытов, по всей видимости, смогут уже внуки и правнуки. Открытие в теоретической физике и его практическое применение, как правило, разделяют десятилетия".
Адронный скальпель для хирурга
Первооткрыватель атомного ядра Эрнст Резерфорд до самой смерти утверждал, что его находка не будет иметь какого-либо практического применения, и путей коммерческого использования атомной энергии нет. Ни современные электростанции, ни жуткие бомбы, ни фантастические космические корабли ему даже не снились.
Ученые, участвующие в экспериментах на коллайдере, уже гораздо оптимистичнее смотрят в будущее. Скажем, данные физических исследований, по их мнению, применимы в медицине отнюдь не в заоблачном будущем, а в наши дни. Результаты опытов уже дали ученым новую технологию лечения онкологических заболеваний - адронную терапию. Ее применение вполне может стать революционным в лечении онкологических заболеваний.
- По статистике ООН, рак является причиной каждой пятой смерти на Земле, - объясняет Феофилов. - Большее число россиян умирает лишь от сердечно-сосудистых заболеваний. В современной онкологии применяется хирургия, химиотерапия и радиотерапия. Последняя основана на разных способностях здоровых и раковых клеток к восстановлению. При облучении повреждается ДНК клеток, и они перестают делиться... Курс лечения больных в российских больницах длится почти два месяца и состоит из 30-40 сеансов облучения с различными перерывами. Пациент испытывает невероятную нагрузку. Рентгеновские лучи проходят через организм человека, поражая и абсолютно здоровые ткани. Ряд органов при этом нельзя подвергать длительному облучению вообще. Но медицинское применение адронов как раз и помогает решить эти проблемы...
Ускорение этих частиц мы можем контролировать, - поясняет Григорий Александрович. - Если рентгеновское излучение "пробивает" человека насквозь, то поток адронов останавливается в нужной точке, на которую и приходится пик воздействия частиц. Попадая в организм, они не несут вреда здоровым клеткам. Точку воздействия довольно легко сдвигать. Для этого требуется всего лишь менять напряжение в излучателе. Фактически, у врача появляется своеобразный карандаш из невидимых частиц. Как скальпелем, им можно воздействовать лишь на определенную точку.
По словам ученого, при таком воздействии на раковую опухоль используются те же технологии, что и в 30-километровом коллайдере. При столкновении адронов с опухолью образуются частицы, которые фиксируются специальными сенсорами. Как и скальпелем, потоком частиц можно "оперировать" с точностью до миллиметра. Адроны разрушают ДНК больных клеток сильнее, чем применяемые ныне рентгеновские лучи. Соответственно, сеансов для уничтожения опухоли требуется гораздо меньше. Полный курс адронной терапии, вероятно, будет состоять из 10 сеансов. Хотя некоторым пациентам можно будет помочь и за одно-два облучения.
Эксперименты по лечению рака потоком частиц идут уже более десяти лет. За границей - в Германии, Италии и Японии - уже работают подобные центры. В нашей медицине работы с потоками элементарных частиц - на экспериментальном уровне. На базе Института ядерной физики в Гатчине, к примеру, успешно лечат опухоли глаз и головного мозга. Но до массового применения адронной терапии пока ну очень далеко.
- Для организации клиники требуется излучатель, к примеру, такой, как на научной базе Петербургского университета, - рассуждает Феофилов. - Можно свой сделать, можно иностранный купить. Вместе с врачами еще в 2007 году мы разработали проект межрегионального центра высокотехнологичных методов лучевой терапии онкологических заболеваний. Все наши расчеты затерялись в чиновничьих коридорах - хотя решить проблему неоперабельного рака в масштабе Северо-Запада России мы предлагали с минимальными издержками. Центр мог бы работать на существующей базе онкологических больниц...
Разговоры на русском языке
Физики, участвующие в реализации самого яркого научного проекта современности, ездят в Европу за счет принимающей стороны. Работают на компьютерах, подаренных лаборатории бывшими выпускниками.
- Сложно объяснить европейским коллегам, почему родной университет и государство не могут установить нам нормальную технику, - рассуждает Григорий Александрович. - Хотя работу в программе коллайдера вполне можно сравнить с олимпийскими состязаниями. Мы представляем страну, и судей не волнует, ели мы дома, есть ли у нас кроссовки...
В этом году, к слову, мы зарплату ни разу не получали. Не из-за кризиса - он у нас в науке начался еще лет 20 назад. Просто в университете мы числимся договорниками, деньги нам платят из грантов. Есть грант - есть зарплата, нет - идите куда хотите. Недавно руководство просто сказало: "Зачем вы вообще влезли в международную программу, которую не финансирует государство. Основная задача университета - обучение студентов"... Странно, а к чему тогда все разговоры про инновации и нанотехнологии на самом высоком уровне? Наши выпускники, между прочим, работают в том же самом Европейском центре ядерных исследований. И у коллайдера мы разговариваем на родном языке, на русском...
Научный взгляд
Пётр Образцов
Оставим протоны в покое
Пресловутый Большой адронный коллайдер (БАК) был впервые запущен почти год тому назад - в сентябре 2008 года. "Пресловутый" потому, что говорили и писали о нем гораздо больше, чем даже о футбольном чемпионате или возможной связи одного (да и другого тоже) европейского руководителя с одной девицей (да и с другой тоже). И даже больше, чем о Диме Билане или Ксении Собчак, что вообще уже ни в какие ворота не лезет. А все почему - каждому фанату "Челси" и Димы Билана было совершенно ясно, что квантово-механическое приближение поиска бозона Хиггса в камере Вильсона содержит грубые дифференциальные ошибки в интеграле по контуру. А следовательно, БАК превратится в черную дыру, которая засосет в себя всю Вселенную. Не исключено, что даже и Диму Билана.
БАК скукожился через 9 дней работы - как у простецких "Жигулей", у него прохудилась система охлаждения. Только вытек не тосол, а жидкий гелий. Запустить по новой БАК собрались уже этой осенью, а потом остановить на профилактику. Однако только что физики поклялись на зиму БАК не останавливать - нам-то понятно, что теперь уж точно остановят.
Напомним, что в БАКе будут сталкивать пучки протонов и ядер тяжелых элементов, при этом ожидается обнаружение бозона Хиггса - без этой частицы, видите ли, физики не понимают простейших вещей. Например, откуда у материальных тел взялась масса. Казалось бы, на этот вопрос может легко ответить любой работник торговой инспекции, но нет, горе-экспериментаторам потребовалось $15 млрд, чтобы закопать под землю кучу проводов и труб из нержавейки. Да на такие деньги можно было бы построить аж несколько километров нашего Четвертого кольца, честное квантово-механическое!
Что касается вполне серьезного использования коллайдера в медицинских целях, то как раз сам БАК-то и не нужен. А требуется источник протонов, которыми действительно можно разрушать опухоли, хотя не все, не всегда и все равно за немалые деньги. Можно не спорить - идея и даже технические наработки в области протонного облучения представляются перспективными. Однако стоимость строительства специализированных центров для лечения больных некоторыми видами рака (это 50 тысяч человек) составит около 3,5 млрд евро. Этот расчет проведен медицинским обозревателем "Известий" Татьяной Батеневой, она же вполне здраво считает, что эти деньги (которых, конечно, нет) можно потратить гораздо эффективнее. Хотя бы на лечение детей от инфекционных заболеваний, сопровождающихся поносом. Между прочим, от этих заболеваний ежегодно умирают тысячи малолетних граждан России.
Коллайдер не единственная жертва кризиса. Амбициозный международный проект ИТЭР, согласно которому предполагалось построить во Франции экспериментальный, почти промышленный термоядерный реактор, тоже завис в горячем воздухе Прованса. Американцы проект уже покинули, остальные участники тоже скоро разбегутся. Ну и ничего страшного. Как писал Игорь Иртеньев, "чу, взорвалась АЭС недалече. Не беда, проживем без АЭС". Источник: www.inauka.ru.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
Григорий Александрович с гордостью демонстрирует в своей маленькой лаборатории одну из собственных разработок - тонкий пластиковый "скелет", на котором крепятся детекторы. Те самые, что фиксируют столкновения мельчайших частиц, разогнанных до скорости света. Монолитную конструкцию без труда поднимет одним пальцем ребенок - весит она чуть больше 20 граммов. Тонкий и воздушный "скелет", однако, способен выдерживать невероятные нагрузки. Для наглядности на него подвесили литровую бутылку водки - и ничего, удар держит! 
