Чего же хотят ученые на коллайдере?
С недавних пор даже в самых светлых умах человечества крепко сидит мысль о том, что причиной гибели нашей планеты, о которой не говорят только ленивые, может стать адронный коллайдер, точнее черная дыра.
Существуют достаточно логичные версии, но одна из них, пожалуй, самая тревожная, утверждает, что очередная поломка, которая произойдет с коллайдером, станет началом конца света.
Что же такое коллайдер? Дословно его можно перевести как сталкиватель. На самом деле это ускоритель – ускоритель элементарных частиц, пучки которых разгоняются в коллайдере до световой скорости, а затем сталкиваются. Причем энергия сталкивания – невиданная: около 14 тераэлектронвольт.
В 1996 году был построен БАК – Большой Адронный Коллайдер, являющийся крупнейшим международным научным проектом, который стоит 10 миллиардов долларов. 40 стран мира, в том числе и Россия, участвовали в создании этого проекта Европейского центра ядерных исследований. Местом создания коллайдера стало тихое местечко на границе Швейцарии и Франции.
Установка коллайдера – это огромный тоннель, расположенный на стометровой глубине. Его окружность доходит до 27 километров, в которые смонтирован сам ускоритель. С его помощью стало возможным получение самых высоких энергий ядер и протонов, таких высоких, которые человечество не получало никогда.
Пучки частиц удерживают 1600 магнитов-сверхпроводников, работающих при температуре минус 271°С.
С самого первого момента, когда учеными и политиками было принято решение о создании Большого Адронного Коллайдера, мир начали сотрясать громкие сенсации. А на самом деле все намного проще: ученые просто захотели разобраться в том, кто же все-таки прав: Альберт Энштейн, создавший теорию относительности, или основы квантовой механики. Оба эти учения не могут сосуществовать вместе, ведь они противоречат друг другу.
Сегодня Большой Адронный Коллайдер – это самая большая экспериментальная площадка, когда-либо существовавшая в мире. В строительстве, и в его дальнейшей эксплуатации задействованы около десяти тысяч ученых из почти ста стран мира.
Коллайдер назвали Большим из-за длины его главного кольца, достигающей 27 километров. Тоннель ускорителя уже существовал, но вот с магнитами, использующимися для фокусировки пучков протонов, пришлось изрядно повозиться. Ведь это не шутка: скорость пучков протонов при столкновении достигает скорости света, причем в вакууме, а кинетическая энергия частиц, весящих даже меньше нанограмма, равна кинетической энергии современного реактивного самолета. Коллайдер для каждого своего эксперимента поглощает больше 180 МВт энергии.
Ученым предстоит наконец-то разобраться в понимании того, из чего же все-таки и откуда появились время и материя. В БАК физики надеются с помощью самой чувствительной аппаратуры «поймать» и зафиксировать так не хватающий главный «кирпичик» в теории элементарных частиц – именуемый бозон Хиггса.
Задача эта, надо сказать, весьма сложная. Ведь каждую секунду в ускорителе происходят миллиарды столкновений, рождающих мириады новых частиц, среди которых нужно найти ту одну, бозон Хиггса.
Прямо скажем, по мнению скептиков, по сравнению с этой задачей пресловутый поиск иголки в стоге сена – детская игра. В принципе, поймать бозон невозможно, потому что он молниеносно распадается, однако при этом оставляет за собой «косвенные улики», например, в виде гамма-квантов, образующихся от его распада. Но вся проблема заключается в том, что подобные кванты получаются и от других многочисленных реакций, число которых превышает в миллионы раз, чем от распада бозона. И как возможно в этом огромном «бульоне» разделить «свои» гамма-кванты от не своих — «чужих».
Конечно, у ученых есть набор признаков бозона – его энергия, угол вылета и т.д., однако времени на отбор катастрофически мало, речь идет даже не о наносекундах, а об их тысячных долях. Поэтому необходимо разделять события, накладывающиеся друг на друга. В распоряжении ученых самая мощная и фантастическая по своим возможностям электроника и вычислительная система – ГРИД, объединяющая тысячи компьютеров.
Но ведь игра стоит свеч: бозон Хиггса, который предсказан теоретиками в Стандартной модели – самое выдающееся достижение науки, однако экспериментально он пока не обнаружен.
Собственно, именно для организации охоты на него и построен он — Большой Адронный Коллайдер, поднявший так много шума.
Сегодня истерия вокруг коллайдера чуточку поутихла, однако тревоги по поводу гибели цивилизации не перестают тревожить людей.
Например, одна бдительная жительница Цюриха обратилась в Конституционный суд Германии с требованием остановить эксперимент и спасти человечество от провала в черную дыру, однако суд отклонил ее жалобу в связи с тем, что она не представила суду достаточно веских аргументов, свидетельствующих о конце света. Но женщина не намерена успокаиваться, она продолжает свою борьбу, направляя жалобы в более высокие инстанции.
А на коллайдере тем временем работы в самом разгаре.
По утверждению специалистов, работающих на БАК, проводимые эксперименты абсолютно безопасны, хотя некоторые и высказывают опасения, что в результате столкновения частиц, обладающих такой огромной энергией, в ускорителе может возникнуть «черная дыра», которая засосет все окружающее. Однако ни один ученый-физик, который хоть как-то причастен к разработке и эксплуатации коллайдера, ни разу не говорил о возможности возникновения такой дыры.
Ведь если вдуматься, хотя коллайдер и является самым грандиозным проектом, созданным человечеством, однако до возможностей матушки-природы ему очень далеко. Ученые, которые занимаются физикой космических лучей, встречаются с большим числом частиц, которые приходят на нашу планету с гораздо более высокими энергиями, однако человечество все еще живо и здорово, тем более, что никаких черных дыр эти частицы не образуют.
В космосе, по мнению некоторых ученых, есть несколько черных дыр. Хотя их точное количество никому не известно, однако одно ученые знают наверняка: некоторые из них достигают довольно внушительного диаметра и славятся своими всепоглощающими свойствами.
Вот почему существует страх того, что в один прекрасный день одна из них засосет нашу планету.
Ученые считают, что черные дыры искажают свет далеких звезд, а подвижность космических «черных дыр» очень похожа на подвижность звезд, поэтому есть опасения, что приближение таких дыр, которое можно отследить только по переменам в орбитах других планет системы, будет возможно только с увеличением таких изменений.
Еще одно неприятное открытие: «черной дыре» вовсе не обязательно приблизиться к Земле, чтобы ее поглотить. Самый худший конец сценария с «черной дырой» — это потеря нашей планетой собственной орбиты, привязанной к Солнцу, и дальнейшая ее невесомость.
Так что же хотят узнать ученые, над какой основной проблемой они мучаются, заставляя работать этот мощнейший ускоритель?
Космология открыла такие понятия, как «темная энергия», которая ответственна за ускорение нашей Вселенной, и «темная материя», являющаяся скрытой массой, о которой до некоторых пор астрофизики даже не подозревали.
Современная астрофизика считает, что «темная материя», состоит из не распадающихся даже за миллиарды лет, не имеющих заряда частиц, которые участвуют только в электрослабом и гравитационном взаимодействиях. Они имеют массу покоя, доходящую примерно до тысяч масс протона.
И если удача улыбнется, и ученые обнаружат такие частицы, то человечество сильно продвинется в вопросе понимания эволюции нашей Вселенной. И хотя астрофизики в некоторых вопросах и представляют ее, однако белых пятен все же очень много. И вот в этом и должен помочь разобраться Большой Адронный Коллайдер, который сможет приоткрыть завесу над тайной первых мгновений существования Вселенной сразу же после Большого Взрыва.
Вот и получается, что запуск Большого Адронного Коллайдера является огромным событием для сегодняшней науки, которая не ставит, да и не ставила никогда перед собой утилитарных задач.
Однако общеизвестно, Всемирная паутина и информационные технологии были созданы в результате внутренних потребностей ядерной физики и физики высоких энергий. Не надо забывать и о том, что современная сотовая связь, цифровые записи изображения и звука и многое другое тоже явились результатами прогресса в фундаментальной науке.
А нам, простым гражданам, которые очень далеки от научных высот, от научных экспериментов тех, кто работает с коллайдером, остается только одно: сидеть и ждать, гадая, может ли что-либо произойти или нет. Гадать о том, чего же хотят с ее помощью достичь ученые умы нашей планеты: изучить и подчинить своей воле Вселенную или спасти планету Земля? А может они, наподобие слепых котят, лезут туда, где опасно и темно? Когда-нибудь мы об этом узнаем, хотя и не скоро.
Поэтому сегодня нам остается только одно: рассуждать, сопоставляя определенные и известные факты.
Все-таки наша планета, наша Солнечная система и вся наша Вселенная – это то место, где мы живем. И отсюда нам просто некуда деваться, ведь здесь наш дом!
https://www.youtube.com/embed/UidOGowgbYc?fs=1&feature=oembed
