Приблизительно так можно представить столкновение частиц, в котором рождается бозон Хиггса. Изображение с сайта mppmu.mpg.de

Все не слава богу

Большой адронный коллайдер преследует одна неудача за другой

"Эх, что-то не везет мне сегодня". Наверное, каждый из нас произносил эту фразу в конце неудачного дня. Обычно люди не придают большого значения таким вещам. Но некоторые склонны приписывать упорное невезение влиянию неких потусторонних сил. Удивительным образом, когда речь идет не об отдельных людях, а о громадных приборах, теории злого начинают казаться все более убедительными. В последние пару лет жертвой злой судьбы выпало стать самому крупному ускорителю элементарных частиц на планете - Большому адронному коллайдеру.

Люди боятся Большого адронного коллайдера. Еще бы - такая огромная машина, внутри которой происходят совершенно непонятные события, грозящие на корню разрушить современную физику. Каждый раз после появления публикаций о БАК автору этих строк приходит множество писем, в которых детально описывается, что случится с нашей планетой после запуска ускорителя. Заканчиваются такие послания либо призывами немедленно остановить работу БАК, либо предложениями найти спасение в том или ином маргинальном религиозном течении.

Оставим в стороне рассуждения о безопасности коллайдера. Авторитетные физики, как работающие в CERN (Европейский центр ядерных исследований - организация, курирующая работу БАК), так и не связанные напрямую с проектом ускорителя, много раз объясняли, почему коллайдер - это не ключ к апокалипсису. Их доводы в популярной форме можно найти здесь и здесь.

Скептики физикам не верят. Их сомнения в совместимости коллайдера и мироздания подкрепляются многочисленными неудачами, которые преследуют БАК с момента его запуска и даже чуть раньше. Последний сбой случился 2 декабря - через 11 дней после того, как ученые повторно начали эксперименты на коллайдере. Ускорительный туннель БАК расположен на территории двух стран - Швейцарии и Франции. В ночь с 1 на 2 декабря на швейцарской половине отключилось электричество. Как уточнил корреспонденту РИА Новости сотрудник технологического департамента Европейского центра ядерных исследований: "Половина CERN просто отрубилась".

Циркуляция пучков протонов в ускорительном кольце была остановлена. Благодаря наличию в коллайдере резервных источников питания это произошло постепенно, и многочисленные приборы, управляющие впрыском и движением протонов, не пострадали. Не сказался скачок напряжения и на работе криогенной системы БАК. После аварии, произошедшей в сентябре прошлого года (подробности ниже), инженеры относятся к ней особенно трепетно. По состоянию на утро 3 декабря специалисты частично устранили последствия сбоя в электросети. В ускорительное кольцо были вновь запущены пучки элементарных частиц с энергиями 450 гигаэлектронвольт (это приблизительно в 15,5 раз меньше максимально возможного значения).

Казалось бы, ничего особенного не произошло. Скачки напряжения случаются везде, и обычно сложные устройства снабжены множеством защитных механизмов, позволяющих вообще не замечать сбой. Тем не менее, противники БАК усмотрели в инциденте высший смысл. В блогах стали появляться заголовки вроде "Бог против коллайдера". Впрочем, они появляются каждый раз, когда на ускорителе происходят какие-то неполадки.

Печальная история

В связи с угрозой, которую коллайдер (по мнению некоторых) представляет для нашей планеты, СМИ и "антибаковцы" очень внимательно следят за всеми обновлениями, появляющимися на сайте CERN и страницах работающих на БАК физиков. Поэтому даже о малейших отклонениях от графика немедленно становились известно всем, кто читает новости. Незадолго до первого запуска коллайдера 10 сентября 2008 года многие издания сообщили о технических трудностях. В Сети немедленно начали говорить о знаках судьбы и предрекли, что старт коллайдера не состоится.

Через девять дней после триумфального запуска БАК, его работа была остановлена. Дефект в одном из электрических контактов привел к возникновению дугового разряда. Сбой вызвал нарушение целостности криогенной системы. Около сотни магнитов вышли из сверхпроводящего состояния и нагрелись до 100 кельвинов. В туннель ускорителя вылилось несколько тонн жидкого гелия. Сторонники точки зрения о вредоносности БАК ликовали.

Предварительные оценки ущерба от аварии и стоимости ремонта оказались значительно меньше, чем реальные цифры. Для того чтобы заменить поврежденные магниты, инженерам пришлось размораживать поврежденный сектор коллайдера (рабочая температура составляет 1,9 кельвина, или минус 271,3 градуса Цельсия). Помимо изъятия покореженных магнитов и установки новых, специалисты решили проверить контакты на всем протяжении кольца (напомним, его диаметр составляет 27 километров и для передвижений рабочие используют велосипеды и специальные автомобильчики). В ходе проверок обнаружилось, что потенциально опасные контакты есть и на других магнитах. Кроме того, было найдено еще несколько типов недоработок, способных привести к аварии.

Чтобы выявить все неполадки, ученые разработали специальную диагностическую систему. Все эти неприятные открытия привели к существенному удорожанию стоимость ремонта. Еще в январе 2009 года директор CERN Рольф-Дитер Хойер называл цифру 26 миллионов долларов. В конце ноября 2009 года некоторые источники сообщали о 40 миллионах долларов. Постоянно увеличивались и предполагаемые сроки ремонта.

Мировой финансовый кризис, как назло разразившийся в 2008 году, грозил превратить восстановление коллайдера в вечный долгострой. Конечно же, любители мистики немедленно нашли причинно-следственную связь между постройкой БАК и кризисом. Тем не менее, ученые продолжали ремонтные работы, что называется, стиснув зубы. В середине октября все сектора коллайдера были охлаждены до космических 1,9 кельвина (в космосе даже на пару градусов теплее). Протоны вернулись в ускорительное кольцо 27 октября.

Физики в CERN в день повторного пуска БАК. Обратите внимание на шкаф в центре снимка. Фото пресс-службы CERN (кликните, чтобы увеличить)

Все шло хорошо, как вдруг в начале ноября в криогенной системе вновь обнаружилась неисправность. Неполадки возникли в электросистеме, обеспечивающей питание системы. Поломка сразу после завершения ремонта заставила всех, кто следил за возрождением БАК, напрячься. Напряжение спало, когда выяснилось, что причиной сбоя стал кусок хлеба, предположительного, французского багета. Согласно официальной версии, багет выронила пролетавшая над коллайдером птица или выбросил пассажир какого-нибудь самолета.

Повреждения, вызванные падением булки, оказались незначительными, и вечером в пятницу, 20 ноября, БАК официально был запущен во второй раз. Пучки протонов прошли весь путь по кольцу под Швейцарией и Францией. Через три дня ученые столкнули два пучка, разогнанные до скромных 450 гигаэлектронвольт. Еще через неделю энергия пучков была доведен до 1180 гигаэлектронвольт, или 1,18 тераэлектронвольт. Таким образом, работающие на БАК физики побили мировой рекорд энергии для коллайдеров и тем самым утерли нос своим главным конкурентам - специалистам с американского Тэватрона. Этот кольцевой ускоритель, расположенный неподалеку от Чикаго, разгоняет элементарные частицы "всего лишь" до 980 гигаэлектронвольт. Тем не менее, "тэватронщики" не оставляют надежд найти знаменитый бозон Хиггса раньше "баковцев".

Через два дня после рекорда, 2 декабря, коллайдер был вновь остановлен.

Не нравишься ты мне

Объяснять все эти многочисленные неудачи и неполадки можно по-разному. Конечно, перст судьбы представляется очень удобным вариантом. Но во-первых, существование подобных органов не доказано современной наукой, а во-вторых, если согласиться с тем, что причина неудач - злой рок, то борьба с такими неудачами становится бесполезной по определению.

Если отказаться от гипотезы мести провидения, то сразу возникает множество вопросов. На один коллайдер технических сбоев кажется слишком много. Потребовалось более чем на год остановить работу самого дорогого прибора планеты (стоимость строительства оценивается, по разным данным, от 4 до 6 миллиардов долларов), чтобы вскрылось наличие дефектных контактов. Не исключено, что установить этот факт в процессе строительства ускорителя было принципиально невозможно. Но цена каждого такого дефекта грозит сравниться с бюджетами некоторых стран на науку. Случай с булкой вообще относится к разряду историй о скальпелях и перчатках, забытых хирургом в животе больного. Создается ощущение, что строители коллайдера слишком торопятся показать, что их проект идет так, как надо. Их можно понять: при негативном отношении общества шансы на то, что правительства урежут бюджет коллайдера, многократно возрастают.

Эксперименты на Большом адронном коллайдере чрезвычайно важны для физики. Теоретически, они могут существенно ускорить размещение точек над i в теориях, объясняющих устройство мироздания. Но вполне может случиться так, что постановка эксперимента "в лоб" может провалиться. На десятках километров сложнейшей техники, находящейся на глубине свыше сотни метров под землей при температуре, близкой к абсолютному нулю, неисправности могут возникнуть в тысяче мест. Время, требующееся на исправление таких дефектов, стремится к бесконечно большим величинам.

Техника дает сбои и в менее масштабных установках, и выявление слабого звена порой требует очень больших усилий. Знаменитый физик Стивен Хокинг в своей научно-популярной книге "Краткая история времени" объяснял, почему невозможно непосредственно проверить "главную" физическую теорию современности - теорию великого объединения: "Для ускорения частиц до энергии великого объединения нужен ускоритель размером с Солнечную систему. Маловероятно, чтобы в нынешней экономической ситуации кто-нибудь решился ее финансировать". Возможно, физикам стоит сосредоточиться на обходных путях поиска доказательства своих теорий.

Может быть, приведенная точка зрения - всего лишь мнение дилетанта. Тем лучше. В этом случае, остается только ждать результатов экспериментов на БАК и пожелать коллайдеру бесперебойной работы.

Рейтинг публикации:

20

Комментарии (3) | Распечатать

Добавить новость в: