В суд на коллайдер
НАУКА
В суд на коллайдер
Александр Митюрин
журналист
Санкт-Петербург
344
В суд на коллайдер
Большой адронный коллайдер открывает дорогу к важнейшим тайнам Вселенной

Если смотреть глобально, то можно сказать, что мир наш находится всего лишь на стадии зарождения. Многие тайны окружающей нас природы заставляют ученых изо дня в день усердно трудиться над их разгадкой. Казалось бы, уже давно признанное открытие – это всего лишь еще один этап на пути к открытию чего-то более масштабного и необходимого человечеству.

Еще по школьной программе многим должно быть известно, что такое масса. Начиная с XVII века ученые использовали этот термин для обозначения количества вещества в каком-либо объекте, что указывало на его способность сопротивляться приложенной силе. Со временем исследователи стали более тщательно изучать данную физическую величину, пытаясь найти для нее точную формулировку. Однако вскоре возник вопрос: а откуда непосредственно возникает масса?

В 1960-х годах британский физик-теоретик Питер Хиггс высказал свою необычную гипотезу. Суть ее сводилась к тому, что все пространство вокруг нас пронизано неким, еще неизвестным миру физиков полем. Пролетающая в нем частица испытывает сопротивление и постепенно замедляется. Подразумевалось, что чем больше трение, тем больше масса. Мельчайшие элементы, из которых состоит «загадочное поле», наименовали бозонами. Однако нужно было экспериментально подтвердить их наличие.

Приблизительно за 10 лет до описываемого случая в научных кругах возникла идея, авторство которой пытались присвоить себе многие исследователи. Идея заключалась в том, чтобы брать элементарные частицы: пучки их разгонять и сталкивать на высокой скорости. В результате соударения, можно было бы обнаружить новую, еще неизвестную человечеству природу. Аппарат, отвечающий за процесс ускорения, стали называть коллайдером (от английского слова «сталкиваться»).

1950-е – это период активной работы над рассматриваемым нами механизмом. В Италии, США и СССР правительственные структуры заинтересовались подобными разработками и начали выделять определенные средства на их строительство.

Первым заработало устройство, сконструированное в городе Фраскати, недалеко от Рима. Результаты наблюдений, проведенные с помощью этого коллайдера, были опубликованы не сразу, даже позже чем в Советском Союзе (отечественные достижения обнародованы в 1965-м, на год раньше).

Для доказательства ранее упомянутой теории Хиггса такая машина могла бы сыграть решающую роль. Догадки специалистов говорили о том, что прячутся заветные бозоны где-то в глубинах ядра атома. Многие знают, что там как раз и находятся другие составляющие: протоны и нейтроны, относящиеся классу адронов. И как бы сложно это ни звучало, запомнить стоит, ведь адронный коллайдер не что иное, как аппарат, вызывающий столкновение данных элементарных частиц. Для лучшего понимания приведем в пример орех. У такого растительного продукта есть оболочка и ядро. И если кинуть его с большой высоты, то можно добиться скорости, при которой во время соприкосновения с поверхностью плод расколется. Расколется при этом и само ядро. Как раз там, среди «осколков и шелухи», могут находиться интересующие нас компоненты.

Но воплотить идею о создании огромного механизма удалось далеко не сразу. Задумка о большом адронном коллайдере родилась в 1980-х, а официально согласована была только через 10 лет. Место строительства для него выбрали неслучайно: на границе Швейцарии и Франции, вблизи Женевы, где на тот момент чуть меньше полувека свою работу вел ЦЕРН – Европейская организация по ядерным исследованиям.

Двадцатисемикилометровый тоннель скрыли от человеческих глаз на глубину в 100 метров, и все для того, чтобы защитить его от всевозможных внешних воздействий, например от космического излучения. Для экономии ресурсов не стали перестраивать весь объект с нуля, ведь с прошлых времен остался подземный ход, послуживший исследователям электронно-позитроннного коллайдера. Требовалось фиксировать столкновения пучков. С этой целью рабочие вырыли четыре крупные шахты в разных точках, куда планировалось затем поместить новое оборудование. Сборка детекторов осуществлялась вдали от Швейцарии, поэтому крупных затрат потребовала транспортировка всех изготовленных частей.

Широкая публика на тот момент слабо представляла себе строение и предназначение данного аппарата. Поэтому вокруг деятельности ЦЕРНа и непосредственно самой экспериментальной машины возникло немыслимое множество самых удивительных мифов, распространяющихся и путающих людей даже сегодня. Наверное, самый распространенный – это появление черных дыр, способных уничтожить наш мир. Однако вопреки СМИ можно заявить, что лишь малая доля напечатанного соответствует действительности. Главное заблуждение – неправильное представление физических тел. На самом деле «бездна» эта является неким объектом с большой силой притяжения. Ученые, изучающие природу таких «объектов», давно доказали, что даже если во время опыта и образуются дыры, они не будут существовать бесконечно: быстро сформируются, но также быстро и исчезнут, нисколько не навредив человечеству.

Не менее пугающей является теория о том, что человечество может погибнуть от неконтролируемой цепной реакции в коллайдере. Работники, занимающиеся ядерными исследованиями, в свою очередь, уже не один год успокаивают публику доводами, объясняющими, что подобный расклад событий вряд ли возможен.

Такие апокалиптические настроения были явно выражены в обществе незадолго до запуска самого прибора. Тревога по данному поводу побудила двух американцев обратиться в федеральный районный суд штата Гавайи с требованием приостановить подготовку машины к запуску. Энтузиастами по спасению мира стали Уолтер Вагнер и Луис Санчо. Удивительно, но Вагнер уже делал попытки и подавал иски в 1999-м и 2000-м против коллайдера тяжелых ионов. Однако его затея не увенчалась тогда успехом.

Не терявшие надежду добровольцы требовали провести дополнительную экспертизу, чтобы убедиться в безопасности прибора. Поскольку ЦЕРН – международная организация, гавайский суд, конечно же, не мог принять по отношению к ней какие-либо меры. Граждане штата, в свою очередь, прекрасно это понимали и указали в качестве ответчика еще и американские компании, участвующие в строительстве БАКа. Под горячую руку попал департамент энергетики и его подразделение лаборатория Ферми. Сама лаборатория производила специальные сверхпроводящие магниты. Подразумевалось, что если ее деятельность остановят, то весь проект уже не сможет развиваться и закроется. Но даже такой «продуманный» план потерпел неудачу: суд отказался рассматривать дело.

Наконец, в 2008 году Большой адронный коллайдер был запущен. Частицы удалось разогнать до нужной скорости. Пучки протонов успешно прошли весь периметр аппарата. Первый шаг на пути к открытию учеными уже сделан. И все было бы прекрасно, если бы не внезапная авария. Спустя всего лишь две недели после первого предварительного испытания сверхпроводящий магнит вышел из строя, поэтому потребовалось еще около года для того, чтобы вновь возобновить работу. Параллельно поиски рассматриваемой сегодня частицы проводились и в США, где впервые в 2011 году удалось обнаружить ее следы. Только через год после этого БАК экспериментально подтвердил точное существование этого элемента.

Но почему так поздно? Дело в том, что свою деятельность ЦЕРН вел в разных направлениях. В процессе экспериментов было найдено много других важнейших составляющих, открыты новые явления и подтверждены старые гипотезы. Удалось даже посчитать массу бозона Хиггса, что ранее сделать не получалось. Кажется, последний компонент стандартной модели найден, что впереди? Но изучение элементарных частиц не закончено. Тем более никто не знает, сколько еще вопросов таит в себе Вселенная.


28 августа 2021


Последние публикации

Выбор читателей

Сергей Леонов
116592
Сергей Леонов
95640
Владислав Фирсов
90814
Виктор Фишман
77667
Борис Ходоровский
68796
Богдан Виноградов
55220
Дмитрий Митюрин
44680
Татьяна Алексеева
40586
Сергей Леонов
39469
Роман Данилко
37506
Светлана Белоусова
35729
Александр Егоров
34931
Борис Кронер
34535
Наталья Дементьева
33252
Наталья Матвеева
33120
Борис Ходоровский
31999