Большой андронный коллайдер: ученые предполагают, Бог – располагает? : Аналитика Накануне.RU

Архив материалов

Большой андронный коллайдер: ученые предполагают, Бог – располагает?

На минувшей неделе общественность всего мира была встревожена и заинтригована одновременно – появилась информация о том, что вот-вот будет запущен большой андронный коллайдер, построенный на границе Швейцарии и Франции учеными-физиками, в том числе и при участии российских научных организаций. Главное, чего испугались люди, - возникновение черных дыр, которые, якобы, могут поглотить планету. Информация оказалась ложной – коллайдер запустят не раньше сентября, да и причинить вред он вряд ли сможет. А вот на Нобелевскую премию ученые могут рассчитывать в любом случае – эксперимент уникален. О том, что же ищут физики, что такое бозон Хиггса и какую идеальную организацию удалось создать ученым в интервью Накануне.RU рассказал заместитель директора Института ядерных исследований РАН, доктор физико-математических наук Леонид Безруков.

Вопрос: Так получилось, что широкие слои населения, причем не только в России, знают об эксперименте очень немного, однако это не мешает простым жителям планеты бояться возникновения "черных дыр", которые, якобы, в процессе эксперимента поглотят Землю.

Леонид Безруков: Да, действительно, присутствует такой обывательский страх. Научно подтверждено, что никакой опасности в эксперименте нет, и коллайдер с этой точки зрения совершенно безопасен. Черные дыры не могут образовываться при таких процессах. Естественно, все возможные риски были просчитаны, ученые никогда бы не стали проводить подобных исследований, если бы они несли такие угрозы.

Простой пример: на Землю постоянно падают частицы космических лучей с энергией выше, чем у частиц большого андронного коллайдера (БАК), но они не причиняют планете совершенно никакого вреда, катастроф не происходит. Космические лучи состоят, в основном, из протонов, точно такие же частицы будут ускоряться и в коллайдере.

Вопрос: Тогда давайте подробнее поговорим о коллайдере и собственно эксперименте. Что такое коллайдер?

Леонид Безруков: Коллайдер – это гигантская труба, в которой ускоряются потоки протонов в двух разных направлениях. Труба устроена так, что в некоторых местах пучки протонов пересекутся и столкнутся, отсюда, собственно, и название коллайдер – по-английски – "столкновение". В местах пересечения пучков размещают очень сложные устройства – детекторы частиц. Коллайдер – устройство для ускорения и столкновения протонов, если говорить проще. В космических лучах так же есть протоны, которые рождаются где-то глубоко в космосе, например, при рождении новых звезд. Там же они ускоряются, например, движущимися магнитными полями. Однако, даже самый современный ускоритель все равно не сможет ускорить частицы до энергий, которые встречаются в космических лучах.

Накануне.RU, накануне, логотип(2021)|Фото: Фото: Накануне.RU

Фото: webpark.ru
Вопрос: Одна из целей эксперимента – обнаружение некого бозона Хиггса – частицы, существование которой не доказано, а лишь предсказано, но при этом предполагается, что благодаря ей, собственно, все и существует. Это так?

Леонид Безруков: Действительно, перед экспериментом ставят такую цель. Вообще, предсказание существования чего либо – обычное дело для науки. Существуют факты, доказанные экспериментально. Человек объединяет их в некую теорию. Затем, используя эту теорию, можно предсказать некие новые эффекты или явления, существование которых, опять же, нужно проверить экспериментально. Основываясь на существующих фактах и теориях, ученые предположили, что должна существовать еще одна частица – бозон Хиггса. Но есть ли она в действительности – вот в чем вопрос. И коллайдер должен помочь выяснить истину.

В ЦЕРНе (Европейский центр ядерных исследований) до БАКа существовал менее мощный коллайдер, и с его помощью были обнаружены частицы, отвечающие за слабое взаимодействие. Но до эксперимента их существование уже было предсказано, причем были предсказаны даже их масса и свойства. Это – пример взаимодействия теории и эксперимента. Благодаря этому взаимодействию и развивается наука.
С бозоном Хиггса другая история – он предсказан, но его все никак не удается открыть. Предыдущие эксперименты ничего не дали – энергия ускоренных частиц, вероятно, была недостаточной. Так что пока он остается загадкой. Кстати, его свойства не достаточно точно предсказываются.

Фото: webpark.ru

Вопрос: И все-таки, каково значение бозона? Это благодаря ему существуют все остальные частицы?

Леонид Безруков: Объясню проще. Если его не окажется, то это будет очень фундаментальный факт. Это будет означать, что нужно пересмотреть многие положения теории. Поиск бозона Хиггса весьма интересен, даже его отсутствие станет открытием, большим шагом вперед. Для человечества очень важно знать, как устроен мир на микрорасстояниях. И чем выше будет энергия коллайдера, тем меньше будут расстояния, на которые частицы могут подойти друг к другу. В микромире есть явления, необычные для нашей жизни. Например, если вы столкнете два бильярдных шара с большой силой, отчего они разобьются, то масса разлетевшихся кусочков будет равна массе двух целых шаров. Это классическая механика. А в микромире происходят совершенно удивительные вещи. Когда сталкиваются два протона рождается много других частиц. Это не осколки, как в случае с бильярдными шарами, а совершенно новые частицы. И их масса может быть намного больше, чем масса столкнувшихся протонов. Частицы, которые мы сейчас ищем и предсказываем, как раз и должны родиться в коллайдере.

Конечно, для того, чтобы обнаружить бозон Хиггса, нужно увеличивать не только энергию, но и количество протонов. Ведь те же бильярдные шары столкнутся только тогда, когда мы их столкнем, как говорится, лоб в лоб, но это еще нужно попасть, а в большинстве случаев они столкнуться лишь краями. Мы пустим тысячу шаров, и только два из них столкнутся "лбами". С протонами то же самое.

Вопрос: В проекте участвует и Россия. Насколько существенно наше участие?

Леонид Безруков: Этот эксперимент – единственный в мире, уникальный. Поэтому нам очень важно в нем участвовать. У нас должны быть специалисты, которые умеют получать экспериментальные данные и анализировать их, которые умеют создавать такое уникальное оборудование и работать с ним. Ведь и в процессе создания таких сложных, современных устройств как коллайдер и детекторы частиц возникают новые технологии, разрабатываются новые материалы, и мы тоже должны в этом участвовать чтобы не отстать. Это очень важно для России.
Наши специалисты принимали участие в создании и монтировании коллайдера, более того, в России, на наших предприятиях создаются отдельные элементы и целые узлы коллайдера и детекторов частиц. К сожалению, финансовые вливания России в проект весьма невелики.

Фото: computerra.ru
Вопрос: Это всемирный проект или кто-то может попытаться создать такой прибор "в одиночку"? Например, США или Япония.

Леонид Безруков: Проект всемирный. Есть страны-участницы, к ним, например, относятся Германия и США. Построить такой объект силами одной, пусть даже и очень сильной страны, невозможно, так что мир в данном случае объединяется ради науки. Сам факт существования ЦЕРНа – это и открытие, и достижение физиков всего мира. Физики много достижений подарили обществу, причем не только научных. ЦЕРН – это технология организации сложных работ. Они придумали, как можно такие невероятно сложные работы как строительство коллайдера вести, не взирая на границы, финансовые возможности, бюрократические препоны и политические отношения. Они существуют по собственным правилам, это отдельное государство физиков.

К сожалению, Россия пока не является страной-участницей ЦЕРНа, в отличие от той же Германии, чей бюджет напрямую финансирует проекты ЦЕРНа. У нас есть нечто подобное – знаменитая Дубна. Но ЦЕРН – гораздо более мощный проект, в котором Россия пока имеет лишь статус наблюдателя.

Вопрос: Если эксперимент удастся, ученые получат Нобелевскую премию?

Леонид Безруков: Конечно! Это уникальный проект, и открытия в этой области обязательно будут номинированы на Нобелевскую премию.

Автор: