В Швейцарии в Европейском центре ядерных исследований (CERN) повторно запущен Большой адронный коллайдер — самая большая в мире установка, построенная человеческими руками. Коллайдер простоял на ремонте 14 месяцев из-за досадной поломки. Теперь ремонт закончен. Что дальше?
Материал опубликован на портале "Частный корреспондент".
Год назад на одном из участков 27-километрового тоннеля коллайдера на глубине 100 м вытек жидкий гелий, необходимый для поддержания низкой температуры во время эксперимента. Ремонт Большого адронного коллайдера обошёлся CERN в 40 млн швейцарских франков. И теперь, как уверяет генеральный директор центра Рольф-Дитер Хойер, учёными и инженерами были извлечены очень важные уроки, которые дают надежду на успешный рестарт.
По замыслу учёных в Большом адронном коллайдере будут разгонять и сталкивать пучки протонов, постепенно повышая их энергию и увеличивая скорость. Эксперимент должен «повторить» первые микросекунды после Большого взрыва, которые породили нашу Вселенную. Для этого учёные попытаются «рассмотреть» первоначальные квантовые частицы. И в этом случае ускоритель играет роль микроскопа, который позволит за счёт увеличения энергии эти частицы определить и понять их свойства. Именно поэтому учёным нужен ускоритель с максимально достижимой на сегодняшний день энергией.
Возможно, грандиозность задачи и стала причиной годичной давности паники, охватившей некоторых людей, далёких от физики. Во всяком случае, год назад к моменту первого запуска БАК количество апокалиптических прогнозов с упоминанием коллайдера неуклонно росло. Иронично настроенные шутники замечали: «Вот теперь понятно, почему мы никак не можем найти себе собратьев по разуму во Вселенной. Ясно, куда они делись. На определённой стадии развития строили очередной коллайдер — и в дыру». На самом деле вопрос о потенциальной опасности БАК обсуждался ещё на самой ранней стадии проекта. И конечно, если бы не абсолютно отрицательный и убедительный ответ со стороны создателей, то получить финансирование на эту «стройку века» было бы совершенно невозможно.
Главный аргумент физиков состоял в том, что, в сравнении с масштабами природы, эксперименты, которые запланированы на БАК, слишком скромны, чтобы быть заметными. А астрофизики утверждают, что каждую секунду во Вселенной происходят миллионы столкновений, превосходящих БАК по энергии и количеству. Да и сама наша планета пережила подобных «энергетических потрясений» столько, что ощутить на себе работу БАК ну никак не должна. Но аргументы эти убеждали только экспертов, а ажиотаж широкой публики погасить не удавалось. В конце концов он утих сам, когда коллайдер встал на ремонт.
Однако какие-то выводы для себя из этого «чёрного пиара на чёрных дырах» сделали и сами учёные. Во всяком случае, в этом году сотрудники CERN, наученные горьким опытом, не афишировали в прессе точное время начала испытаний. И лишь после того, как 20 ноября, в пятницу, вечером первый пучок заряженных частиц прогнали по ускорителю без помех, стало известно, что повторный запуск БАК действительно начался.
По словам руководителя эксперимента LHCb Андрея Голутвина, уже через два дня в машине крутилось одновременно два пучка заряженных частиц, за которыми велись наблюдения. Дело в том, что в вакуумной камере ускорителя всегда есть какие-то остаточные молекулы, с которыми возможно взаимодействие этих пучков. Во время наблюдений было отчётливо видно, как на этих молекулах рождаются частицы, что свидетельствует о хорошей фокусировке пучка. Затем был проведён ряд измерений самого пучка — его орбиты, возможных отклонений. Следующим шагом стало соударение этих пучков. Оно было произведено уже на третий день работы (хотя в прессу попали официальные сообщения о том, что это должно произойти 1 декабря). «Я думаю, дата — некая условность, — объяснил Андрей Голутвин. — Её объявили с некоторым запасом. На самом деле это может случиться прямо сегодня, через несколько часов. Как только мы поймём, что всё проверено, попробуем осуществить соударение при энергии 450 ГэВ. Потом надо будет снова провести множество проверок. И надеюсь, что примерно в феврале мы выйдем на ускорение частиц при энергии 3,5 ТэВ».
В сущности, полноценный запуск коллайдера ещё не состоялся. Обывателям и любителям теории катастроф будет о чём поволноваться, раз коллайдер пока не достиг своей максимальной мощности — 14 ТэВ. И произойдёт это очень нескоро. К концу 2010 года мощность коллайдера должна достигнуть 10 ТэВ. После этого последует годовой перерыв в работе до 2011 года. И только затем, если все проверки покажут полную готовность, коллайдер должен заработать на максимум. Как объяснил генеральный директор CERN Рольф-Дитер Хойер, коллайдеру дают работать в щадящем режиме и постепенно наращивают мощность по той же причине, по которой мы при покупке нового автомобиля не разгоняемся до максимальной скорости.
Физики-ядерщики, впрочем, надеются, что настоящий запуск коллайдера начался раньше 2011 года. Для учёных выражение «коллайдер заработал» означает, что он начал давать новые данные для науки. А вот на это по замыслам участников проекта можно надеяться уже нынешней зимой. Хотя изначально в проекте планировалось, что БАК будет простаивать в зимние месяцы. Причина в экономии электричества: Швейцария слишком маленькая страна и был риск, что она не сможет совместить огромные энергозатраты CERN с отопительным сезоном.
Однако уже после того, как БАК починили, Хойер заявил, что в этом году БАК не будут останавливать на зиму. В свою очередь CERN придётся немного больше заплатить за электричество, но речь идёт о дополнительной сумме за 1—2 месяца. По сравнению с общей стоимостью проекта это уже не столь существенно. Если сбоев не будет, к Рождеству БАК должен достичь 1,2 ТэВ и дать новые данные для калибровки экспериментов. Ведь за эти 14 месяцев несколько тысяч сотрудников центра пережили, возможно, больше, чем за всё время строительства. Неслучайно, что на вопрос о том, появились ли в CERN свои приметы, как у других профессиональных сообществ, связанных с риском, — моряков, лётчиков, — Андрей Голутвин горько пошутил: «Да, конечно. Например, сообщать о результатах эксперимента прессе только после того, как уже всё хорошо прошло. А пока всё очень хорошо работает, мне, наверное, надо пальцы скрестить?..»
Автор: Ольга Орлова, "Частный корреспондент".
