Возможно, уже в этом году будет сделан первый реальный шаг на пути к сооружению нового мощного ускорителя, так называемого сверхпроводящего суперколлайдера SSC (Superconducting Super Collider).
Который позволит исследовать основные положения объединенной теории слабых и электромагнитных взаимодействий.
Предполагается, что министерство энергетики предложит конгрессу США выделить средства на проведение в ближайшие 2—3 года научных исследований и проектных работ, связанных с созданием коллайдера.
Это предложение, если оно будет сделано, будет основано на изучении принципиального проекта, законченного в апреле под руководством Мори Тайнера из Корнеллского университета. В июле состоялась конференция в г. Сноумассе (шт. Колорадо), завершающая серию встреч, проведенных физиками в течение прошлого года.
Задача конференции состояла в том, чтобы как можно теснее увязать этот проект с программами будущих экспериментов.
Принципиальный проект предусматривает три главных варианта будущей установки. Все три варианта основаны на общем требовании: два пучка протонов должны ускоряться в противоположных направлениях и затем сталкиваться.
В каждом пучке протоны должны достигать энергии не ниже 20 ТэВ (20 триллионов электронвольт), а интенсивность каждого пучка должна быть такой, чтобы за 1 с на поперечной площади 1 см/2 встречалось 10/33 протонов. Тогда встречные столкновения между протонами будут происходить часто, а в каждом столкновении будет выделяться энергия примерно 4 ТэВ на рождение новых частиц.
В результате смогут образоваться частицы с массой далеко не просты.
Стратегия желудевых дятлов охватывает широчайший диапазон, от прямой конкуренции — уничтожение яиц сестрами, убийство птенцов других членов группы — до «самоотверженного» обобществления полового партнера и исполнения роли не размножающегося помощника.
Нет сомнения, что дальнейшие исследования биологии этой необычной птицы откроют новые неожиданные способы, при помощи которых особь—член группы может увеличить свои репродуктивные преимущества, а значит, и успех в эволюции в 40 раз большей массы любой частицы, получаемой на существующих в настоящее время ускорителях.
Три варианта принципиального проекта различаются главным образом силой сверхпроводящих магнитов, под действием которых протонные пучки будут вращаться по кругу. Чем меньше кольцо ускорителя при заданной энергии пучков, тем сильнее должны быть эти магниты.
Наименьшее кольцо, проект которого предлагается Лабораторией им. Лоуренса Калифорнийского университета в Беркли и Брукхейвенской национальной лабораторией, должно иметь длину окружности 90 км; при этом потребуются магниты с напряженностью поля 6,5 Т.
Сила обычных электромагнитов, используемых для поднятия металлолома, составляет 0,3 т. в Национальной ускорительной лаборатории им.
Э. Ферми спроектировано кольцо с длиной окружности 113 км и магнитами с напряженностью поля 5 т. Возможно, не вызовет удивления тот факт, что вариант с наибольшими размерами кольца — длина окружности 164 км и магниты с напряженностью поля 3 т. — предложили специалисты из четырех техасских университетов.
Соотношение между стоимостью системы магнитов и реальными затратами на приобретение земельного участка и его освоение таково, что стоимость всех трех вариантов ускорителя SSC практически одинакова — от 2,5 до 3 млрд. долл. по современному курсу. На разработку и внедрение проекта потребуется дополнительно еще 200 млн. долл.
Строительство займет около шести лет, причем место сооружения должно быть выбрано в течение ближайших трех лет. К 1993 или 1994 г. сверхпроводящий суперколлайдер может быть готов для экспериментов.
Все проекты SSC основаны на теоретических предсказаниях, которые можно экспериментально проверить при энергиях порядка нескольких триллионов электронвольт.
В соответствии с теорией, которая сейчас считается стандартной, электромагнитные и слабые взаимодействия (примером последних может служить превращение нейтрона в протон в атомных ядрах) представляют различные проявления единого фундаментального взаимодействия.
Многие предсказания стандартной теории уже подтверждены экспериментально, в том числе предположение, что слабые взаимодействия переносятся одной из трех частиц, называемых промежуточными векторными бозонами.
Масса частиц, обмен которыми обусловливает данное взаимодействие, накладывает ограничение на радиус этого взаимодействия.
Три промежуточных векторных бозона слабых взаимодействий чрезвычайно массивны — в 80—90 раз тяжелее протона. Как следствие порождаемые ими силы действуют лишь на расстояниях порядка 10/-16 см.