Коллайдер - [8]
Когда БАК заработает в полную силу, это будет поистине чудо на земле, а точнее, под землей. Находясь на глубине примерно 100 м, тоннель БАК в диаметре составляет всего около 3 м. Для двух встречных пучков частиц он будет своего рода гоночным треком. Управляемые более чем 1000 охлажденными магнитами - самыми холодными предметами на Земле, эти частицы будут обегать кольцо 11000 раз за секунду на скорости, достигающей 99,999999 % скорости света. Разогнавшись до 7 ТэВ каждый, пучки будут направлены в одну из четырех запланированных точек пересечения, где произойдут столкновения.
В одной из таких точек стоит АТЛАС (ATLAS, акроним от англ. A Toroidal LHC Apparatus - «Тороидальный прибор БАК»). Этот детектор поражает своими размерами - высотой с 7-этажное здание (больше половины Статуи Свободы) и 46 м в длину. С помощью чувствительных калориметров (приборов, меряющих энергию) и отслеживающих устройств он тщательно анализирует все, что летит от сталкивающихся лоб в лоб протонов в его центре, и копит целые «тома» данных о продуктах каждого такого события. На диаметрально противоположной стороне - еще один многоцелевой детектор, известный как CMS (Compact Muon Solenoid - «Компактный мюонный соленоид»). На нем стоят отслеживающие устройства и калориметры другой конструкции, которые также будут ловить бесценное эхо столкновений. Преодолев еще четверть кольца, встретим детектор БАК-b (Large Hadron Collider beauty - «Красота Большого адронного коллайдера»), чья цель - зарегистрировать распад частиц, содержащих b-кварки[3] (прелестные). Возможно, это прольет свет на причину дефицита в природе антиматерии. Наконец, в четвертой точке пересечения пучков находится специализированный детектор «Алиса» (ALICE, акроним от англ. A Large Ion Collider Experiment - «Эксперимент на Большом ионном коллайдере»). Он будет использоваться в те периоды, когда вместо протонов по кольцу станут бегать ионы свинца. Ударяя их друг об друга, ученые надеются в какой-то степени воссоздать физические условия в ранней Вселенной. Информацию со всех детекторов будут собирать, сортировать, пытаясь диагностировать следы новых частиц, и самые «подозрительные» данные отсылать на подробный анализ глобальной компьютерной сети «Грид».
Мировое физическое сообщество с нетерпением ждет результатов БАК, в которых мы, может быть, увидим признаки «хиггса», суперсимметричных двойников и остальных не менее долгожданных частиц. Они бы внесли в физику свежую струю, пришпорили бы научные исследования. Ну и само собой разумеется, не обойдется без Нобелевской премии. Всем тем, кто трудится на благо этого смелого проекта, воздадут по заслугам. Упорство не покладающего рук Эванса и тысяч сотрудников, каждую минуту думающих, как приблизить заветную цель, будет вознаграждено.
Если частицу Хиггса найдут, в зависимости от ее массы либо подтвердится Стандартная модель, либо понадобится внести в нее серьезные поправки. В некоторых суперсимметричных расширениях Стандартной модели получается несколько «хиггсов» с разными массами. Если обнаружится, что так и есть, это ознаменует победу суперсимметричных теорий, особенно если параллельно удастся открыть другие суперсимметричные частицы. Большинство физиков не сомневаются, что на таком высокоэнергичном ускорителе, как БАК, появятся неизвестные частицы. Если все будет в порядке, теоретики получат пищу для размышлений на много лет вперед.
На БАК возлагается много надежд, однако опасений не меньше. Еще ни один прибор в новейшей научной истории не вызывал таких общественных треволнений. Его обвинили в том, что он подвергает опасности Землю, а то и всю Вселенную. Кого БАК пока подверг опасности, так это Интернет: распространяясь в сети, эти взгляды превратили бесчисленные блоги и форумы в места жарких баталий.
В числе главных виновников, которые якобы родятся в недрах БАК и запустят конец света, ненасытные черные мини-дыры, магнитные монополи и наводящие ужас гипотетические «страпельки» («странные капельки»). Апокалипсические настроения, собственно, не новы. Иногда людям, и таких немало, нравится проводить время в ожидании возможных катастроф: столкновения с астероидом, испарения Земли взрывом близкой сверхновой… В случае с БАК примечательно то, что мир поглощают теоретические объекты, которых не видели ни на одном детекторе и которых, скорее всего, вообще нет в природе.
Пожалуй, самый популярный сценарий конца света из-за БАК связан с черными дырами. Он гласит: пучки будут настолько интенсивными, что в горниле ускорителя родится крошечная черная дыра, которая, подобно слизистой твари из фильма ужасов «Капля» (Blob), начнет засасывать все на своем пути, пока не поглотит всю Землю целиком. Справедливости ради скажем, что в некоторых теоретических схемах предсказывается возникновение микроскопических объектов с сильным гравитационным полем.[4] Однако представления о прожорливости миниатюрных черных дыр не более чем заблуждение. Любые родившиеся на БАК объекты слишком малы, чтобы представлять какую-либо угрозу.
Обычные черные дыры рождаются на последних стадиях эволюции массивных звезд (как минимум в три раза тяжелее Солнца) в результате стремительного сжатия (коллапса). Своим именем они обязаны их гравитационному полю, настолько сильному, что из-под воображаемой поверхности, называемой горизонтом событий, не может вырваться даже свет. Если черная дыра входит в двойную систему, она может расти за счет звезды-компаньона. Той, в свою очередь, ничего не остается, как подпитывать свою черную соседку.
