04.07.2008

Большой адронный коллайдер - самый удивительный и дорогостоящий научный прибор, когда-либо построенный человеком - готовится к первым экспериментам. Сейчас завершаются последние этапы отладки этого самого большого в мире ускорителя элементарных частиц и уже осенью на нем пройдут их первые столкновения, которые немедленно могут дать сенсационные для мира физики экспериментальные материалы.

Впрочем, как и всегда событие такого масштаба вызывает множество околонаучных разговоров о потенциальной угрозе. И поскольку масштаб запускаемого коллайдера огромен, то и бедствия, которые могут постигнуть Землю в результате этого события, также в описаниях пессимистов ужасны. Тем не менее, ученые, проведя не одно исследование, пришли к выводу, что риск для планеты ничтожен.

Правда, предсказать наверняка, какие же результаты даст работа коллайдера, не может никто. Есть лишь научные гипотезы, которые нуждаются в проверке. Тем не менее, если хотя бы часть возложенных на работу этого инструмента надежд оправдается, то человечество ждет множество удивительных открытий, которые в будущем вполне могут стать основой для качественного скачка технологий.

Подземное кольцо 

Большой адронный коллайдер начали строить на базе предыдущего коллайдера в Европейском центре ядерных исследований в 2001 г. Полная стоимость строительства проекта и проведения экспериментов превысит $5 млрд и может достигнуть $10 млрд. Коллайдер представляет из себя огромный комплекс, самой большой частью которого является кольцевой тоннель, проходящий на глубине ста метров под землей, длиной окружности более 27 км.

В этом тоннеле проложены две трубы, в которых, собственно и будет циркулировать пучки из триллионов протонов. Протоны в трубах будут разгонять почти до скорости света огромными магнитами, работающими при температуре лишь на два градуса выше абсолютного ноля. Направления движения протонов в трубах противоположные.

В четырех местах эти трубы пересекаются - собственно здесь и будут происходить столкновения частиц. Учитывая громадную скорость, энергия, выделяемая при столкновении, огромна. Достаточно сказать, что суммарная масса запускаемых в коллайдере частиц меньше массы пылинки, однако энергия столкновения сопоставима со взрывом 100 кг тротила.



И именно результат и процессы, происходящие в момент столкновений частиц, и интересуют физиков в первую очередь. В каждом из четырех мест столкновения установлено по специальному детектору - огромному комплексу сложнейшей регистрирующей аппаратуры, которая станет "глазами" ученых. Причем несмотря на мощные системы отбора поступающей информации, каждую секунду работы детекторы коллайдера будут поставлять по 500 Мб информации (по компакт-диску данных каждые полторы секунды). Обрабатывать такие массивы данных исследователи будут с помощью систем распределенного вычисления - то есть используя тысячи мощных компьютеров, объединенных в единую вычислительную сеть. 

При этом коллайдер является, несмотря на гигантские размеры, инструментом, требующим предельной точности. Поразительно, но при его работе ученым придется учитывать положение Луны и Солнца. Вызываемые небесными телами приливы в литосфере ежедневно поднимают и опускают окрестности коллайдера на 25 см. В результате периметр ускорительного кольца меняется примерно на один миллиметр, что приводит к изменениям энергии пучков.

Путешествия во времени или конец света

Первые тестовые запуски коллайдера состоятся осенью 2008 г., тогда энергия столкновения будет ниже, чем энергия других уже работающих коллайдеров. Впервые выйдет на мировой рекорд по энергии столкновения он в конце 2008 г., а проектная мощность будет достигнута весной-летом 2009-го.

В результате столкновения протонов ученые надеются получить экспериментальные доказательства существования и зарегистрировать еще более мелкие частицы материи, наличие которых пока доказано лишь теоретически. Сильно упрощая - физики хотят разобрать материю "до конца", чтобы понять из чего она состоит. В коллайдере ученым удастся увидеть, как выглядела наша вселенная спустя миллиардные доли секунды после Большого Взрыва, из чего затем сложилась материя, которую мы привыкли воспринимать.

Теоретически понимание этих законов и новые данные, которые могут быть получены после первых же экспериментов, утверждают ученые, могут привести к настоящим прорывам в науке. Их "прикладным" результатом могут стать открытие новых источников энергии, новых способов передвижения и даже других пространств.

Впрочем, стоит отметить, что не менее фантастичны и предостережения тех, кто полагает, что коллайдер может разрушить нашу планету. Самыми частыми теоретическими угрозами, которые называют в связи с запуском коллайдера, является образование черных дыр и антиматерии, которые могут уничтожить нашу планету. Житель США даже подал иск с требованием остановить запуск коллайдера на этом основании.

Тем не менее, теоретические исследования, несколько раз проведенные строителями коллайдера, доказывают, что вероятность уничтожения Земли в результате запуска коллайдера ничтожны. Один из аргументов, которые приводят исследователи, заключается в том, что процессы, схожие с тем, что будут происходить в коллайдере, постоянно происходят на Земле и других небесных телах. Из космоса наша планета постоянно бомбардируется частицами, однако до сих пор она не превратилась в черную дыру.