Юрий Зайцев, действительный академический советник Академии инженерных наук РФ, для РИА Новости.
В столице Швейцарии 21 октября состоялась церемония официального открытия Большого адронного коллайдера (БАК), или Large Hadron Collider (LHC). На церемонию открытия были приглашены сотни ученых, принимавших участие в создании коллайдера, представители правительств стран-членов Европейской организации ядерных исследований – Conseil Europeen pour la Recherche (CERN) и стран-наблюдателей, в число которых входит и Россия, политики.
Презентация состоялась, несмотря на аварию, из-за которой самый мощный в мире ускоритель элементарных частиц остановлен до весны 2009 г.
Официально коллайдер был торжественно запущен 10 сентября. В этот день пучки протонов преодолели полный круг по кольцу ускорителя длиной 27 км сначала по часовой стрелке, а затем против. Система магнитов, которая должна разгонять эти частицы до околосветовых скоростей, в день запуска не включалась. Столкновения протонов также не проводились. Первый эксперимент, во время которого встречные пучки должны были пересечься, был запланирован на 21 октября. В итоге этот день стал днем презентации поломанного коллайдера.
По мнению участников проекта, причиной аварии могли быть как человеческий фактор, так и ошибки при сборке. Они также считают, что, поскольку БАК пока находится на стадии пробных запусков, сбои в его работе - «вполне нормальное явление».
На ремонт коллайдера и наладочные работы потребуется порядка двух месяцев и запуск его на полную мощность мог бы состояться в конце ноября – начале декабря. Тем не менее, первые столкновения протонов решено отложить до весны следующего года: потратив миллиарды долларов на сооружение ускорителя, приходится экономить электроэнергию для обогрева помещений.
Но и весна 2009 г. - не окончательный срок. После того как CERN вновь откроется, на процесс перезапуска коллайдера могут повлиять многие факторы, включая долгие зимние холода.
Читая сегодня сообщения о Большом адронном коллайдере, российские ученые испытывают смешанные чувства. Это и гордость за своих коллег, сумевших создать это чудо инженерной, строительной и научной мысли. И одновременно - чувство горечи и обиды: ведь такой уникальный объект должен был появиться в нашей стране еще минимум десять лет назад.
В начале 80-х годов на самом высоком партийном и правительственном уровне было принято решение построить в Протвино – это Серпуховской р-н Московской области – почти такой же, как БАК, ускорительно-накопительный комплекс (УНК) в форме кольцевого тоннеля окружностью около 30 км на глубине 60 м. К 1993 г были практически закончены подземные работы для первой очереди УНК. В общей сложности было пройдено около 50 км горных выработок большого диаметра, построено около 30 вертикальных стволов, начался монтаж оборудования и коммуникаций. Одновременно на поверхности разместили более двух десятков площадок с многоэтажными производственными помещениями, были проложены трассы водоснабжения, отопления, высоковольтные линии электропередач.
Но развал СССР и переход России на рыночную экономику стали для УНК фатальными – финансирование сооружения этого крупнейшего на то время синхрофазотрона прекратилось. На сегодня все наземные сооружения уникального комплекса практически разрушены. Выделяются средства лишь на охрану и минимальное поддержание подземных выработок. Да и то лишь потому, что их разрушение может привести к экологической катастрофе.
Главная цель БАКа – проверка так называемой Стандартной модели, объединяющей все виды взаимодействий – сильное, слабое, электромагнитное, кроме гравитационного. Сегодня эта модель считается общепризнанной теорией, но ряд ее положений требуют экспериментальной проверки. Ученые считают, что коллайдер поможет обнаружить бозон Хиггса, именуемый еще «частицей Бога». Именно «Хиггс» объясняет наличие масс у элементарных частиц.
Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе будет работать со встречными пучками протонов, а уже ведутся разговоры о строительстве ускорителя нового поколения – Международного линейного коллайдера – International Linear Collider: ILC – в буквальном переводе это означает – «линейный сталкиватель». Он будет многократно мощнее, чем БАК, но по конструкции проще. БАК имеет кольцевую форму. В ILC частицы предполагается разгонять по прямой, в нем не будет дорогостоящих сверхпроводящих магнитов, которые нужны для отклонения частиц, летящих с релятивистской скоростью.
Длина ускорительной трубки в ILC – десятки километров. Энергия сталкивающихся частиц будет достигать гигантских значений – от 500 до 1000 ГэВ. Причем, в отличие от БАК, где сталкиваются адроны - составные элементарные частицы, т.е. сложные объекты, в ILC предусматривается столкновение электронов и позиторонов. В отличие от адронов – это точечные частицы.
У ILC уже есть прототипы в мире. Но при таких энергиях – от 500 до 1000 ГэВ -электроны и позитроны еще не сталкивались.
Для России было бы очень престижно построить у себя такой объект. Однако планируется, что он будет международным и есть негласное требование: если международная установка глобального значения строится в определенной стране, то доля финансирования, выделяемая этой страной, должна составлять не менее 35 %.
Помимо поиска бозонов Хиггса – перед Большим адронным коллайдером также стоит задача доказательства суперсимметричного мира, существование которого - пока только гипотеза.
Мир, в котором мы живем, состоит из протонов, нейтронов, электронов… Из этих элементарных частиц конструируются ядра, атомы, молекулы и т.д., весь материальный мир вокруг нас, и сам человек. Но в то же время существует и антивещество. Его элементы были синтезированы и на Серпуховском ускорителе, и в ZERNе на предшественнике БАКа, - Большом электронно-позитронном ускорителе. Предполагается, что первые указания на существование суперсимметрии будут получены на БАКе, а далее, варьируя энергию в экспериментах на ILC, можно будет детально исследовать спектр масс и суперсимметричных частиц и определить фундаментальные параметры такой модели.
Абсолютное большинство ученых уверены, что Россия очень выиграет, если получит возможность соорудить у себя линейный коллайдер. При этом говорят о технологическом рывке и обновляющем стимуле для ряда производств.
Разумеется, цель проектов и БАК, и ILC – чисто фундаментальные исследования. Никаких прикладных и, тем более, коммерческих, экспериментов специально проводиться не будет. Но, поскольку требования к подобным установкам очень высокие , то и материалы, электроника и другие компоненты для этих установок должны быть высокого уровня. Соответственно это повлечет за собой развитие новых технологий, которые могут быть использованы и в других областях.
Тем не менее, последнее слово в решении вопроса о строительстве линейного коллайдера остается за правительством: речь, все-таки, идет об огромных деньгах.
В заключение хотелось бы привести слова известного богослова, профессора Московской духовной академии Алексея Осипова: «Когда мы оказываемся перед лицом непознанного, то мы всегда идем на риск. И чем более этот эксперимент масштабней и затрагивает глубины нашего бытия, хотя бы материального, тем перед большим риском мы стоим». Он также напоминает о правиле, которое замечательно выражено в клятве Гиппократа: «не навреди».
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
