Большой адронный коллайдер (далее - БАК) потряс мир невиданной ранее масштабностью и дороговизной. На его постройку было потрачено около 10 млрд. долларов - это деньги налогоплательщиков из 111 стран-участниц проекта. В его создании и связанных с ним исследованиях занято около 10 тыс. ученых из 100 государств, в том числе и из Беларуси. Длина окружности основного кольца объекта около 27 км. А находится он на границе Франции и Швейцарии.

Ученые проводят исследования с помощью БАК уже около четырех лет. "Компьютерные вести" встретились с директором Национального научно-учебного центра физики, частиц и высоких энергий БГУ, доктором физико-математических наук, профессором Николаем Шумейко и узнали о главных достижениях и неудачах проекта.

"БАК потребляет столько энергии, сколько хватило бы 100-тысячному городу"

- Конечно, мелкие неудачи были, и немало. Например, технические остановки, связанные с экономией электроэнергии (в пике работы ускоритель потребляет мощность, равную половине мощности электропитания города Женева - около 200 тыс. жителей, и поэтому коллайдер обычно запускается осенью и выключается весной) и техобслуживанием, - рассказывает Николай Шумейко. - Летом БАК не запускают, т.к. кондиционеры потребляют слишком много энергии.

Крупная публичная неудача, получившая широкую известность и соответствующие объяснения, произошла 10 сентября 2008 года. Был запущен Большой адронный коллайдер, но без ускорения. И несколько дней пучки протонов успешно проходили по кольцу в обоих направлениях. Детекторами регистрировались результаты столкновения. Чтобы ускорить пучки и начать фазу большого коллайдера по-настоящему, были повышены электрические и магнитные параметры. Но вмешались непредвиденные обстоятельства. Как показало расследование, внешне произошел тепловой взрыв. Защитная система сработала плохо, и ударная волна прошла несколько сот метров (около 350) по тоннелю, где расположено кольцо ускорителя. Из-за этого произошли определенные разрушения самого коллайдера, кабельной системы и системы подвески.

Последующее разбирательство показало, что причиной было неаккуратное сочленение некоторых проводов с помощью соединительных устройств (конвекторов). При ускорении (достигается повышением электрического напряжения) произошло расплавление одного из конвекторов. Расплавленный металл прожег отверстие, жидкий гель вырвался наружу и произошел тепловой взрыв.

Хвастовство чуть не погубило проект

- В кулуарах ходили другие разговоры, но я не ручаюсь за их достоверность, - раскрывает научную закулису наш собеседник. - Предыдущее руководство CERN должно было смениться 31 января 2008 года, и это сменное руководство хотело показать результаты своей пятилетней работы и запустить коллайдер раньше готовности. Работы проводились в спешке.

Сейчас необходима установка более новых детекторов. В разных точках, где пересекаются пучки, их функционирует четыре. Но они подвергаются большей радиационной нагрузке, чем планировалось. И всё это из-за превышения запланированной светимости. Радиация постепенно выводит их из строя. Несмотря на это, за время работы коллайдера (конец 2009 - февраль 2013), центральные части детекторов уже выгорели. Сначала они показывали один результат, более точный, а теперь другой, менее точный. Использовать их данные дальше нерационально. Детекторы постепенно теряют свои функции. Текущая модернизация должна исправить эти неполадки. Сейчас активно решается вопрос (и он - один из главных) по увеличению радиационной стойкости детекторов и материалов к ним.

Восстановление разрушенного и тщательнейшая проверка оборудования заняла больше года. И только в конце 2009 года произошел следующий запуск, сначала без ускорения, затем с повышением энергии. С тех пор ускоритель работал без нареканий. А в конце февраля этого года он был остановлен на плановую реконструкцию для достижения максимальной энергии.

Достигнуты показатели выше ожидаемого

- С запуска в 2009 году ускоритель все время ускоряли, извиняюсь за каламбур. Но тот максимум, из-за чего и создавали БАК, еще не достигнут. Очередной запуск коллайдера запланирован на конец этого года. Планируется достигнуть 13 тераэлектронвольт, а затем через какое-то время и максимальную энергию в 14 ТэВ (каждый пучок будет нести по 7 ТэВ), - делится информацией Николай Шумейко.

Специалисты же отмечают безупречную работу коллайдера. А некоторые параметры, которые по значимости идут сразу после энергии, например светимость, были достигнуты выше ожидаемого.

- Что касается удач, то всю работу можно назвать превосходной, - переходит к позитивным новостям профессор. - Он неожиданно хорошо работает. И энергия на первой фазе достигнута чуть выше, чем планировалось (вместо 7 ТэВ достигли 8), и светимость в 7 раз превзошла планы.

Атеисты доказывают существование Бога

В 1964 году физик Питер Хиггс (сейчас ему 83 года) вместе с коллегами предсказал новую частицу, которую позже назвали бозон Хиггса. К этому утверждению в мире отнеслись скептически.

- Доказать существование бозона Хигса (некоторые называют его "частица Бога") помог БАК, - рассказывает про главное достижение коллайдера Николай Шумейко. - Его свойства пока не очень исследованы. Есть предположение, что это один из нескольких бозонов. Если подтвердится, что это тот бозон, то выяснится существование массы всех других частиц и, следовательно, всего сущего в природе, что имеет массу, которая, предположительно, появилась в результате большого взрыва.

- Считается, что когда коллайдер выполнит то, ради чего его строили, то человечество наконец-то изобретет машину времени, это так? - интересуемся мы у профессора.

- Я не обладаю такой информацией. Вечные двигатели - это из области фантастики, так давайте же оставим их фантастам. БАК, в первую очередь, нацелен на то, чтобы выяснить происхождение мира.

Сверхзадача БАК

Знаменитая формула Эйнштейна E=mc² не дает покоя ученым. Они хотят выяснить, как освободить энергию из материальных объектов. Если это получится, то человечество выяснит, где у природы можно найти (взять) энергию наиболее дешевым и доступным способом. Когда это будет достигнуто, то решится проблема с энергией на все времена. Потому, что любой материальный объект будет служить источником энергии.

Разоблачение мифа

23 сентября 2011 года весь мир облетела сенсация. Газеты писали, что со времен Исаака Ньютона одной из основополагающих аксиом, на которых базировалась физика, была скорость света. Считалось, что ни один объект не может двигаться быстрее, чем 299792 км/с. Это число принималось как данность - оно заложено во множестве физических формул. И вот, наконец-то, ученым из CERN с помощью БАК удалось доказать, что это не так. Они смогли разогнать пучок нейтрино на 60 наносекунд превышающей световую. Получается, что физику нужно создавать заново, с нуля.

- Скорость быстрее скорости света ученые коллайдера не выявили. Она пока остается самой быстрой, - утверждает Николай Шумейко. - Это слишком невероятно. Погрешность измерений была слишком велика.

Макс ВИЛЬТОВСКИЙ