Вадим Панин - 2012 год. Версии и факты

Большой адронный коллайдер изнутри. Обеспечить надлежащий разгон частиц – непростая задача. Настолько непростая, что БАК признан самым сложным прибором за всю историю человечества

В 1960-х годах профессор Эдинбургского университета Питер Хиггс предположил, что в природе должна существовать «предэлементарная» частица, отвечающая за массу всех элементарных частиц. Эта теоретическая выкладка произвела фурор – существование такой частицы объясняло многие физические закономерности, до этого времени считавшиеся необъяснимыми. Гипотетическая частица была названа бозоном Хиггса (сегодня она имеет также альтернативное название – «частица Бога»). Экспериментальное подтверждение ее существования – одна из приоритетных задач работы коллайдера. По словам самого первооткрывателя, если гипотеза о существовании бозона Хиггса окажется неверна, «это будет значить, что ни я, ни другие больше ничего не будут понимать в том, что мы знаем о слабом и электромагнитном взаимодействии». В этом случае теоретическая физика будет отброшена на уровень середины прошлого столетия.

CERN посчитал, что интересы теоретической физики – достаточное основание, чтобы подвергнуть серьезному риску само существование нашей планеты. За время с начала проектирования БАК Европейский совет ядерных исследований обнародовал несколько докладов, призванных опровергнуть основные риски. При этом аргументы CERN многим физикам кажутся весьма спорными. К примеру, эксперты этой организации неоднократно указывали на то, что космические лучи постоянно воздействуют на атмосферу Земли – при этом пучки частиц сталкиваются с большей скоростью, чем это будет происходить в коллайдере, но ни один образованный вследствие этого процесса коллапсар еще не нанес нам вреда.

Однако многие именитые ученые указали на то, что приведенный специалистами CERN пример не соответствует тому, что будет происходить в БАК. Скорость частиц, образующихся при столкновении в атмосфере, остается близкой к скорости света, поскольку речь идет о «бомбардировке» неподвижной атмосферы движущимися частицами (закон сохранения импульса). При столкновении встречных пучков частиц в коллайдере импульс нейтрализуется – здесь имеет место взаимная нейтрализация импульса частицами, движущимися в противоположных направлениях. Поэтому если при столкновении космических лучей с атмосферой образуются микроскопические черные дыры, то они продолжают двигаться со скоростью света и пролетают Землю насквозь (материя не может быть препятствием для подобных явлений, так как размеры этих коллапсаров изначально меньше даже размеров электрона). Если источником подобных черных дыр станет коллайдер, на их скорость будет влиять лишь земная гравитация – примерные результаты этого явления кратко описаны в начале главы.

Своеобразный пункт отправления Большого адронного коллайдера. Именно здесь частицы начинают свой разгон

Еще один существенный риск работы БАК – образование гипотетической кварковой материи, способной присоединять к себе атомы обычного вещества. Частицы этой новой материи называются stranglets – стрейнджлеты, так называемые «странные частицы», также именуемые страпельками. Сразу после образования стрейнджлеты начнут неограниченно поглощать и преобразовывать вещество Земли. В результате вся планета, а возможно, и вся Солнечная система очень быстро превратится в единый сгусток «странной материи».

Протяженность туннеля – почти 27 километров. Чтобы добраться до интересующей точки БАК в определенном секторе туннеля, технические работники CERN вынуждены использовать специальные транспортные средства

Кроме страпелек, БАК может спровоцировать образование еще нескольких десятков наименований опасных объектов, подобных страпелькам. Например, частицы «истинного вакуума», которые будут расширяться с еще большей скоростью. В своих заверениях о безопасности коллайдера CERN изначально исходит из Стандартной модели, а эта система опровергает само существование подобных объектов. Однако опровергает она и существование бозона Хиггса, поиск которого является, как уже говорилось, приоритетной задачей в работе коллайдера.