Чого ж хочуть вчені на колайдері ОКО ПЛАНЕТИ інформаційно-аналітичний портал
Чого ж хочуть вчені на колайдері?
З недавніх пір навіть у найсвітліших умах людства міцно сидить думка про те, що причиною загибелі нашої планети, про яку не говорять лише ліниві, може стати адронний колайдер, точніше чорна діра.
Існують досить логічні версії, але одна з них, мабуть, найтривожніша, стверджує, що чергова поломка, яка станеться з колайдером, стане початком кінця світу.
Що таке колайдер? Дослівно його можна перекласти як зіштовхувач. Насправді це прискорювач – прискорювач елементарних частинок, пучки яких розганяються у колайдері до світлової швидкості, та був зіштовхуються. Причому енергія зіштовхування – небачена: близько 14 тераелектронвольт.
У 1996 році був побудований ВАК - Великий Адронний Колайдер, який є найбільшим міжнародним науковим проектом, який коштує 10 мільярдів доларів. 40 країн світу, зокрема й Україна, брали участь у створенні цього проекту Європейського центру ядерних досліджень. Місцем створення колайдера стало тихе містечко на кордоні Швейцарії та Франції.
Установка колайдера - це величезний тунель, розташований на глибині стометрової. Його коло сягає 27 кілометрів, у яких змонтований сам прискорювач. З його допомогою стало можливим отримання найвищих енергій ядер і протонів, таких високих, які людство ніколи не отримувало.
Пучки частинок утримують 1600 магнітів-надпровідників, що працюють за температури мінус 271°С.
З самого першого моменту, коли вченими та політиками було ухвалено рішення про створення Великого Адронного Колайдера, світ почали трусити гучні сенсації. А насправді все набагато простіше: вчені просто захотіли розібратися у тому, хтоА все-таки правий: Альберт Енштейн, який створив теорію відносності, чи основи квантової механіки. Обидва ці вчення не можуть співіснувати разом, адже вони суперечать одне одному.
Сьогодні Великий Адронний Колайдер – це найбільший експериментальний майданчик, який будь-коли існував у світі. У будівництві та його подальшій експлуатації задіяно близько десяти тисяч учених із майже ста країн світу.
Колайдер назвали Великим через довжину його головного кільця, що сягає 27 кілометрів. Тунель прискорювача вже існував, але з магнітами, що використовуються для фокусування пучків протонів, довелося повозитися. Адже це не жарт: швидкість пучків протонів при зіткненні досягає швидкості світла, причому у вакуумі, а кінетична енергія частинок, що важать навіть менше, ніж нанограма, дорівнює кінетичній енергії сучасного реактивного літака. Колайдер для кожного експерименту поглинає більше 180 МВт енергії.
Вченим належить розібратися в розумінні того, з чого все-таки і звідки з'явилися час і матерія. У ВАК фізики сподіваються за допомогою найчутливішої апаратури «зловити» і зафіксувати так не вистачає головний «цеглинка» в теорії елементарних частинок – званий бозон Хіггса.
Завдання це, треба сказати, дуже складне. Адже кожної секунди в прискорювачі відбуваються мільярди зіткнень, які народжують міріади нових частинок, серед яких треба знайти ту одну, бозон Хіггса.
Прямо скажемо, на думку скептиків, порівняно з цим завданням горезвісний пошук голки у стозі сіна – дитяча гра. В принципі, зловити бозон неможливо, тому що він блискавично розпадається, проте при цьому залишає за собою непрямі докази, наприклад, у вигляді гамма-квантів, що утворюються від його розпаду. Але вся проблема полягаєв тому, що подібні кванти виходять і від інших численних реакцій, кількість яких перевищує мільйони разів, ніж від розпаду бозону. І як можна у цьому величезному «бульйоні» розділити «свої» гамма-кванти від своїх — «чужих».
Звичайно, вчені мають набір ознак бозона – його енергія, кут вильоту тощо, проте часу на відбір катастрофічно мало, йдеться навіть не про наносекунди, а про їхні тисячні частки. Тому необхідно розділяти події, що накладаються одна на одну. У розпорядженні вчених найпотужніша і найфантастичніша за своїми можливостями електроніка та обчислювальна система – ГРІД, що об'єднує тисячі комп'ютерів.
Але ж гра коштує свічок: бозон Хіггса, який передбачений теоретиками в Стандартній моделі – найвидатніше досягнення науки, проте експериментально він поки що не виявлений.
Власне, саме для організації полювання на нього і збудований він — Великий Адронний Колайдер, який зчинив так багато галасу.
Сьогодні істерія навколо колайдера трохи затихла, проте тривоги щодо загибелі цивілізації не перестають турбувати людей.
Наприклад, одна пильна мешканка Цюріха звернулася до Конституційного суду Німеччини з вимогою зупинити експеримент і врятувати людство від провалу в чорну дірку, проте суд відхилив її скаргу у зв'язку з тим, що вона не представила суду досить вагомих аргументів, що свідчать про кінець світу. Але жінка не має наміру заспокоюватися, вона продовжує свою боротьбу, направляючи скарги до більш високих інстанцій.
А на колайдері тим часом роботи у розпалі.
За твердженням фахівців, які працюють на ВАК, експерименти, що проводяться, абсолютно безпечні, хоча деякі і висловлюють побоювання, що в результаті зіткнення частинок, що володіють такою величезною енергією, в прискорювачіможе виникнути «чорна дірка», яка засмоктує все навколишнє. Однак жоден учений-фізик, який хоч якось причетний до розробки та експлуатації колайдера, жодного разу не говорив про можливість виникнення такої дірки.
Адже якщо вдуматися, хоч колайдер і є найграндіознішим проектом, створеним людством, проте до можливостей матінки-природи йому дуже далеко. Вчені, які займаються фізикою космічних променів, зустрічаються з великою кількістю частинок, які приходять на нашу планету з набагато вищими енергіями, проте людство все ще живе і здорове, тим більше, що жодних чорних дірок ці частинки не утворюють.
У космосі, на думку деяких учених, є кілька чорних дірок. Хоча їх точна кількість нікому не відома, проте одне вчені знають напевно: деякі з них досягають досить великого діаметру і славляться своїми властивостями, що все поглинають.
Ось чому існує страх того, що одного прекрасного дня одна з них засмоктить нашу планету.
Вчені вважають, що чорні діри спотворюють світло далеких зірок, а рухливість космічних «чорних дірок» дуже схожа на рухливість зірок, тому є побоювання, що наближення таких дірок, яке можна відстежити лише за змінами в орбітах інших планет системи, буде можливим лише зі збільшенням таких змін.
Ще одне неприємне відкриття: «чорній дірі» зовсім не обов'язково наблизитись до Землі, щоб її поглинути. Найгірший кінець сценарію з «чорною діркою» — це втрата нашою планетою власної орбіти, прив'язаної до Сонця, і її невагомість.
То що хочуть дізнатися вчені, над якою основною проблемою вони мучаться, змушуючи працювати цей найпотужніший прискорювач?
Космологія відкрила такі поняття, як «темна енергія», якавідповідальна за прискорення нашого Всесвіту, і «темна матерія», яка є прихованою масою, про яку до певної пори астрофізики навіть не підозрювали.
Сучасна астрофізика вважає, що «темна матерія», що складається з часток, що не розпадаються навіть за мільярди років, не мають заряду, які беруть участь тільки в електрослабкій і гравітаційній взаємодіях. Вони мають масу спокою, що сягає приблизно тисяч мас протона.
І якщо удача посміхнеться, і вчені виявлять такі частки, то людство сильно просунеться у питанні розуміння еволюції нашого Всесвіту. І хоча астрофізики в деяких питаннях і представляють її, проте білих плям все ж таки дуже багато. І ось у цьому і повинен допомогти розібратися Великий Адронний Колайдер, який зможе відкрити завісу над таємницею перших миттєвостей існування Всесвіту відразу після Великого Вибуху.
Ось і виходить, що запуск Великого Адронного Колайдера є величезною подією для сьогоднішньої науки, яка не ставить та й не ставила ніколи перед собою утилітарних завдань.
Проте загальновідомо, Всесвітнє павутиння та інформаційні технології було створено внаслідок внутрішніх потреб ядерної фізики та фізики високих енергій. Не треба забувати і про те, що сучасний стільниковий зв'язок, цифрові записи зображення і звуку та багато іншого теж з'явилися результатами прогресу в фундаментальній науці.
А нам, простим громадянам, які дуже далекі від наукових висот, від наукових експериментів тих, хто працює з колайдером, залишається лише одне: сидіти і чекати, гадаючи, чи може щось статися чи ні. Гадати про те, чого хочуть з її допомогою досягти вчені уми нашої планети: вивчити і підкорити своїй волі Всесвіт чи врятувати планету Земля? А може вони, на кшталт сліпих кошенят, лізуть туди, денебезпечно та темно? Коли ми про це дізнаємося, хоча і не скоро.
Тому сьогодні нам залишається лише одне: міркувати, зіставляючи певні та відомі факти.
Все-таки наша планета, наша Сонячна система і весь наш Всесвіт – це те місце, де ми живемо. І звідси нам просто нема куди подітися, адже тут наш будинок!