Адронный коллайдер в действии

Состоялся пробный пуск самой сложной в истории человечества экспериментальной установки - Большого адронного коллайдера. Все прошло благополучно

Москва. 10 сентября. INTERFAX.RU – В Европейском центре ядерных исследований (CERN) состоялся первый запуск Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, сокращенно LHC) – самого мощного на сегодня ускорителя элементарных частиц.

В 12:28 мск тестовый пучок протонов был запущен в 27-километровое подземное кольцо, состоящее из восьми секций, и прошел его целиком. Протоны разогнались до энергии 450 гигаэлектронвольт, что составляет примерно одну тридцатую от проектной мощности установки. В полную силу она заработает уже после официального открытия, которое намечено на 21 октября.

Проект LHC был утвержден еще в 1994 г., а строительство установки началось в 2001-м, когда истек срок эксплуатации предыдущего большого ускорителя CERN – электрон-позитронного коллайдера LEP (Large Electron-Positron Collider). LHC создавался в том же тоннеле, на глубине порядка порядка 100 м между Францией и Швейцарией.

Он представляет собой огромный исследовательский комплекс, где самым крупным является кольцо, по которому циркулирует пучок частиц. Двадцать два из 27 километров этого кольца – это сверхпроводящие магниты, использующиеся для удержания и коррекции пучка. Всего магнитов более 1600. Они работают при температуре 1,9 градуса по Кельвину, то есть -271 по Цельсию – практически при абсолютном нуле.

Коллайдер создавался для того, чтобы разгонять протоны и тяжелые ядра атомов и сталкивать их во встречных пучках на скоростях, близких к световой. Эти частицы относятся к типу адронов – отсюда название установки. Энергия их столкновения в LHC будет на порядок превышать все полученные ранее результаты, в том числе и достижения специалистов на крупнейшем ускорителе современности Tevatron в лаборатории Ферми, США.

Физики возлагают на новый ускоритель большие надежды. С его помощью планируется изучить множество редких явлений, а главное - проверить так называемую Стандартную модель, теорию, созданную в 60-х гг. прошлого века и описывающую фундаментальные виды взаимодействия между элементарными частицами. В последние годы она работает все хуже, и, возможно, ей на смену должна прийти новая, усовершенствованная теория.

Помимо того, ученые собираются воссоздать условия, существовавшие во Вселенной сразу после Большого взрыва. То состояние, в котором тогда находилась материя, называется "кварк-глюонной плазмой". Получить ее можно, сталкивая ядра свинца, ускоренные до пяти с половиной гигаэлектронвольт. В этом случае образуется короткоживущий комок ядерного вещества с чрезвычайно высокой плотностью и температурой – в сотни тысяч раз горячее, чем ядро Солнца (число с 12 нулями).

Другой задачей Большого адронного коллайдера станет поиск "частицы Бога" – бозона Хиггса, чье существование вытекает из Стандартной модели, но пока еще не доказано. Бозон Хиггса нужен для того, чтобы объяснить, откуда у обычных частиц – скажем, протона или нейтрона – берется масса. Если его найдут (в чем ученые почти уверены), то современная теория получит подтверждение и сможет развиваться дальше, если нет – физику ждет серьезный кризис.

На LHC также будут изучать процессы, интересующие уже не столько ядерщиков, сколько астрофизиков. В частности, детектор, который называется Atlas, займется поиском следов "темной материи" – невидимой массы, составляющей значительную часть массы Вселенной, гораздо большую, чем то, что доступно нашему взгляду.

Накануне запуска коллайдера, по праву считающегося самой сложной экспериментальной установкой в истории человечества, в околонаучных кругах возникли смутные опасения, связанные с малоизученными процессами формирования "микроскопических черных дыр", якобы способных уничтожить нашу планету. Профессионалы эти слухи категорически опровергали.

"Все это чушь, никакого отношения к реальной действительности такие опасения не имеют", – заявил в беседе с "Интерфаксом" академик РАН, лауреат Нобелевской премии по физике Жорес Алферов. Он объяснил, что сегодняшний эксперимент – пробный, и полноценные регулярные исследования начнутся несколько позже. "Замечательно, что запускают, это имеет большое значение для науки", – похвалил коллег академик.

Громких открытий, впрочем, сразу ждать не стоит, поскольку для того, чтобы выйти на достаточно высокую интенсивность пучков, коллайдеру требуется достаточно много времени. Тем не менее, объем вырабатываемых им данных уже совсем скоро будет очень и очень внушительным. Настолько внушительным, что для их обработки потребуются усилия 150 научных институтов по всему миру.

Ежедневно LHC будет порождать до 27 терабайт данных – управиться с такими потоками еще пять лет назад не смог бы ни один суперкомпьютер. Специально для коллайдера была создана уникальная сеть Worldwide LHC Computing Grid, скорость передачи данных в которой достигает 10 гигабит в секунду. Ее запустят в октябре. Вдобавок CERN привлекает к участию в проекте простых пользователей – чтобы подключить свой компьютер к системе распределенных вычислений, им предлагается установить специальную программу LHC@home.

Суммарная стоимость проекта, обещающего принести людям понимание базовых элементов мироздания, превышает $10 миллиардов. В нем принимают участие тысячи специалистов, в том числе российских, он потребляет такое количество энергии, что на зиму его, очевидно придется останавливать, дабы не отнимать тепло у Швейцарии и Франции. Все это - ради того, чтобы получить ответы на вопросы, испокон века не дававшие человечеству покоя: "Что есть масса?", "Из чего состоит мир?", "Как возникла Вселенная?". Теперь - актуальные как никогда.

/Интерфакс, Иван Баранов/