Е.К.Логинов
Что такое коллайдер? Это слово у всех на слуху уже несколько лет. Но мало кто может доступно рассказать об этом открытии века. Популярно объяснить это научное достижение согласился заведующий кафедрой теоретической физики ИвГУ, доктор физико-математических наук Евгений Константинович Логинов
Все-таки что такое коллайдер?
Коллайдер – это физический прибор (точнее, множество различных физических устройств, соединенных в одну систему). Он предназначен для изучения фундаментальных законов природы. В коллайдере элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны и другие) разгоняются до огромных скоростей и затем сталкиваются. В результате таких столкновений рождается масса новых частиц, свойства и поведение которых позволяет подтвердить или опровергнуть существующие физиче-ские теории, открыть что-то новое.
В 2008 году начались эксперименты на Большом адронном коллайдере (БАК). «Большим» он назван из-за своего размера (его периметр составляет примерно 27 км), а «адронным» – потому что он ускоряет протоны и нейтроны. БАК находится на территории Швейцарии и Франции, вблизи Женевы, в туннеле на глубине около 100 метров.
Что должен показать коллайдер? Зачем он вообще нужен?
В этом вопросе есть сразу несколько аспектов. Зачем людям вообще нуж-ны эти элементарные частицы, зачем тратить столько денег на один эксперимент, какая будет польза для науки от экспериментов на БАК?
Начну с аналогии. Для первобытного человека связка бананов имеет очевидную пользу – их можно съесть. Острый нож тоже полезен на практике. А вот электродрель, с его точки зрения, бессмысленная вещь. Отношение большей части общества к фундаментальной науке примерно такое же. Да, все признают, что высокие технологии делают жизнь комфортнее. Но при этом считают, что эти технологии – результат чисто прикладных разработок. А вот это – большое заблуждение. Перед практической наукой регулярно встают задачи, которые она сама решить не может. Они решаются с помощью фундаментальной науки. Скажем, те свойства вещества, которые недавно казались совершенно бесполезными, вдруг открывают возможность для создания принципиально новых устройств или материалов с неожиданными возможностями.
В общем, фундаментальная наука – это основа технологий в долгосрочной перспективе. И если какие-то небольшие усовершенствования существующих технологий можно сделать, ограничиваясь сугубо прикладными исследованиями, то создать новые технологии можно лишь опираясь на фундаментальную науку.
Какие секреты может раскрыть БАК?
Научная программа на БАК состоит из многих задач. Среди них наиболее важной является открытие бозона Хиггса, который позволит объяснить природу возникновения масс у частиц. Другая весьма глубокая идея об устройстве нашего мира – это суперсимметрия. Она может быть подтверждена или опровергнута экспериментами на БАК. К сожалению, рамки газетной публикации не позволяют подробнее остановиться на этих фундаментальных вопросах.
Сможет ли БАК объяснить происхождение Земли?
Согласно научным представлениям, Земля и другие планеты Солнечной системы, сформировались примерно 4,5 миллиарда лет назад из пыли и газа, оставшихся после формирования Солнца. Для проверки этого факта не требуется проводить эксперименты на БАК. Другое дело, БАК может приблизить нас к пониманию того, как возникла и формировалась наша Вселенная в первые секунды после Большого взрыва.
А есть русский аналог коллайдера?
Русского аналога коллайдера не существует. Есть коллайдеры, построенные в разных странах, в том числе и в России. Но они мало чем отличаются друг от друга и не сравнимы с БАК. Так, в 1983 году в г. Протвино Московской области началось строительство нового коллайдера длиною 21 километр. Был построен туннель на глубине 60 метров, описывающий круг диаметром 7 километров
Однако ускоритель запущен так и не был. Проект законсервировали, и надежд на его завершение нет.
Почему БАК закрывают на ремонт?
Обычно это плановые работы, которые используются для отладки оборудования и настройки коллайдера для последующей серии экспериментов. Но в конце 2008 на БАК произошла серьезная авария, последствие которой устраняли в течение нескольких месяцев.
За время его работы были открытия?
Прошедший год стал первым годом полноценной работы БАК, однако он еще не вышел на расчетную мощность. Возможно поэтому проведенные эксперименты не принесли пока новых открытий. Правда, есть разочаровывающие результаты. До этого физики допускали, что суперсимметричные частицы, если они существуют, могут быть относительно легкими. Статистика 2010 года дала отрицательный результат – суперчастиц найдено не было.
А земля может поменять полюса?
Объективных причин для этого не существует.
Почему раньше космические спутники не падали, а теперь падают?
Деградация инженерного образования в России и уход со сцены специалистов советской закалки началитаки сказываться. К сожалению, эта негативная тенденция продолжается и в ближайшие годы вряд ли изменится к лучшему.
Назовите современное «открытие Америки» в области физики.
На мой взгляд, это открытие ускоренного расширения Вселенной, сделанное в 1998 году. Из него следует, что Вселенную «распирает» некая «темная энергия», более мощная, чем гравитация, природа которой пока неизвестна. Авторы этого открытия в 2011 году получили Нобелевскую премию по физике
Ольга Горбунова