Слушать новости

«Мы коллайдера не боимся»

Во вторник будет проведен первый рабочий запуск Большого адронного коллайдера

Во вторник должен состояться первый рабочий запуск Большого адронного коллайдера. Пучки протонов, разогнанные до 3,5 ТэВ, начнут сталкивать в четырех точках 27-километрового кольца, где оборудование начнет регистрацию собственно научных данных. «Газета.Ru» будет сообщать о ходе запуска коллайдера непосредственно с места событий.

Вопреки мнениям скептиков, протестам боящихся апокалипсиса и умозрительным полушуточным моделям физиков, Большой адронный коллайдер завтра должен заработать на полную мощность и начать сбор научной информации. Первые столкновения пучков протонов с энергией 7 ТэВ пройдут в торжественной обстановке и при большом стечении прессы. Как сообщила пресс-служба CERN, в самом центре за запуском будут следить более 200 журналистов, коллаборации CMS и ATLAS организуют трансляции в институтах-членах коллабораций по всему миру. CERN планирует спутниковую и онлайн-трансляцию. Корреспонденты «Газеты.Ru» будут освещать запуск коллайдера непосредственно из CERN в Женеве и из зала трансляции коллаборации RDMS в Дубне.

Наверное, во вторник коллайдерофобия достигла бы в России пиковых масштабов, однако теперь россиянам уже не до предполагаемого конца света — вполне настоящий апокалипсис уже произошел в понедельник утром в московском метро.

Что до европейцев, то они куда менее озабочены апокалиптическими антинаучными фильмами о БАК. Спокойная Швейцария весьма гордится тем, что дает пристанище международным организациям, среди которых CERN занимает не последнее место.

«Вы едете в CERN?» — спрашивает таможенник на швейцарской границе в Цюрихе. «Да», — отвечает корреспондент «Газеты.Ru». «О, CERN», — он приятно грассирует на букве «р» и почтительно поднимает голову. К планируемым событиям он испытывает уважение, но отнюдь не страх.

«Боитесь ли вы запуска коллайдера?» — спрашиваю я у метрдотеля. «Мы в Женеве — не боимся. Говорят, в Европе есть чудаки, которые боятся. Но для нас это не первый ускоритель наших соседей из CERN, и смотрите: мы еще живы», — отвечает он, улыбаясь.

Глядя на спокойную солнечную Женеву и размеренных, солидных швейцарцев, каждый обыватель понимает: нет, ничего страшного не готовится. Разве стали бы эти люди, так пекущиеся о своей безопасности, хорошей репутации и чистоте окружающей среды, допускать на свою территорию что-то не внушающее доверие?

Так что оставим страхи в стороне и вспомним, зачем нужен коллайдер и как развивалась его судьба до сегодняшнего дня.

Сегодня перед физикой элементарных частиц — именно специалисты в этой области работают на коллайдере, и они решают совсем не те задачи, что решали создатели атомной бомбы, — стоит ряд фундаментальных проблем. Их можно условно разделить на две группы.

Первая — это задачи объяснения эволюции Вселенной:
— В каком состоянии была материя во Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва?
— Почему во Вселенной практически отсутствует антиматерия?
— Из чего состоит темная материя и какова природа темной энергии?

Вторая группа проблем представляет собой вопросы самосогласованности теории элементарных частиц и взаимодействий:
— Какова природа масс фундаментальных частиц?
— Существуют ли дополнительные измерения в пространстве-времени и как они могут быть обнаружены?
— Являются ли все известные взаимодействия различными проявлениями одного универсального взаимодействия?
— Нарушается ли в природе симметрия между частицами материи и антиматерии?
— Существуют ли новые поколения фундаментальных частиц?

Многие свойства частиц проявляются только в процессах, происходящих при сверхвысоких энергиях, когда создаются условия для образования новых форм материи, которые были недоступны для наблюдения и исследования их при низких энергиях.

Именно по этой причине для изучения закономерностей физики элементарных частиц необходимо сооружение гигантских ускорителей на встречных пучках — таких, как Большой адронный коллайдер.

Историю БАК можно начать с октября 1990 года, когда на совещании в Ахене (Германия) было озвучено предложение о создании нового протон-протонного ускорителя с гигантской для того времени энергией 16 ТэВ в существующем 27-километровом тоннеле LEP — электронно-позитронного коллайдера, действовавшего в то время в CERN. Через четыре года — уже в 1994 году — совет CERN утвердил этот проект в слегка модифицированном виде: энергия планируемых столкновений частиц была снижена до 14 ТэВ. Тогда и появилось название Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider, LHC).

Сразу после этого в рамках межправительственного соглашения, подписанного не только странами — членами CERN, но и США, Японией, Индией, Китаем, Россией и рядом стран СНГ, началась работа над сооружением гигантской установки на территории Швейцарии и Франции. В 1998 году в CERN была привезена первая размерная модель уникального сверхпроводящего магнита, разработанного специально для БАК, длиной в 15 м. В 1999 году была создана тороидная магнитная система детектора ATLAS — самая крупная подобная система в мире. Начато производство сверхпроводящих кабелей.

Из России прибыла первая партия из 540 соединительных магнитов, система которых обеспечивает «доставку» протонов из меньшего ускорителя SPS в БАК.

В 2000 году прекращается работа LEP, и возведение конструкции БАК переходит в активную фазу. Прибывают первые детали, сделанные в США, в том числе фокусирующие квадрупольные магниты. В 2002 году в CERN прибыли первые октупольные корректирующие магниты. 5000 корректирующих магнитов входят в БАК вместе с 1232 главными дипольными магнитами, искривляющими траекторию протонов, и 400 фокусирующими квадрупольными магнитами. В этом же году из-под земли извлекают последние части ускорителя LEP. За 14 месяцев демонтажа из тоннеля было вывезено 40 тыс. тонн материалов. В 2003 году начата работа над детектором LHCb. В 2004 году первый элемент БАК — адронный калориметр детектора ATLAS — был опущен под землю. В 2005 году завершено строительство гигантских подземных камер для детекторов CMS и ALICE. В 2006 году запущен единый управляющий центр CERN, из которого будет координироваться работа всех экспериментов БАК. В 2007 году под землей были смонтированы конструкции CMS и ALICE, и завершен монтаж всех систем. 10 сентября 2008 года первые пучки протонов были проведены по кольцу коллайдера. Праздничное событие — начало научной работы прибора — планировалось на октябрь месяц, однако, как говорится, человек располагает.

Уже 22 сентября на БАК произошла серьезная авария, вызванная дефектом соединения сверхпроводящих магнитов.

Поломка одной из деталей повредила систему охлаждения, и тонна жидкого гелия вылилась прямо в тоннель. Тогда предполагалось, что устранение повреждений осуществят в течение двух месяцев, а столкновение частиц пройдет в начале 2009 года. Тем не менее запланированная инаугурация коллайдера получилась не слишком веселой — гигантский прибор уже не функционировал.

На деле проблема оказалась куда сложнее, и починка велась весь 2009 год. Кроме того, опасаясь за безопасность установки, CERN принял решение сократить энергию первого рабочего запуска сначала до 10 ТэВ (5 ТэВ на пучок), а затем и вовсе до 7 ТэВ (3,5 ТэВ на пучок), что вдвое меньше запланированного. В октябре прошлого года CERN оказался втянут в некрасивую историю — французский физик, работавший в организации, был уличен в связях с террористами. В начале ноября коллайдер постигло новое локальное несчастье — птица уронила кусок булки в наземную систему электропитания прибора, из-за этого повысилась температура нескольких секторов сверхпроводящих магнитов.

Но, несмотря на локальные трудности, работа продолжалась полным ходом. В ноябре — декабре были проведены тестовые проводки протонов — сначала на небольшой энергии ускорителя SPS — и совершены (на той же энергии) первые столкновения. В начале декабря коллайдер поставил рекорд, разогнав протоны до символической энергии, немного превышающей энергию частиц в американском Тэватроне, и со спокойной душой ушел на рождественские каникулы.

С начала нового года продолжились тестовые запуски прибора с постепенным увеличением энергии пучков.

И, наконец, 22 марта протоны в БАК были разогнаны до первой рабочей энергии — 3,5 ТэВ, а на следующий день была официально анонсирована дата начала полноценного функционирования БАК — 30 марта.

Также было объявлено, что после запуска БАК будет накапливать данные 18–24 месяца с одним кратким перерывом, а затем будет остановлен на длительный ремонт, отладку и усовершенствование, чтобы продолжить работу на более высоких энергиях.

Сейчас до официального пуска коллайдера осталось менее суток. В 7.00 по среднеевропейскому времени (9.00 мск) CERN открывает свои двери для гостей, приглашенных присутствовать на пуске. Первые столкновения, в течение которых планируется в том числе прямое включение в Дубну, должны состояться около 12.00 мск. И хотя директор CERN Рольф Хойер предупреждает, что коллайдер — не машина, приводимая в движение поворотом ключа, и первых столкновений, возможно, придется ждать несколько часов или дней, мы все же будем надеяться на лучшее и готовиться праздновать рождение новой эры в физике и в международном научном сотрудничестве после полудня по московскому времени.

Поделиться:
Новости и материалы
Все новости
Найдена ошибка?
Закрыть