В Европейском Центре ядерных исследований рассчитывают получить максимум новой научной информации. На сегодня это самый большой в мире ускоритель элементарных частиц. Пучки заряженных частиц здесь будут разгоняться почти до скорости света, а затем сталки-ваться. Протонам предстоит столкнуться с невиданной доселе энергией — 14 тераэлектронвольт (1,4 · 1013 эВ).
Ученые надеются значительно продвинуться в понимании того, откуда появились материя и время. В Большом адронном коллайдере физики надеются с помощью сверхчувствительной аппаратуры зафиксировать, “поймать” так называемый бозон Хиггса — недостающий “кирпичик” теории элементарных частиц. По своему научному значению пуск коллайдера под Женевой некоторые ученые склонны считать событием, которое намного превосходит даже полет человека на Луну.
Но кое-кто высказывает опасение, что при столкновении частиц с такой энергией в ускорителе может образоваться “черная дыра”, которая и начнет всасывать все окружающее. Сообщается, что двое особо осторожных граждан США даже подали в суд на Европейскую организацию по ядерным исследованиям (СERN).
По мнению же представителей CERN, землянам ничего не угрожает. По их словам, миллиарды лет в природе происходят куда более мощные столкновения, чем предполагается в коллайдере, но никакого влияния на Землю они не оказывают.
И все же очень хотелось бы узнать: попадем мы в одну пятидесятимиллионную (вероятность рождения черной дыры, о чем пишут во многих СМИ) или нет. Мы попросили прокомментировать ситуацию академика РАН председателя комиссии РАН по борьбе со лженаукой Эдуарда Круглякова.
— Эдуард Павлович, во-первых, почему коллайдер именуется адронным?
— Те частицы, которые предполагается ускорять и сталкивать в Большом Адронном Коллайдере (БАК), — это протоны и тяжелые ионы различных элементов, ядра которых состоят из протонов и нейтронов, входят в класс частиц, называемых адронами.
— Насколько нам известно, установки Института ядерной физики как раз и работают на встречных пучках, и здесь, у нас, было сделано немало научных открытий?
— Да, это так, можно сказать даже больше: метод встречных пучков получил мировое признание именно благодаря работам нашего Института. В сегодняшних работах ИЯФ максимальные энергии, достигаемые во встречных пучках — 2 × 6 ГэВ (1 ГэВ — миллиард электронвольт). На БАКе же будет получено 2 × 7 ТэВ (1 ТэВ — триллион электронвольт) — в тысячу с небольшим раз больше!
Впрочем, с пуском БАКа эксперименты, проводимые в ИЯФ, отнюдь не потеряют своего значения. Поиск нового в физике элементарных частиц идет широким фронтом по всей шкале энергий, доступных физикам. Так что данные, получаемые на ускорительных комплексах ИЯФ, заведомо будут востребованы в физике элементарных частиц. Но, конечно, на эксперименты в ЦЕРНе на БАКе возлагаются особые надежды. В частности, здесь может быть открыт предсказанный теоретически бозон Хиггса (а может быть и бозоны Хиггса). Вы, конечно, слышали о том, что происходит в другой науке — космологии. Там открыты “темная энергия”, ответственная за ускоренный разлет нашей Вселенной, и “темная материя” — скрытая масса, о которой астрофизики не подозревали. По современным представлениям астрофизиков, темная материя должна состоять из стабильных (не распадающихся в течение десятка миллиардов лет) нейтральных, т. е. не имеющих заряда частиц, участвующих только в гравитационном и электрослабом взаимодействиях и имеющих массу покоя примерно в тысячу масс протона (M ~.1000mp = 1 ТэВ), притом медленных, имеющих небольшую кинетическую энергию. Если такие частицы будут обнаружены, мы сильно продвинемся в понимании устройства Вселенной и ее эволюции. Сегодня астрофизики в общих чертах представляют историю эволюции Вселенной. Однако здесь немало белых пятен. Большой Адронный Коллайдер в значительной мере приоткроет тайну первых мгновений существования нашей Вселенной после Большого Взрыва. Так что запуск БАКа — огромное событие для науки.
Хотел бы отметить, что ИЯФ выполнил довольно внушительный объем работ для Большого Адронного Коллайдера. Работы эти очень сложные, выполнявшиеся с высочайшими точностями. Не буду их перечислять. Остановлюсь только на одном примере. Для инжекции протонов в коллайдер потребовалось создать две магнито-вакуумных системы длиной около 5,5 километра каждая. Для них были изготовлены собственно вакуумные системы, большое количество электромагнитов каждый длиной 6 метров и весом несколько тонн, а также серия магнитных линз. Все это оборудование общим весом 4000 тонн, изготовленное в ИЯФе, строго по графику отправлялось трайлерами в Женеву в течение нескольких лет. Ну, а когда все оно было доставлено к месту назначения, сборку производили наши сотрудники. Так вот, когда инжекционные системы были смонтированы, в первом же импульсе инжек-ции пучок протонов был проведен сквозь всю длину системы без единой коррекции. Надо сказать, на сотрудников ЦЕРНа это произвело впечатление.
— Почему коллайдер расположили на глубине 100 метров?
— Потому что есть радиационная опасность. В непосредственной близости от коллайдера людям находиться нельзя. Система защиты существует на любых ускорителях, в том числе и у нас в ИЯФе. Коллайдер в ЦЕРНе рассчитан на очень высокие энергии, поэтому и система защиты предусмотрена соответствующая.
— Почему заговорили вдруг об опасности возникновения черных дыр?
— Ну, положим, самые квалифицированные физики мира, которые причастны к разработке проекта и планированию экспериментов, никогда ничего подобного не говорили.
Хотя БАК и является одним из самых грандиозных проектов человечества, а в своей области — самый амбициозный, все же до того, что может природа, ему далеко. Как уже упоминалось, БАК будет производить протоны с энергией 7 × 1012 эВ. Ученые, занимающиеся физикой космических лучей, обнаруживают огромное количество частиц, приходящих на Землю с неизмеримо большими энергиями. Самая большая энергия из зарегистрированных космических частиц оценена в 1020 эВ. А мы все еще живы и здоровы. Даже такие частицы, залетающие к нам из Космоса, никаких черных дыр не образуют.
Недавно я увидел фрагмент телепередачи о скандалах в шоу-бизнесе. Знаете, сколько стоит придуманный (!) соответствующими “специалистами” средней руки скандал, который на время приподнимет звезду над окружающими?
Пятьдесят тысяч евро. Об этом без тени стеснения говорил один из таких “специалистов”. Мне кажется, что история про черные дыры в БАКе — такого же сорта. Говорят, что эту историю раздули два американских физика. Это правда, но физика сегодня столь необъятна, что физики, мало кому известные в научном мире, к тому же весьма далекие от физики элементарных частиц, едва ли вправе обращаться в суд по столь серьезному поводу, не имея за душой доказательств, которые могли бы убедить экспертов. Боюсь, за этим обращением в суд нет ничего, кроме желания прославиться любой ценой. Ну, а когда СМИ начали раздувать эту историю, тут уж хоть стой, хоть падай. Оказывается, Нострадамус предсказал, что мир погибнет из-за этого коллайдера. По большому секрету скажу Вам, что анализ катренов Нострадамуса, предпринятый Национальной академией наук США несколько лет назад, показал, что никаких предсказаний в них не содержится. Но благодаря усилиям переводчиков этих катренов с языка на язык, они начали содержать в себе нечто, что можно истолковать при желании как пророчества.
— Можно ли заранее говорить о каких-либо положительных последствиях в целом для развития науки, техники и экономики подобного рода масштабных исследований?
— Фундаментальная наука не ставит и не должна ставить перед собой утилитарных задач. Но хорошо известно, что информационные технологии и Всемирная паутина возникли благодаря внутренним потребностям физики высоких энергий и ядерной физики. Следует напомнить, что современная мобильная связь, цифровая запись звука и изображения и т. д. и т. п. — все это тоже результаты развития фундаментальной науки. Явление сверхпроводимости используется пока в интересах науки, но уже начинает внедряться в энергетику.
Что касается Большого Адронного Коллайдера, то в данном случае мы имеем дело с уникальным научным экспериментом, последствия которого предугадать невозможно. Ясно, что это будет новое, очень нужное для науки знание, которое приблизит нас к самым сокровенным тайнам мироздания.
— Адронный коллайдер — вещь настолько дорогая, что его создание возможно только при международном сотрудничестве. Есть ли у сибирских ученых в запасе идеи или проекты подобного рода?
— Ну, столь крупные проекты — большая редкость. Сегодня можно назвать лишь один проект, сопоставимый с коллайде-ром. Это проект международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, строительство которого начато, наконец, в Кадараше (Франция). Проект был инициирован Советским Союзом в последние годы его существования. Четырехстороннее (Евросоюз, СССР — в дальнейшем Россия, США, Япония) соглашение было подписано в конце 80-х годов. Проектные работы велись до 2004 г. Наконец, в конце 2006 г. было подписано Межправительственное соглашение о строительстве ИТЭРа. К этому моменту число сторон-участниц проекта увеличилось до семи. К четырем упомянутым добавились Китай, Индия, Южная Корея.
Применительно к Сибирскому отделению лучше поставить вопрос иначе: есть ли у нас проекты национального масштаба, то, что принято называть Мегасайенс — крупномасштабные проекты? Есть, конечно.
Наука сегодня многообразна. Существует “настольная” наука. Она, несомненно, приносит пользу. Но если говорить о серьезных научных прорывах, они нередко связаны с крупными проектами. К примеру, в астрономии до сих пор используются оптические телескопы с диаметром 0,5–1 метр, но если вы хотите “пощупать” далекие туманности, узнать, какой была Вселенная 10 миллиардов лет назад (и не просто узнать, а исследовать), вам потребуются более крупные, десятиметровые телескопы. Если говорить о радиоастрономии, то там размеры радиотелескопов приближаются к километру. А дальше эти гиганты, разнесенные на несколько тысяч километров, объединяются в единый комплекс, что дает новые возможности в астрофизических исследованиях.