Главная События и мнения Оценка составляющих жизни общества Мировоззрение / Наука / Образование Маленький Большой взрыв

Маленький Большой взрыв

Просмотров: 5376

07.05.2008 16:37

PDF | Печать |

В июле в Альпах начнется научный эксперимент, который может привести к появлению новой теории возникновения Вселенной

Выносим на сайт материал, напечатанный в газете «Газета» (от 9.04.08 г.) в дополнение к материалу «Суд не отпустит Землю в черную дыру», ранее опубликованному на нашем сайте.

Маленький Большой взрыв

 

В июле в Альпах начнется научный эксперимент, который может привести к появлению новой теории возникновения Вселенной

Этим летом в ходе самого крупного и дорогостоящего научного эксперимента должен состояться пуск сверхмощного ускорителя элементарных частиц — большого адронного коллайдера (БАК). Он находится в туннеле на глубине 100 м под Альпами, на территории Франции и Швейцарии. Протяжённость туннеля составляет почти 30 км, а высота сравнима с одиннадцатиэтажным домом. Ускоритель способен генерировать температуру выше 1 трлн. градусов по Цельсию. Это сооружение стоимостью в 4,4 млрд. британских фунтов (5,5 млрд. евро) должно помочь учёным понять происхождение Вселенной.

С помощью коллайдера, где на огромной скорости будут сталкиваться атомы, учёные попытаются воссоздать условия, которые существовали через доли секунды после Большого взрыва, который, как считает современная наука, лежал в основе зарождения Вселенной.

Корреспондент The Sunday Telegraph посетил тоннель с коллайдером вместе с Питером Хиггсом, профессором физики элементарных частиц Эдинбургского университета. Более 40 лет назад он создал гипотезу о существовании частички под названием бозе-частица Хиггса или хиггсовский бозон, и теперь в ходе эксперимента её существование может, наконец, быть доказано.

В выходные посетители могли видеть коллайдер в последний раз. В понедельник доступ к нему был закрыт, а техники начали последний этап подготовительных работ перед пуском, запланированным на июль. БАК должен помочь ответить на вопрос: из какой материи и энергии была создана Вселенная? Эксперимент может коренным образом поменять наше представление о мироздании.

Большинство экспертов полагают, что при взрывообразном столкновении частиц друг с другом они смогут получить некий базовый строительный материал, из которого состоит всё вокруг. Но есть и такие, кто опасается, что эксперимент закончится уничтожением планеты.

На прошлой неделе защитники природы на Гавайях подали иск, требуя от суда вынесения решения о временном замораживании проекта Европейского центра ядерных исследований (CERN) из опасений, что в результате пуска коллайдера будет образована черная дыра, в которую засосет всё живое на планете.

«Большой адронный коллайдер — всё равно что машина времени, которая вернет нас в эпоху Большого взрыва, воссоздав условия, которые существовали на тот момент. Мы увидим новые формы вещества, которые мы никогда не видели», — говорит профессор Фрэнк Клоуз, физик-ядерщик Оксфордского университета. «Мысль о том, что эксперимент может привести к концу света, просто смешна», — сказал он.

Поскольку БАК спрятан глубоко под землей, в месте, подходящем для какого-нибудь злодея Голливуда, существует множество теорий заговора, касающихся работ, проводимых на БАКе. Туннель достаточно большой, чтобы по нему мог пройти поезд, и такой длинный, что едва замечаешь его кольцеобразную форму. Чтобы войти в него, необходимо две минуты подниматься на лифте с ещё более низкого уровня. Стены и всё свободное покрытие заняты проводами, трубками, электроникой и металлическими панелями.

Элементарные частицы будут двигаться по спирали через несколько колец, в основании которых заложены мощные магниты для ускорения частиц до тех пор, пока они не разгонятся почти до скорости света. До столкновения с другой частицей каждая из них будет пробегать по 20-километровому кольцу 11245 раз за секунду. При столкновении частицы должны распадаться на составные части, высвобождая огромное количество энергии и осколков.

В ходе столкновений температура будет в 100 тысяч раз превышать температуру в центре Солнца. Учёные полагают, что этого будет достаточно, чтобы увидеть первичные частицы, которые существовали в моменты, следующие за рождением Вселенной.

Этот масштабный эксперимент будет ежегодно давать более 15 млн. гигабайт информации, что эквивалентно 21,4 млн. компакт-дисков. Учёным пришлось создать новую форму интернета, чтобы справиться с этим потоком.

Чтобы зафиксировать происходящее, по периметру кольца ускорителя размещены шесть отдельных детекторов. Среди частиц, которые они будут улавливать, есть и хиггсовские бозоны, базисное понятие современной физики. Предполагается, что они отвечают за появление массы, или веса, каждой частицы.

По предположению учёных, сразу после Большого взрыва у частиц вообще не было массы. Но по мере того, как понижалась температура, к ним «приклеивались» хиггсовские бозоны, делая их очень тяжелыми. Некоторые из частиц оказались более «липкими», и их вес по сравнению с другими частицами возрастал.

Массивный детектор, известный как ATLAS, будет одним из шести приборов, нацеленных на улавливание хиггсовских бозонов. По размерам превосходящий Кентерберийский собор и весящий больше, чем 100 самолетов Boeing 747 Dreamliner, многоцелевой детектор стал одной из важнейших составных частей БАКа.

Профессор Джонатан Баттерворт, физик Университетского колледжа в Лондоне, который участвует в эксперименте с проектом ATLAS вместе с командой британских ученых, сказал: «Если мы найдём хиггсовский бозон, это докажет истинность нашей так называемой «стандартной модели» физики элементарных частиц. Если нам не удастся найти его, значит, природа создала массу частиц каким-то иным способом, и это перевернет все наши научные представления».

Дважды прокатившись на лифте и проехав на автомобиле около 10 минут, мы попадаем на другой конец гигантского кольца БАКа. Это ещё одна часть эксперимента под названием ALICE. Его цель состоит в том, чтобы воссоздать состояние, через которое прошла первичная материя, — так называемую кварк-глюонную плазму. БАК может позволить совершить и более экзотичные открытия, например, создать анти-вещество, миниатюрные черные дыры и даже новые измерения пространства.

«При том уровне энергии, которую мы создадим, обычная материя не существует. Я ожидаю, что мы встретимся с абсолютно новыми явлениями и пересмотрим наше понимание физики, - говорит доктор Дэвид Иванс, физик из Бирмингемского университета, который работает над проектом ALICE. - Отвечать на новые вопросы, возможно, будет более интересно, чем просто доказывать теории, которые уже существуют».