Слухи и правда о Большом адронном коллайдере

Неделю назад в швейцарских подземельях запустили Большой адронный коллайдер (LHC). Трудно припомнить, когда в последний раз о научных опытах во всех мировых СМИ говорилось с таким самозабвением. Реляции о запуске LHC далеко затмили прочие новости - падение бирж, политические распри, гламурную жизнь полусвета. При том что мало кто из 6 миллиардов населения планеты Земля понимает, что происходит в чреве огромного и загадочного коллайдера, он без видимых усилий и ускорений стал мировым рекордсменом по числу скандальных домыслов и фантастических предположений поистине вселенского размаха - от конца света, появления многоголовых мутантов до создания неведомого супероружия. "Известия" не смогли удержаться от соблазна окунуться в море этих гипотез.

Коллайдер стал настолько популярным, что моментально породил новую серию анекдотов: "У физиков есть традиция - один раз в 14 миллиардов лет собираться и запускать коллайдер". Интересна этимология термина "Большой адронный коллайдер". Первое слово понятно всем. Последнее - многим, идет от английского collide (сталкиваться). Ключевой термин происходит от класса элементарных частиц адронов, к которым относятся самые тяжелые и известные даже школьнику протоны и нейтроны. "Адрон" - от греческого "сильный, прочный". Итальянского певца Адриано Челентано в некотором роде можно считать родственником Большого адронного коллайдера. Из наших - Андрон Кончаловский и Андрей Фурсенко. Это, ясное дело, шутка, но все ниже следующее - на полном серьезе.

Как "отбить" зарытые миллиарды

Когда Фарадей показывал свои электрические опыты, премьер-министр Гладстон брезгливо спросил: "Какая от этого польза?" В числе приборов был первый генератор. Ответ Фарадея стал классическим: "Вы будете получать от электричества налоги". Еще более характерно, что имя Фарадея сейчас известно каждому школьнику, а гремевшее по миру имя британского премьера памятно лишь узкому кругу историков.

На Большой адронный коллайдер потрачено 10 млрд евро. Большие деньги. Примерно столько стоит Международная космическая станция, но космос ублажает гордыню человека. Зачем тратить прорву денег на микрочастицы? Возникает подозрение, что расходы неспроста, но об их истинной цели коварные европейские министры публике не говорят. Первое, что приходит в голову, - супероружие.

Надо признать: какие бы пацифисты ни работали в Женеве, нельзя исключить того, что открытия, сделанные на коллайдере, будут использованы военными. Генералы, как показывает история, просыпаются первыми и быстро используют достижения науки. Когда Резерфорд и Кюри ставили опыты по радиоактивности, они даже отдаленно не предполагали, что скоро появится ядерное оружие страшной разрушительной силы. Но виноваты в этом все-таки не физики, а политики. Впрочем, есть версия, что именно ядерное оружие сделало неприемлемыми крупные военные конфликты. А физикам надо выразить благодарность за атомные станции, которые позволяют пережить энергетический кризис. Коллайдер, без сомнения, когда-нибудь тоже приложит руку к решению энергетической проблемы.

Практическая польза от фундаментальной науки в Европейской лаборатории ядерных исследований (ЦЕРН), где сделан коллайдер, достигнута неимоверная. Именно в ЦЕРНе появился интернет, без которого жизнь сегодня немыслима, как без кондиционера или теплого туалета. Для расчетов на LHC будет использован модернизированный интернет - ГРИД, когда в одной сети работают тысячи компьютеров по всему миру. Человеку надо лишь дать согласие, и компьютер по ночам будет не простаивать, а в огромном компьютерном стаде заниматься общественно полезным трудом. Сеть ГРИД окажется несравненно мощнее любого суперкомпьютера современности. Перспективы новой Сети невообразимы.

До коллайдера предыдущей сенсационной темой были нанотехнологии, которые обещают миру невиданный технологический рывок и принципиально новое качество жизни. Нанотехнологии выросли из квантовой физики, но когда всего сто лет назад Макс Планк любопытства ради рассчитывал квантовые эксперименты, его тоже могли хватать за фалды - зачем, дескать, на пустое отвлекаешься?

Наш путь к новой Атлантиде

Самые большие опасения связаны с "черной дырой", которая может возникнуть в чреве коллайдера. Сначала в "черную дыру", рожденную коллайдером, провалится Женева, потом Земля, Солнце - и вся Вселенная. Жуть, конец света! Во Вселенной открыты сотни "черных дыр", которые бесследно пожирают все небесные объекты, оказавшиеся окрест. "Черная дыра" - самый страшный объект мироздания, она хуже любого хищника, ибо в принципе невидима, поскольку не выпускает из себя даже свет. Одна отрада - для их зверского аппетита дистанция до Земли слишком велика.

Но впервые "черная дыра" может оказаться рукотворной. Ученые не могут исключить того, что LHC станет фабрикой по производству "черных дыр". Руководители LHC разъясняют: их дыры будут маленькие, меньше атомного ядра, энергия мизерная, биллиардные шары лупят друг по другу в миллиард раз сильнее. К тому же по теории знаменитого Хокинга микроскопические "черные дыры" должны сразу рассасываться - они излучают энергию быстрее, чем всасывают материю.

Это приятно, но это не вся правда. Потому что есть теории, по которым маленькие и поначалу безвредные дыры-вегетарианцы приобретают электрический заряд и начинают притягивать заряженные частицы, нарастая жиром. По этому сценарию "черная дыра" возникнет внутри коллайдера и будет медленно и незаметно, как глисты в кишечнике, расти и размножаться.

Мало того, "черная дыра" может ускользнуть из коллайдера внутрь Земли и полностью уйдет из поля зрения. Есть научные публикации, которые предрекают, что при некоторых условиях время поглощения подобной "черной дырой" нашей матушки-Земли составит 27 лет. Это не очень большой срок.

Но 27 лет - это еще цветочки. Пожирание Земли будет сопровождаться излучением, которое выразится в извержениях вулканов и диких землетрясениях. Все произойдет скорее, чем за 27 лет. Условие для Апокалипсиса только одно - Вселенная должна иметь еще одно скрытое измерение. Но одна из задач адронного коллайдера - поиск дополнительных измерений. Не исключено появление "кротовых нор" в другие измерения, где можно двигаться против времени. Может статься, мы из лучших побуждений сами себе яму роем.

Еще один аргумент по части безопасности состоит в том, что космические лучи, которые бомбардируют Землю много миллионов лет, имеют энергию неизмеримо более высокую, чем пучки протонов в коллайдере. И никакой "черной дыры" в атмосфере не возникло. Но эта оптимистичная логика разрушается самими вдохновителями LHC, которые с гордостью говорят, что впервые в истории науки проводится эксперимент, результаты которого непредсказуемы в принципе. То бишь нельзя с точностью быть уверенным в том, что процессы, которые будут происходить в коллайдере, являются копией тех процессов, которые происходят в космическом пространстве.

В августе Европейский суд по правам человека в Страсбурге отклонил жалобу ученых во главе со специалистом в теории хаоса, профессором Росслером, которые опасаются светопреставления. Столь же безуспешной была попытка обратиться в суд жителя американского штата Гавайи эколога Вальтера Вагнера. В России таких попыток не было, мы ограничились анекдотами про коллайдер и конец света.

Громадное большинство авторитетных ученых называют эти опасения полной блажью, а "черные дыры" - досужей абстракцией. Встреча комаров производит энергии столько же, сколько столкновение протонов в коллайдере. Природа провела миллиард полных 10-летних программ исследований на коллайдере. И никаких трагедий - все к лучшему в этом лучшем из миров.

Специалисты по теории катастроф пользуются понятием вероятности события. Исходя из астрофизических данных, оценка получить катастрофу на коллайдере составляет 1 к 50 миллионам, то есть 120 человек. Для сравнения, при строительстве атомных станций допустимое число жертв - 0,00001 человека в год.

Можно вспомнить, что при создании атомной бомбы были проведены предварительные расчеты о том, что ядерный взрыв не породит цепной реакции в атмосфере. Перед запуском коллайдера подобные расчеты не проводились.

Русское магнитное поле

В создании LHC участвовали 700 российских ученых из 12 институтов. Сейчас в ЦЕРНе работают 200 наших физиков. При создании коллайдера российские предприятия выполнили заказов на $120 млн. Роль России единодушно отмечают все руководители проекта. Кстати, впервые идею подобного коллайдера, где сталкиваются встречные пучки, высказал знаменитый советский физик Герш Будкер, именем которого назван институт в Новосибирске. Первый в мире коллайдер с энергией в десятки гигаэлектронвольт, созданный Будкером, до сих пор работает в его институте. В 1967 году в Протвине на Оке был построен самый мощный в мире линейный ускоритель элементарных частиц, а в 1980-х годах там же строился самый мощный в мире коллайдер с энергией столкновения пучков 6 тераэлектронвольт. Если бы этот проект был доведен до конца, LHC в Женеве с энергией 14 тераэлектронвольт стал бы не нужен. Но перестройка и экономическая разруха подложили свинью уникальному научному проекту, отбросив российских ученых на вторые, хотя и почетные роли.

По мнению российских физиков, следующим и еще более крупным ускорителем должен стать Международный линейный коллайдер ILC. На его размещение претендует Объединенный институт ядерных исследований в Дубне. Уже создан международный комитет по подготовке к новому проекту. Его представители побывали в Дубне на Волге, обследовали предполагаемые места строительства и пришли, так кажется нашим физикам, к выводу, что лучшего места не сыскать.

И последнее. До запуска LHC самый крупный коллайдер работал в США под Чикаго - его энергия всего в 7 раз меньше. Злые языки связывают глубокий финансовый кризис в США с последствиями подрывной работы американского коллайдера. Кто знает, может, деньги из ипотеки утекли в "черную дыру" под Чикаго? Впрочем, это конечно же инсинуации и злопыхательство. Но как на самом деле, никто не знает. В этом главная прелесть науки.

Зачем людям коллайдер

Перечень фундаментальных вопросов мироздания, на которые призван ответить LHC, внушителен. 14 миллиардов лет назад в момент рождения Вселенной при Большом взрыве материя и антиматерия возникли в равных количествах. Почему сегодня мы наблюдаем исключительно материю и куда испарилась антиматерия? Сегодня мы можем ощутить лишь 4% материи Вселенной. Из чего состоит темная материя, которая составляет 25% общей массы Вселенной и которая отсутствует в земных условиях? Есть ли кроме трех пространственных и одного временного, другие измерения? Можно ли увидеть скрытые измерения и войти в новое пространство? Почему привычные нам частицы, из которых состоит Солнце, Земля и мы сами, обладают массой? Можно ли найти неуловимую элементарную частицу бозон Хиггса, которая создала массу Вселенной и предсказана в теории?

Сергей Лесков