Большой адронный коллайдер
Когда все наконец покинули меня, я запер дверь, выключил порядком надоевшую музыку, закрыл жалюзи на окнах и принялся изучать вопрос о Большом адронном коллайдере.
Когда не знаешь, с чего начать развитие темы, начни с самого начала, с первого слова, - один из добрых и самых лучших советов моего первого преподавателя журналистики. И я начал. Первейшее "начало" лежало, разумеется, в энциклопедиях. Информация там содержалась довольно общая, но пока мне и этого хватит. Я узнаю, куда копать дальше. "Первое слово", точнее, три слова здесь были "Большой адронный коллайдер". Что это такое?
Большой адронный коллайдер, он же БАК, он же Большой адронный ускоритель на встречных пучках - один из проектов огромного ускорителя частиц, с помощью которого будут проводиться эксперименты в области фундаментальной физики, связанные со сверхпроводимостью, сверхэнергиями и еще большим количеством различных "сверх". БАК построен под эгидой ЦЕРНа - Европейского совета по ядерным исследованиям - на границе Франции и Швейцарии, к востоку от Женевы, у подножия Юрских гор.
Фактически коллайдер - это большая труба, проложенная в специально вырытом тоннеле на глубине около сотни метров. В кольце длиной 27 километров, сделанном из этой трубы, мельчайшие частицы вещества будут разгоняться до скорости, близкой к скорости света, а затем будет изучаться энергия их столкновений. При этом в коллайдере, называемом некоторыми "атомодробилкой", частицы будут разбиваться буквально вдребезги, ведь скорость столкновения будет просто огромной.
На официальном веб-сайте самого ЦЕРНа сказано:
Все указывает на то, что при… огромных… энергиях порядка… терраэлектронвольт… речь идет о новой физике, и именно там скрываются ответы на некоторые самые фундаментальные вопросы нашего времени.
В результате ученые хотят понять, из чего на самом деле состоит материя, а следовательно, и вся Вселенная. И что такое гравитация. И как образовался весь наш мир. Не только планета Земля, а вся Вселенная. А кто же, собственно говоря, не хочет этого понять?
Строился Большой адронный коллайдер с 2000 года и к 2008 году был наконец построен. Тестирование его назначено на самое ближайшее время - осень этого года. Основной запуск - не позднее середины 2009 года.
Что ж, эксперимент более чем нескромный, но, судя по всему, для науки необходимый. Не всем же, как Эйнштейну, дано делать грандиозные открытия и доказывать важнейшие теории, сидя у себя в кабинете с карандашом и листком бумаги. Надо и практиковаться.
В строительстве Большого адронного коллайдера и в работе ЦЕРНа сегодня принимают участие два десятка стран: не только государства Западной Европы, но еще и Япония, Китай, США и Россия. Поэтому - да и не только, видимо, поэтому - никто не держит в секрете такое масштабное предприятие. А раз что-то не держится в секрете, значит, об этом обязательно есть "общественное мнение". Его можно узнать только у тех, кто его создает, то есть у самой общественности. Не у ученых-физиков или инженеров, а у менеджеров и продавщиц косметики. Ну и у прессы, разумеется, куда же без нее, родимой… А значит, надо идти в Интернет - огромный информационный ресурс, но и такую же огромную выгребную яму общества. Ведь общественное мнение - к сожалению или к счастью - порой гораздо важнее, чем факты. Впрочем, хватит ходить вокруг да около. То, что я прочитал в Сети, меня изрядно повеселило. Правда, в первый момент.
Исчадие Армагеддона
"Если верить паникерам, - думал я, роясь в новостных порталах, - жить всем нам и в самом деле осталось даже меньше года". А паника в Интернете творилась действительно повсеместная. Особенно отличились, конечно, форумы и книги комментариев к сайтам желтой прессы, религиозные и развлекательные ресурсы. После всего, что я прочел в Сети, Шарль Марше со своей древней фреской и предсказаниями о гигантской змее с черной головой казался лишь немного взволнованным пожилым профессором.
Не могу не привести одну чрезвычайно "вдохновляющую" цитату. Да простит меня автор за то, что я опустил электронные ссылки. Тем более что я нашел это послание на различных сайтах как минимум на двух разных языках, подписанное различными именами. Оно и понятно - под своим настоящим именем в Сети уже мало кто пишет. Послание было чрезвычайно громогласным, причем больше половины слов были напи-сань1 разноцветными крупными буквами, которые я здесь опускаю:
Прошу, ПОЖАЛУЙСТА, прочтите. Задумайтесь о вероятности зарождения и гибели разума. Вероятность образования лишь одной молекулы ДНК на Земле невообразимо ничтожна, это одна на 110… 0… О - там восемьсот (!) нулей, добавьте вероятность зарождения Разума. Вы только представьте, сколь мы, люди, уникальны во Вселенной! Возникновение Человечества это беспрецедентный случай. А значит, даже ничтожнейший риск возможен. Проект ЦЕРНа допускает неведомые последствия опытов. Любая непредсказуемость допускает негативный риск, поэтому запрещается ставить эксперименты над людьми. Известны факты риска собственной жизнью во имя Науки, но никакой риск жизнью Землян недопустим! Однако вопреки научной этике, усыпив срвесть уходом от оценки рисков Большого адронного коллайдера, ЦЕРН из прихоти рискует всеми нами. Вы видели фото БАК? Нам внушают: сей монстр не опасен, выпятив данные одинокого протона. При этом ЦЕРН цинично отождедтвляет единицы частиц космического фона со скопищами сотен миллиардов протонов БАК в ничтожном пространстве. Чтобы сжать упертые одноименные заряды и принудить ко встрече, ЦЕРНу нужны жуткие потуги: полчища в сотни миллиардов протонов огромным усилием сдавят тоньше волоса и с чудовищной энергией в сто килограммов тротила разгонят до скорости света, чтобы затем экспрессы сгустков протонов шарахать лбами. Все последствия их теориям неведомы в этой клоаке хватит пищи разверзнуться как черной дыре, так и иной ужасной мерзости. Но ЦЕРНу бешеных протонов мало. Пронесет с протонами, проведут и более зловещие опыты с ионами тяжелых атомов. Это безумие, ЦЕРН из любопытства хочет испытать на нас Большой взрыв, лицемерно увещевая всех об абсолютной безопасности БАК. В общем, все мы пассажиры-заложники смертельного коллайдера и без средств спасения. Гаранты безопасности Землян - это опьяненные возможностями коллайдера горе-ученые, готовые на все ради оголтелого познания и Нобелевской премии. Их беспечность и безразличие к Мирянам обусловили трагедию Хиросимы и Нагасаки, Чернобыля. Люди! Очнитесь! Пока еще не поздно, ПРОТЕСТУЙТЕ! Остановим Большой адронный коллайдер - исчадие Армагеддона Человечества. Во имя жизни на Земле и судьбы будущих поколений людей.
Змея с черной головой оказалась одним из наименее диких образов. Я написал электронное письмо своему школьному приятелю, Максу Эндгеру, который преподает физику в Мюнхене и с детских лет славится весьма трезвым взглядом на вещи и уравновешенным характером. Мы не виделись с Максом лет пять. Я поинтересовался его мнением о Большом адронном коллайдере. Спустя пару часов Макс позвонил мне на мобильный и сообщил, что он сейчас как раз преподает по обмену в колледже под Парижем и живет в общежитии там же.
Я погрузился в "мерс" и отправился на встречу с Максом. Я очень надеялся, что мы будем не только шутить о славных школьных временах, а еще и поговорим о коллайдере. Но, к моему удивлению, Макс оказался очень серьезен и с порога взял быка за рога.
- Этьен, зачем тебе понадобилась эта штуковина? - ~ спросил Макс, почти не поздоровавшись, хотя мы не виделись черт знает сколько времени. Мог бы спросить о том, как я поживаю, - тоже мне, школьный друг называется.
- Какая такая штуковина? - удивился я, прекрасно понимая, к чему он клонит.
- Большой адронный коллайдер, - раздраженно ответил мой приятель.
Не очень понимая такую реакцию обычно флегматичного Макса, я вкратце поведал ему о "Братьях Магдалины" и об их просьбе. Макс пришел в настоящую ярость.
- Надоели, - бегая из угла в угол по своей комнате, рвал и метал он. - Надоели! Еще одни деятели! Сектанты, религиозные фанатики, сумасшедшие старухи, вздорные недоучки, недоделанные физики, адвокаты, суды, парикмахерши, которым не о чем почесать языком, прыщавые подростки, подвисающие на всех сайтах подряд, скучающие менеджеры и офисные секретарши! Ну, кто еще будет высказывать свое бесценное мнение об этом разнесчастном коллайдере?! Надоели! Не дают спокойно работать! Конец света у них, видите ли, настанет! Черная дыра уничтожит половину Европы, и им негде будет просиживать в офисах по восемь часов в день без дела! Туннель в параллельный мир у них откроется! Оттуда пролезут инопланетяне и начнут войну миров! Нет, что я говорю! Мир вообще весь разлетится вдребезги. Жизнь начнется сначала, раз эта чем-то кому-то не угодила! Ну, какая еще версия на этот раз?! И ты, Брут, вместе с ними?!
Ярость моего друга была настолько неподдельной, что я и впрямь почувствовал себя в чем-то виноватым. Немного унявшись, Макс рассказал, что он работает в группе немецких физиков по проекту Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе и что именно он отвечает за связи с общественностью в своей группе.
- Ты представляешь? - возмущался Макс, сверкая стеклами своих очков. - Они звонят, пишут и даже приходят. Они просят, умоляют, угрожают, требуют остановить, взорвать, уничтожить коллайдер. Они знать не знали о тех коллайдерах, которые работали до этого. И совершенно не беспокоились. А теперь они разволновались. Потому что он, видите ли, самый большой. Я иногда думаю, что кто-то поднял эту панику намеренно. Это все ваши СМИ виноваты! Невозможно нормально работать! Никто не хочет никаких знаний! Наука никому не нужна! Всем, видите ли, страшно. Как дикарям в каменном веке во время грозы! Только тут даже молния в голову не ударит! Нет, я точно уверен, что это сделано намеренно. Для того, чтобы уже никто не воспринимал науку всерьез! Или чтобы заработать денег на статьях или продаже футболок с надписью: "Спаси мир от коллайдера!" Уж не знаю для чего еще. Все они… их нужно оштрафовать, запретить панику! Причем оштрафовать нужно не газеты и сайты, которые размещают эту информацию, а тех, кто ее заказывает! Ведь кто-то ее начал?!
Людей с неустойчивой психикой ведь очень много, - вещал Макс как заправский психиатр. - Психические расстройства возникают по поводу и без. Боятся метро, собак, клоунов, зеркал, ведьм, сглаза. То, чего мы боимся, зависит от всей нашей жизни, от типа личности, а также жизненного опыта. Современная психиатрия довольно успешно справляется с этими болезнями. Две трети населения ходит к врачам по этому поводу! И тем, у кого развилась "кол-лайдерофобия", тоже пора прямиком к психотерапевту. Либо, если они еще не безнадежны, в библиотеку - читать книги по физике, чтобы понять, что здесь к чему, и не распространять безграмотный бред!
Что рассказал Макс Эндгер
- О научных исследованиях, да и каком-то научном явлении вообще, - продолжил Макс, когда мы уже сидели в кафе, - очень редко так много говорят. По крайней мере, об исследованиях вне космоса. Ну, с одной стороны, это вроде бы и неплохо. Население всей планеты знает о том, что существует Большой адронный коллайдер, когда он будет запущен, как он работает - хотя бы в общих чертах. Если бы этой шумихи не было, думаю, мало кто бы заметил этот эксперимент, как не замечали и предыдущие коллайдеры. Изначально целью работы ЦЕРНа ставилось создание абсолютно открытой организации, которая в противовес прикладным разработкам по созданию атомного оружия занималась бы только фундаментальными исследованиями строения вещества и происхождения Вселенной. Адронный коллайдер - это не ядерная физика в целом, это ее отдельная отрасль - физика элементарных частиц. По-другому - физика высоких энергий. Этот Большой адронный коллайдер, ускоритель заряженных частиц, отличается от предыдущих тем, что его энергия во много раз больше энергии предыдущих установок. И в этом его величайший успех - ведь чем больше энергия, тем на более мелкие части мы сможем раздробить вещество, тем глубже сможем проникнуть в материю и изучить ее мельчайшее строение.
О предыдущих коллайдерах я ничего не знал, и поэтому Макс рассказал мне о них.
На самом деле - и это было для меня, неуча, полной неожиданностью - Большой адронный коллайдер вовсе не является первым подобным экспериментом. Как уже говорилось, строительство БАК осуществляется под эгидой ЦЕРНа, а начало этому было положено сразу после Второй мировой войны. Пройдясь в основном по Европе, война помимо огромных бед и несчастий помешала развитию в ней фундаментальных наук, в том числе и физики. В то же самое время в США, державе, не слишком-то пострадавшей в сороковые годы, наука и та ее часть, что нас интересует в основном, - физика - получили изрядное развитие. В частности, в то время в Соединенных Штатах как раз и началось строительство крупных ускорителей частиц. Как известно, к 1945 году Штаты уже обзавелись атомной бомбой, которую они не преминули испытать, что называется, "в полях" - и не только ради науки, но и в назидание всем остальным. Думаю, именно этот факт, а также ядерные разработки в СССР привели к тому, что Европа на этот счет опомнилась довольно быстро. Похвально то, что, несмотря на авторитет отдельных европейских стран в развитии физики, ни одна из них не стала "тянуть одеяло на себя". При нависшей над головой угрозе всем хватило разума спасать эту самую голову вместе, не делясь на "себя" и "соседа".
Итак, в 1950 году совет ЮНЕСКО выпустил постановление-рекомендацию о создании общеевропейской организации по научным исследованиям. Спустя три года на свет появился ЦЕРН.
Это детище общеевропейской дружбы и научной солидарности занималось, разумеется, не только ускорителями частиц. Но ускорители - это один из самых известных его проектов. В 1971 году был запущен протонный коллайдер, а десять лет спустя - протонно-антипротонный суперсинхротрон. Изучали в этих устройствах с трудно выговариваемыми названиями электромагнитные и гравитационные взаимодействия.
В середине девяностых годов прошлого века с помощью одного из очередных коллайдеров удалось открыть совершенно новую область в науке. Однако, что интересно, еще тогда тот электронно-позитронный коллайдер строили с большим запасом мощности - в расчете на БАК. С 2000 года предыдущий коллайдер отключили, и вся его инфраструктура была задействована в строительстве БАКа. Ожидалось, что его запуск будет произведен в 2005 году, затем - летом 2008 года. По последним данным, пробный, "маленький" запуск планировалось осуществить буквально на днях, в этом августе.
Слово "адронный" в переводе с греческого означает "твердый, прочный". "Большим", он, собственно, называется из-за размеров. "Коллайдер" происходит от английского слова "столкновение". Пучки частиц ускоряются при помощи специального оборудования, посылаются в противоположных направлениях и сталкиваются. Характер и обстоятельства столкновения фиксируются специальными датчиками. БАК ведь очень просто устроен, а исследования, которые он позволяет проводить, очень важны для науки.
- В принципе, тревоги и опасения людей, не связанных с физикой, понятны, - согласился Эндгер. - Им неизвестны обстоятельства и различия между макромиром космоса и микромиром, создаваемым в лабораториях. Это разные вещи, хотя и взаимосвязанные. И все протесты проистекают из незнания.
- Вовсе не факт, кстати, - продолжал Макс, - что черная дыра может образоваться в результате опыта в коллайдере. Разговоры о возможности появления черной дыры - это лишь результат решения неких теоретических уравнений. Эти решения были предложены математиками и физиками. Но ведь существует множество вариантов, большая часть которых не имеет ничего общего с тем, как на самом деле поведут себя частицы. Могут ли вообще появиться черные дыры в коллайдере или нет, еще предстоит установить.
Макс объяснял мне все происходящее очень образно и доходчиво. Чувствовалось, что он защищает коллайдер далеко не в первый раз.
- Каждый протон, - говорил он, - будет совершать по туннелю чуть больше одиннадцати кругов в секунду, обладая той же кинетической энергией, что и авианосец, двигающийся со скоростью одиннадцать узлов. В коллайдере создан вакуум, аналогичный космическому. Мощности же охладителей, которые работают на ВАКе, достаточно, чтобы охлаждать полторы сотни тысяч набитых доверху холодильников, поддерживая в них температуру чуть выше абсолютного нуля! Чтобы предотвратить какие-либо утечки энергии или материи, в коллайдере закрываются мельчайшие отверстия - меньше одной десятитысячной острия маленькой иголки. Коллайдер - чрезвычайно точный и совершенный прибор. Я много дней думал обо всем этом, когда начал давать объяснения о коллайдере всем этим… правдоборцам. Я должен был сам убедиться в том, что коллайдер безопасен. И я верю в то, что он безопасен. И необходим для науки.
Мы распрощались с Максом лишь к полуночи. Мы почти не обсуждали наши школьные времена, Макс говорил лишь о теоретической физике, о далеких галактиках и зарождении нашей Вселенной. Я не буду это пересказывать. Любой читатель сможет найти эту информацию в какой-нибудь популярной энциклопедии по астрономии и физике. Макс верил, что "коллайдер откроет людям путь к звездам". И я, по правде говоря, даже немного завидовал его вере.
На обратном пути в Париж я обдумывал то, что сказал Эндгер. И, несмотря на все мое желание найти какие-то противоречия или загадки, мне это не удавалось. Довольно обычный для двадцать первого века научный проект, пусть и большой. Полет человека в космос тоже был большим экспериментом, хоть и не всеобщим. Не те времена были, не те… Что до коллайдера, то он финансируется мировыми государствами-лидерами, заинтересованными в том, чтобы не отстать от других. Контролируется ООН, что вполне очевидно. Что ж, фундаментальная наука - двигатель прогресса. Хоть это и звучит немного двусмысленно, если вспомнить, для чего в первую очередь применили ядерные технологии…
Оставался открытым только один вопрос: кто и, самое главное, зачем создал такую шумиху вокруг Большого адронного коллайдера? Откровенно говоря, я был согласен с Максом в том, что все эти слухи появились не сами собой. Как журналист с более чем десятилетним стажем, могу точно заверить вас: если слухи образуются, значит, это кому-то зачем-то нужно. Просто так не бывает ничего. Как не бывает дыма без огня.