Степан Дуплий: «Цели, которые ставят ученые, работающие с Большим адронным коллайдером, фантастичны»

Апокалиптические настроения — вещь привычная. Сегодня паникеры опять бьют тревогу — в самом центре Европы ученые начали эксперимент, который, по мнению особо впечатлительных натур, угрожает самому существованию Земли.

Наш брат-журналист с удовольствием подливает масла в огонь: СМИ печатают «страшилки» о грядущем конце света, о том, что в результате запуска Большого адронного коллайдера (ЦЕРН, Женева) возникнет «черная дыра», которая поглотит мир.

Конечно, серьезные люди вряд ли поверят в подобную чушь. Что на самом деле представляет собой Большой адронный коллайдер (БАК), о целях эксперимента рассказывает Степан Дуплий — доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории ядерной физики ХНУ имени В. Н. Каразина, работающий в области физики элементарных частиц и суперсимметрии. На начальном этапе создания БАК (2000 год) Степан Дуплий входил в коллаборацию (сотрудничество) CMS — одного из детекторов коллайдера.

— Степан Анатольевич, расскажите популярно, что такое Большой адронный коллайдер?

— Спасибо, что не спросили про «андронный» коллайдер — почему-то многие журналисты называют его именно так. БАК — самый большой в мире ускоритель элементарных частиц. Коллайдер, если перевести это слово буквально — «сталкиватель», представляет собой кольцевую трубу, в которой два пучка элементарных частиц разгоняются в разных направлениях до скорости, близкой к скорости света, а затем сталкиваются между собой. Для удержания частиц на окружности в БАК установлено 9600 магнитов, из которых полторы тысячи — сверхпроводящие. Большим коллайдер назван из-за своих размеров — длина кольца составляет почти 27 км, а всего туннелей — 34 км. Кстати, термин «адрон» был предложен советским физиком Львом Окунем в 1967-м году.

В двух словах, Большой адронный коллайдер — это ускоритель, в котором будут сталкиваться адроны (в частности, протоны). В результате этих столкновений появится возможность изучать треки других, так называемых вторичных частиц с широким спектром энергий, что может дать неоценимый экспериментальный материал о структуре фундаментальных взаимодействий.

— Насколько опасны эксперименты на БАК? Говорят, что самое безобидное, что нас ожидает — это ядерная катастрофа.

— Ну, а самое «обидное» — то это конец света… Конечно, мне доводилось слышать и о возможности возникновения «черной дыры», которая поглотит Землю, и о взрывоопасности подобных экспериментов, и даже о судебных исках против ЦЕРНа. Истолковали даже Нострадамуса — в 944й Катрене сказано, что «все должны покинуть Женеву» и конечно, нашлись умники, которые подогнали это под предстоящие эксперименты на БАК. Все это досужие вымыслы. Во-первых, мощности коллайдера все равно не хватит, чтобы породить макроскопическую «черную дыру», способную что-то поглотить, во-вторых, эксперименты на ускорителях проводятся не первый день, и существует достаточно надежная система безопасности. И главное: космические лучи, ежесекундно бомбардирующие Землю, имеют энергию в десятки миллионов раз более высокую. И ничего — Земля до сих пор не взорвалась. По-видимому, конец света придется отложить. Хотя сам эксперимент несет в себе другую угрозу — все мы знаем, сколько научных открытий послужили толчком к созданию новых видов оружия. Так что хочется пожелать, чтобы именно в этом направлении эксперимент не удался.

— А в чем смысл подобных экспериментов?

— Если на время отвлечься от сугубо фундаментальных исследований, то самая материальная цель — получение новых источников энергии и открытие новых технологий.

— А если не отвлекаться от сугубо фундаментальных исследований?

— В планируемых экспериментах ученые надеются получить подтверждение некоторых существующих теорий, а именно: обнаружить гипотетический бозон Хиггса, отвечающий за массу элементарных частиц в Стандартной модели, обнаружить суперсимметрию (теорию, объединяющую все взаимодействия, предложенную харьковскими физиками Дмитрием Волковым и Владимиром Акуловым в 1972-м году) и ее проявления, например, суперпартнеры известных частиц. К слову, во время эксперимента физики надеются смоделировать в миниатюре Большой взрыв, который, по одной из гипотез, и является началом «сотворения мира», чтобы понять, как и когда изначально возникла Вселенная. Вообще, цели, которые ставят перед собой ученые, фантастичны: поиск темной материи, получение антивещества, моделирование Большого взрыва и даже создание машины времени… Но фундаментальная наука всегда опережает свое время.

— Ваша фамилия значится в списке ученых, входивших в сотрудничество, связанное с одним из детекторов коллайдера. А что такое детектор?

— Детектор – это огромное устройство (до 20 метров в диаметре и весом до десяти тысяч тонн), состоящее из сложнейшей аппаратуры для регистрации всех событий, происходящих при столкновении элементарных частиц. Всего в БАК шесть детекторов — CMS, ALICE, ATLAS, LHSb, TOTEM и LHSf. Названия детекторов представляют собой аббревиатуры, отражающие их параметры и предназначение. Например, детекторы общего назначения ATLAS и CMS предназначены для поиска бозонов Хиггса, темной материи и дополнительных размерностей пространства. В детекторе ALICE можно будет моделировать Большой взрыв и наблюдать новые состояния вещества (кварк-глюонная плазма), а на LHCb попытаются сгенерировать антиматерии и наблюдать beauty-кварки…

— Скажите откровенно. Вы, ученый, верите в успех эксперимента? Над термоядом бьются уже не один десяток лет, а воз и ныне там…

— Предсказать успех или провал я не берусь. Единственное, что могу предположить — многомиллиардные затраты на создание коллайдера даже в случае успеха вряд ли быстро окупятся, как надеются налогоплательщики, на деньги которых финансируются подобные проекты. Но фундаментальные научные исследования никогда не приносили скорой прибыли. Изучение электричества в свое время тоже казалось людям пустой забавой. Были свечи, дрова — тепло и светло, а ученые занимаются ерундой: эбонитовые палочки, провода, сложные уравнения… Сегодня коллайдер уже запущен, но пока «вхолостую». Сталкивать частицы в нем начнут уже в ближайшее время — «инаугурация» коллайдера намечена на 21 октября этого года. Будем наблюдать за ходом эксперимента — все это необыкновенно интересно, и возможности открываются колоссальные. Вообще, грандиозность предстоящего эксперимента меня, как ученого, просто восхищает. У меня даже нет слов, чтобы передать глобальность и фундаментальность задач, которые ставят перед собой ученые ЦЕРНа и всего мира, участвующие в проекте БАК. И очень жаль, что Украина в этом эксперименте хоть и представлена, но не в тех масштабах, на которые можно было бы рассчитывать, исходя из ее возможностей и способностей ее ученых.