Наверное, ни одно сооружение, исключая, возможно, атомные станции, не вызывало столько бурных споров и сомнений уже на стадии проектировки. Согласитесь, для большинства даже слово “коллайдер” (от английского collide — “сталкиваться”) звучит полнейшей тарабарщиной. А когда ученые мужи “в свойственной им манере” решили упростить суть дела и сказали, что всего лишь пытаются найти “частицу Бога”, тут-то и началась настоящая паника. Оживились все, начиная от религиозных фанатиков, которые предрекали конец света, до обывателей. Самая популярная шутка того времени: “У физиков есть традиция — каждые 13,7 миллиарда лет они собираются вместе и строят Большой адронный коллайдер”.
Однако этот прибор не является принципиально новым изобретением. Идея была разработана еще в 1946 году норвежским физиком Рольфом Видероэ, а первый ускоритель построили в 1965-м. Сегодня такие приборы используются в разных странах для изучения свойств элементарных частиц. Просто 26-километровый БАК очень большой. И то, что он размещен под землей на 100-метровой глубине, объясняется не повышенной опасностью или суперсекретностью (хотя экскурсии туда не водят), а тем, что именно на такой глубине расположено твердое базальтовое плато, которое отлично глушит вибрацию.
Кое-как успокоив общественность, начали работу. Хотя даже меланхоличные швейцарцы порой опасливо поглядывали в сторону Женевы (рядом с ней находится БАК) — а вдруг все-таки бабахнет?.. Наконец 4 июля 2012 года таинственный бозон был обнаружен. Новость облетела все мировые СМИ и сопровождалась малопонятными комментариями вроде “частица Бога открыта” и “фундаментальной физике пришел конец”. Благо небо на землю не упало, и Земля с орбиты не сошла. Но попробуем все же разобраться: что такое бозон Хиггса и почему его открытие так вдохновило ученых?
В 1964 году 35-летний английский физик-теоретик Питер Хиггс опубликовал научную работу, в которой рассматривал, каким образом, по его мнению, во Вселенной образовалось такое свойство, как масса. Короче говоря, почему и мы, и окружающие нас предметы существуем не как привидения, а имеем вес.
Согласно теории Хиггса, масса появилась благодаря бозону — микрочастице, размеры которой гораздо меньше элементарных частиц. Бозоны и создают вес, как бы “приклеиваясь” к невесомым электронам и кваркам. В итоге, так сказать, выпадает “твердый осадок” — атомы, из которых состоит вся материя, включая нас с вами. Причем, как считал Хиггс, бозоны могут образовываться только в определенных условиях. Например, в нашем случае они возникли при Большом взрыве около 14 миллиардов лет назад. Все атомы, из которых состоит наша Вселенная (и мы с вами), именно такого возраста. Фактически каждый из нас — своеобразный конструктор из вторсырья. А Хиггс считал, что теоретически возможно смоделировать условия седой древности и получить новый свеженький бозон, разгоняя и сталкивая частицы на огромных скоростях. Что и удалось сделать.
Возникает справедливый вопрос: какая от этого человечеству польза? Пока вроде бы никакой, ведь речь идет о вопросах не практической, а фундаментальной науки. Но вспомните открытия величайших ученых прошлого — Фарадея и его исследования электромагнитного поля, Максвелла с теорией электромагнитных взаимодействий. Вряд ли они могли предположить, что в будущем их работы лягут в основу множества привычных электроприборов вроде компьютеров и мобильных телефонов. Так что открытие бозона Хиггса — один из ключей к тайнам устройства Вселенной, новый путь, который будет исследоваться в ближайшие 100 лет.
Знаменитый британский физик Стивен Хокинг (кстати, один из наиболее влиятельных физиков-теоретиков нашего времени) в эксперимент с Большим адронным коллайдером не верил. И даже заключил пари на 100 долларов, что бозон Хиггса обнаружить не получится. В итоге потерпел сокрушительное поражение. Теперь ученый утверждает, что появление нестабильного искусственно созданного бозона может привести ни много ни мало к нарушению равновесия во Вселенной
Казалось бы, где Беларусь, а где Швейцария. Тем не менее наши физики принимают активное участие во всех экспериментах на Большом адронном коллайдере. Не говоря уже о том, что многие его приборы были спроектированы и сделаны белорусами. Есть практическая польза и для молодых ученых — в последние годы 5 наших студентов принимали участие в летних школах Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН), к главным объектам которого относится БАК. В ближайшее время ожидается старт очередного трехгодичного этапа, в котором примут участие специалисты Национальной академии наук и БГУ. В Национальном научно-учебном центре физики частиц и высоких энергий пояснили, что работы будут вестись как непосредственно на коллайдере, так и дистанционно.
— Как члены коллабораций ATLAS и CMS мы имеем обязательства отработать порядка 60 условных смен на центральном посту управления, — добавил старший научный сотрудник лаборатории физики фундаментальных взаимодействий Владимир Мосолов. — Кроме того, будем выполнять работы по обслуживанию (анализ текущего состояния и поддержка работоспособности) различных частей установки. Тех, например, в разработке и постройке которых мы принимали участие: торцевых электронного и адронного калориметров, мюонных стриповых камер. Эти работы делаются как в ЦЕРНе, так и дистанционно, поскольку данные о состоянии экспериментальных установок и самого ускорителя доступны в интернете. Важно еще раз подчеркнуть, что БАК и эксперименты на нем являются и еще долгие годы будут оставаться уникальными — единственным в мире источником подобной информации, опыта и технологий, чем и объясняется факт участия в этом проекте практически всех стран.
Основная цель нового этапа исследований — дальнейшее изучение свойств бозона Хиггса. Также международная команда ученых займется проверкой современных теорий, касающихся такой загадочной и пока что гипотетической субстанции, как темная материя. Похоже, нас ждут очередные сенсации. А там и до создания запасной Земли недалеко — не надо будет на Марс переселяться.
ЛЮБОПЫТНО
С темной стороны на светлую
Впервые “частицей Бога” (God Particle) бозон Хиггса назвал в 1993 году известный американский физик, лауреат Нобелевской премии Леон Ледерман. Его книга вышла под таким названием: “Частица Бога: если Вселенная это ответ, то каков же вопрос?”. На самом деле Ледерман назвал бозон Хиггса “проклятой частицей” (Goddamn Particle), имея в виду безуспешные его поиски. Редактору издательства это не понравилось. Он убрал damn (с английского — “черт”), оставив только God. Интересно, что такой вариант устроил и самого Ледермана, потому что звучал эффектно. К тому же обнаруживался еще один смысл, говорящий о начале творения. Так бозон Хиггса “переметнулся” с темной на светлую сторону.
