Эксперимент, которого еще не знало человечество: в конце лета произойдет «Большой взрыв», имитирующий зарождение Вселенной
Трепещите, скептики, пессимисты и прочие агностики, считающие, что мир, в принципе, непознаваем! Вам не удастся спрятаться за Сократа, сказавшего: «Я знаю, что ничего не знаю...» Человек устроен так, что все время хочет знать больше, и вот ему предоставлен небывалый для этого шанс. В самом скором времени в горах Швейцарии и Франции на глубине 100 метров будет запущен сверхмощный ускоритель частиц — Большой адронный коллайдер, который может открыть нам самые сокровенные тайны бытия...
Наша газета вкратце сообщала уже о сути этого грандиозного физического эксперимента, который проводит Европейская организация ядерных исследований (CERN). Построенный этой организацией Большой адронный коллайдер сам по себе не имеет аналогов на планете. В окрестностях Женевы в 27–километровом бетонном тоннеле в виде гигантского кольца будут разгоняться навстречу друг другу пучки протонов с невиданными скоростями и энергией. Хочу поразить ваше воображение, уважаемые читатели. Разгоняемые пучки протонов будут сталкиваться 40 миллионов раз в секунду. Всего в пучках — 100 миллиардов протонов. И только 20 из них реально смогут столкнуться и превратиться при столкновении во множество других частиц, включая и те, пока не открытые, которые, возможно, возникли в момент зарождения нашей Вселенной. По ним ученые и надеются узнать тайны бытия...
Ученые, в том числе и белорусские физики из Национального центра физики частиц и высоких энергий Белорусского государственного университета, приблизятся к воссозданию реальных условий, в которых происходил «Большой взрыв» — рождение нашей Вселенной. Об этом наша беседа с директором центра, доктором физико–математических наук, профессором Николаем Шумейко, который вместе с группой белорусских ученых участвует в эксперименте CERN.
— Николай Максимович, мало кто знает, что в двух глобальных физических экспериментах (CMS и ATLAS) на коллайдере, в каждом из которых задействовано по 165 научных институтов из 50 стран мира, участвуют и белорусские ученые. Но об этом позже. Прежде я хотела спросить вас о другом... Оставим физику — поговорим о божественной лирике. Насколько я поняла, скоро произойдет нечто такое, чего человечество никогда не делало и с чем не сталкивалось... Николай Максимович, вам не страшно? Вы не боитесь, что произойдет такой взрыв, который уничтожит всю планету? Что действительно появится черная дыра, которая нас поглотит?
— Видите ли, существование черных дыр отнюдь не так достоверно, как «Большой взрыв». Доказательств их существования на сегодняшний день нет. Есть, правда, указания на то, что они существуют. Но существует и вариант теории гравитации, который утверждает, что черных дыр вообще нет.
— А вы лично как считаете?
— Я думаю, что они есть. Поскольку... ну как вам сказать, уж больно безупречны теоретические положения, которые лежат в основе предсказания черных дыр. То есть теория черных дыр очень красивая, логичная... Вы знаете, как ни странно, в физике и математике теория красоты работает. Я лично не раз ошибался, получая некие формулы с «некрасивыми» коэффициентами, типа 11/7 или там 29/13... Верные формулы, как правило, красивы. И теория черных дыр гармоничная.
— И все–таки возможно ли появление в Большом адронном коллайдере черных мини–дыр, как предупреждают некоторые?
— Думаю, что нет. Существование мини–черных дыр — это чисто гипотетический факт. Ни одного указания на существование мини–черных дыр нет. Физики этого не опасаются. Их это совершенно не волнует.
— У нас тут неотвратимо всплывает тема творца, который один обладает моральным замыслом творения... Извините за слишком личный вопрос, но не могу не спросить: а вы — верующий?
— Я — православный атеист (смеется). А если серьезно, то мое скромное личное понимание этого вопроса таково. В большинстве случаев в объяснении природных явлений гипотеза Бога не нужна. Находятся объяснения другого рода. Но... Вот я иду мимо цветов в ботаническом саду и думаю: могла ли сама по себе такая красота спонтанно возникнуть? Психологически представить себе это очень трудно.
— Так же, как трудно представить себе, что было до «Большого взрыва» и зарождения Вселенной... Ничто?
— Знаете, физики говорят: что было до «Большого взрыва» и что было в момент «Большого взрыва» — этот вопрос пока не имеет смысла. Кто–то говорит, что это Бог... Если мы узнаем, какой была Вселенная на самых ранних этапах, возможно, мы узнаем источник энергии, ее породившей. Той, которую мы называем «темной». Кроме того, голубая мечта физиков, какими бы абстрактными вопросами они ни занимались, это подойти хотя бы к ответу на вопрос: как извлечь энергию из массы? То есть, что таится в формуле Эйнштейна E = mc2, которую знает каждый школьник. В любом материальном объекте есть энергия. Вопрос в том, как ее освободить.
Физиков волнует также вопрос «темной материи» — это неизвестные частицы, которые существуют, но пока не открыты. В частности, на их открытие нацелен и Большой адронный коллайдер. В числе главных вопросов — экспериментальное обнаружение так называемого бозона Хиггса, который существует пока только теоретически. Детекторы, или, проще говоря, ловушка такая подстроена, что если ускоритель позволит родиться этой частице, то она уже не ускользнет от нас и тогда мы подтвердим гипотезу о происхождении масс частиц. Поиск новых частиц позволит судить о едином взаимодействии природы на раннем этапе существования Вселенной.
Далее. Мы уверены сейчас, что работаем в четырех измерениях, то есть трех пространственных измерениях плюс время. Но возникает вопрос: нет ли дополнительных пространственных размерностей?
— Какими же технологиями надо обладать, чтобы провести такой, без преувеличения, божественный эксперимент?
— Скажу так: космический корабль или подводная лодка — просто детские игрушки по сравнению с коллайдером и экспериментальными установками на нем... В них используются самые новейшие сверхпрочные материалы. Там созданы рекордный вакуум и рекордно низкие температуры. Изощреннейшие технологии... Кстати, Интернет родился в CERN для потребностей общения между физиками. Первоначально это был инструмент для получения информации из экспериментов. И грид–технология, а это следующая ступень в развитии Интернета, была придумана для обработки данных эксперимента на коллайдере несколько лет назад. Скажем, сидя за своим компьютером, вы должны решить определенную задачу — научную, экономическую, банковскую, медицинскую... Так вот, с помощью грид–системы компьютер найдет наиболее оптимальный и надежный источник информации во всем мире. Он найдет инструмент для решения задачи. И вы, находясь в Минске, можете использовать компьютер в Австралии, если он окажется для вас наиболее подходящим, который адекватно ответит на поставленный вопрос. К слову, мы здесь, в Минске, также активно осваиваем эту грид–технологию и возможности ее для нашей науки и экономики трудно переоценить. Но... Есть досадные проблемы. У нас в институте имеется канал связи один мегабит в секунду, за который мы платим 2,5 миллиона белорусских рублей в месяц. Это дорого. Самый минимум, который нам нужен, чтобы воспользоваться грид–системой, — 10 мегабит в секунду, а лучше 100... А в перспективе мы нуждаемся в гигабитном канале, чтобы идти вровень с другими участниками CERN.
— А что дает нашей стране участие белорусских ученых в Европейской организации ядерных исследований?
— Для нас это новые технологии, равноправный доступ к новым знаниям, техническим решениям. Впрочем, выгода взаимная. Два года назад руководство CERN обратилось к нашему институту с просьбой наладить систему питания адронного калориметра экспериментальной установки ATLAS. Там работала команда чехов, американцев, но решение их оказалось неправильным. Белорусские инженеры с блеском решили эту проблему, выправив те ошибки и недочеты, которые допустили предшественники. Скажу больше: наш инженер от Бога Роман Викторович Стефанович отвечает за один из сложнейших узлов экспериментальной установки CMS (Компактный мюонный соленоид), без которого запуск ее невозможен. Так что здесь настоящее партнерство и сотрудничество, в ходе которого мы получаем новейшие знания и технологии.
— Скажите, когда наступит время «Ч» и протоны столкнутся, породив имитацию «Большого взрыва», — после этого жизнь изменится?
— Могу сказать, что обычные люди ничего не заметят или же узнают о результатах эксперимента только тогда, когда новые знания войдут в учебники. Для меня же лично это продвижение к ответу на главный вопрос: где спряталась энергия? Это загадка, которую подбросил нам Бог, задав работу на веки вечные. Ищите!.. И мы ищем.
