Физики устраивают один Большой взрыв за другим, а мы все еще живы
У САМОГО ЭПИЦЕНТРА
Слухи о том, что эксперименты на крупнейшем в мире ускорителе Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) неминуемо закончатся концом света, пока не подтверждаются. Эксперименты идут. Жизнь продолжается.
Теперь на БАКе начали и будут продолжать до 6 декабря сталкивать ионы свинца. А прежде там направляли лоб в лоб почти на скоростях света и разбивали вдребезги лишь протоны - частицы несравненно более легкие.
Ученые рассчитывают, что тяжелые ядра свинца позволят глубже проникнуть в тайны материи.
Смысл экспериментов: разбивая частицы, вернуть материю в «первобытное» состояние. В то, когда ее мельчайшие составляющие еще не объединились в протоны и нейтроны, а тем более в атомы. Такие условия, если верить господствующей ныне теории зарождения Вселенной, существовали сразу после Большого взрыва, в результате которого она - Вселенная - и образовалась. Из некоeй точки. Примерно 13,7 миллиарда лет назад.
БАК, по сути, моделирует Большой взрыв. Сотворяет так называемую кварк-глюонную плазму. Это невероятно горячий - до 10 триллионов градусов - «суп» из протоматерии, в состоянии которого Вселенная находилась через ничтожные мгновения после своего рождения.
Сотворив «суп», физики наблюдают за его поведением посредством детекторов ALICE, ATLAS и CMS - гигантских измерительных комплексов, весящих по 10 и более тысяч тонн. Ученые хотели бы понять (в числе прочего), каким образом протоматерия превратилась в обычную - в ту, которая нас сейчас окружает. И какова природа так называемого сильного взаимодействия, за счет которого кварки и глюоны «склеиваются» в протоны и нейтроны.
По словам специалистов ЦЕРН, столкновения встречных пучков протонов позволяли имитировать состояние материи через десять в минус 34-й степени секунды после Большого взрыва. А столкновение ионов свинца - через десять в минус 11-й степени. То есть гораздо позднее. Но, выражаясь образно, и тот и этот эксперименты приблизили исследователей к самому эпицентру акта творения. По времени, конечно. И, по сути, перенесли - пусть в микроскопическом масштабе - почти на 14 миллиардов лет назад.
СТРАННЫЕ ДЕЛА
В свежем пресс-релизе ЦЕРН указано, что энергия столкновений ионов свинца достигала 2,76 тераэлектронвольта (ТэВ) на пару нуклонов. Что меньше, чем в предыдущих экспериментах. В марте нынешнего года на БАКе разогнали встречные пучки протонов до энергий в 3,5 ТэВ. В итоге энергия столкновений достигла рекордных 7 ТэВ.
В сентябре рекордам начали сопутствовать неожиданности. Загадочный феномен явил детектор CMS. Физики обнаружили, что некоторые частицы, образовавшиеся в результате столкновений протонов, вылетают парами и под одним и тем же углом. И далее двигаются так, будто бы они связаны друг с другом. Это явление стало полной неожиданностью и не было предсказано ни одной теорией.
По словам профессора Владимира Гаврилова, руководителя группы российских физиков из Института теоретической и экспериментальной физики, работающих на детекторе CMS, энергия столкновений в БАКе достигла таких колоссальных значений, что начались сюрпризы.
Кстати, еще тогда Гвидо Тонелли, представитель Европейской организации ядерных исследований, который курирует детекторы, заявлял: в протон-протонных экспериментах с рекордной энергией удалось получить кварк-глюонную плазму. То есть нынешняя - из ионов свинца - далеко не первая. Хотя, может быть, и другая.
- Нам нужно около года, чтобы разобраться в происходящем ныне на БАКе, - сказал Гвидо. Чем не сильно успокоил. Скорее заставил вспомнить афоризм, рожденный кем-то из физиков еще до начала экспериментов: «Мы попытаемся увидеть, что получится, и попробуем понять, что это значит».
ВПЕРЕД, К НОВЫМ СВЕРШЕНИЯМ
От БАКа ждут главного - того, ради чего, по мнению покойного академика Гинзбурга, он и был построен. Ждут обнаружения бозона Хиггса - частицы, которая, как предсказывают наиболее популярные в нынешней физике теории, наделяет вещество массой. И, возможно, заключает в себе секрет антигравитации.
Совсем не исключено, что принципиально новые знания принесет изучение кварк-глюонной плазмы.
Некоторые физики рассчитывают экспериментально обнаружить иные измерения. И даже параллельные Вселенные.
Но пока БАК - этот физический прибор стоимостью 10 миллиардов долларов - лишь демонстрирует перспективы. А не прорывы в понимании природы вещей.
Генеральный директор ЦЕРН Рольф Хойер (CERN Director General Rolf Heuer), правда, и не скрывает, что на первый год работы перед БАКом стояли в основном технические задачи: наладка, отработка процессов сбора информации. С ними удалось справиться.
- Машина работает как часы, - прокомментировал директор легкость перехода БАКа с протонов на ионы свинца. И пообещал: - Теперь мы с новыми силами и уверенностью перейдем к задачам 2011 года.
Эксперименты, от которых, возможно, в физике все-таки случится то ли революция, то ли контрреволюция, начнутся тогда, когда энергия столкновений пучков протонов достигнет колоссального значения в 14 ТэВ. Тогда-то смоделированный Большой взрыв станет еще больше похож на настоящий - тот самый.
Физики честно признают: с такими энергиями никто еще не работал. И, стало быть, о том, что произойдет, можно судить лишь теоретически. Иными словами, гадать. В некотором роде.
Самые пугливые предрекают конец света. Многие реально боятся.
С другой стороны, паникеры обещали кошмары - вроде всепоглощающих черных дыр - уже на 7 ТэВ. Ничего хорошего в этом же смысле не сулили и столкновения тяжелых свинцовых ядер. Но мы до сих пор живы. Так, может быть, и дальше нас ждет лишь светлое будущее? Небывалые открытия?
В любом случае пока можно расслабиться. Раньше 2011 года на БАКе не будут предпринимать попыток выйти на рекордную мощность.
