Об устройстве, которое призвано исследовать антивещества и другие опасные материи, говорят в маршрутных такси, очередях в гипермаркетах и офисных кулуарах. Что же это такое большой адронный коллайдер? В чем его польза и в чем опасность?

Что это?

Идея создания Большого адронного коллайдера (БАК) родилась в 1984 году, но одобрена официально была лишь десять лет спустя - строительство началось в 2001 году. Кстати, БАК - не единственный в своем роде. Ранее были созданы и другие ускорители: протон-антипротонный коллайдер Тэватрон, который в настоящее время работает в Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми (США), и релятивистский коллайдер тяжёлых ионов, работающий в Брукхейвенской лаборатории (США), а также Большой электрон-позитронный коллайдер (США).
Кстати, немногие знают, что исследования по физике элементарных части традиционно были одним из основных направлений деятельности российских физиков. И сразу после войны в ФИАНе была начата активная деятельность по созданию серии электронных ускорителей. В 1947 году был запущен первый электронный синхротрон. Заведующий лабораторией электронов высоких энергий, профессор Астон Антонович Комар рассказывает, что в конце 40-х годов с использованием идей автофазировки в ФИАНе также велось проектирование протонных ускорителей. Первый протонный ускоритель на 180 МэВ, базирующийся на новых принципах, был запущен в 1953 г.

Понимая, что далеко не каждая из нас захочет исследовать просторы Википедии в поисках научных статей и обоснований, мы составили FAQ, который поможет тебе понять: что же такое на самом деле Большой адронный коллайдер и с чем его едят.

Важные вопросы, честные ответы

Александр Басс, преподаватель физики UCLA (University of California, Los Angeles) согласился помочь в наших изысканиях.

Вопрос: Правда ли, что коллайдер представляет угрозу жизни на Земле?
Ответ: Нет, это неправда. Угрозу Земле представляют люди, которые распространяют эти глупости.

Вопрос: Почему он так называется?
Ответ: Большим БАК назван из-за своих размеров — длина основного кольца ускорителя составляет 26,65 км; адронным — из-за того, что он ускоряет адроны, то есть частицы, состоящие из кварков; коллайдером (англ. collide — сталкиваться) — из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных местах.

Вопрос: Где коллайдер находится? И как он устроен?
Ответ: Ускоритель расположен в туннеле, который проложен на глубине около ста метров под землей на территории Франции и Швейцарии. Для удержания и коррекции протонных пучков используются 1 624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых превышает 22 км. Последний из них был установлен в туннеле 27 ноября 2006 года. Магниты будут работать при температуре 1,9 K (−271 °C). Строительство специальной криогенной линии для охлаждения магнитов закончено 19 ноября 2006 года.

Вопрос: Считается, что эксперименты с БАКом могут привести к образованию черной дыры, которая поглотит Землю. Что такое черная дыра?
Ответ: Черная дыра - это область в пространстве-времени, своего рода магнит, притяжение которого настолько велико, что покинуть его не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света.

Вопрос: Можем ли мы жить в черной дыре?
Ответ: Не пробовал, но уверен, что нет. Человек в черной дыре существовать не может. Грубо говоря, черная дыра - это настолько массивный объект, что даже свет не способен преодолеть силу ее гравитации - что туда попало, исчезло без следа. Человек, вообще, слишком хрупкое существо. Он и от простуды погибнуть может, какая уж тут дыра!:)

Вопрос: Если все-таки случиться катастрофа, космос тоже погибнет?
Ответ: Нет. Под космосом понимается вся Вселенная. А черные дыры, если помнишь известную песню, тоже являются ее частью. Сегодня астрофизики подозревают, что в центре практически каждой галактики, включая, возможно, и нашу - Млечный Путь, находится супермассивная черная дыра.

Вопрос: А если нас все-таки поглотит черная дыра, это будет больно?
Ответ: Больно человеку может быть, когда у него на это есть время - секунды или их десятые, чтобы рецепторы успели послать в мозг сигнал о боли. Когда мы говорим о гипотетическом поглощении черной дырой человека/человечества, то все произойдет в такие короткие сроки, что и глазом моргнуть не успеешь. Вопрос: больно ли людям, которым на голову упала ядерная бомба? Я могу ошибаться, но мне кажется, что они и подумать ни о чем не успеют и их уже нет. Черная дыра – конечно, не ядерный взрыв, но что он по сравнению с ней?

Вопрос: Зачем вообще нужен адронный коллайдер?
Ответ: Целей несколько. Одна из самых интересных - обнаружение Хиггсовского бозона - частицы, предсказанной шотландским физиком Питером Хиггсом в 1964 году. Физики надеются, что изучение этой частицы и связанного с ней механизма, возможно, натолкнёт их на новую теорию мира, более глубокую, чем Стандартная Модель.

А что у нас?

Российским ученым тоже есть, что сказать на эту животрепещущую тему.

Может ли коллайдер как-то повлиять на экологию Земли? Кандидат физико-математических наук, ученый секретарь Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, доктор физико-математических наук Наталья Геннадьевна Полухина считает, что «все опасения, связанные с физикой процессов на коллайдере, напрасны, и страхи сильно преувеличены. Ускоритель представляет опасность только как любой промышленный объект, где есть высоковольтное напряжение. Сточки зрения возможной утечки радиации, в отличие от атомных электростанций, коллайдер не является опасным объектом. К тому же стоит учитывать, что он находится на глубине ста (!) метров под землей. И в целях безопасности построена бетонная защита, которая полностью исключает проникновение радиации во внешнюю среду».

Кстати, малоизвестный факт! ЦЕРН, получающий финансирование от многих стран, отчитывается о проводимых исследованиях не только перед финансирующими организациями, но и перед мировой общественностью. Специальный отдел ЦЕРНа занимается популяризацией полученных результатов, издается журнал «ЦЕРН курьер», в режиме online обновляется информация на сайте. Благодаря политике открытости проводимых исследований в ЦЕРНе каждый из нас может быть уверен в том, планете ничего не угрожает. Вопросам безопасности проведения работ придается первостепенное значение. Специальная служба следит за экологической чистотой в районе ЦЕРНа.

Демонстрацией безопасности служат, например, виноградники, расположенные непосредственно над кольцом ускорителя. Урожай этих виноградников проходит строжайшую проверку всех санитарных служб, и ни разу не возникло никаких замечаний по качеству продукции. Прежде чем принять решение о строительстве нового ускорителя, 30 лет велись дискуссии о возникновении всех потенциальных проблем: все риски оценены.