Коллайдер

Хэлперн Пол

Мировое физическое сообщество с нетерпением ждет результатов БАК, в которых мы, может быть, увидим признаки «хиггса», суперсимметричных двойников и остальных не менее долгожданных частиц. Они бы внесли в физику свежую струю, пришпорили бы научные исследования. Ну и само собой разумеется, не обойдется без Нобелевской премии. Всем тем, кто трудится на благо этого смелого проекта, воздадут по заслугам. Упорство не покладающего рук Эванса и тысяч сотрудников, каждую минуту думающих, как приблизить заветную цель, будет вознаграждено.

Если частицу Хиггса найдут, в зависимости от ее массы либо подтвердится Стандартная модель, либо понадобится внести в нее серьезные поправки. В некоторых суперсимметричных расширениях Стандартной модели получается несколько «хиггсов»

с разными массами. Если обнаружится, что так и есть, это ознаменует победу суперсимметричных теорий, особенно если параллельно удастся открыть другие суперсимметричные частицы. Большинство физиков не сомневаются, что на таком высокоэнергичном ускорителе, как БАК, появятся неизвестные частицы. Если все будет в порядке, теоретики получат пищу для размышлений на много лет вперед.

На БАК возлагается много надежд, однако опасений не меньше. Еще ни один прибор в новейшей научной истории не вызывал таких общественных треволнений. Его обвинили в том, что он подвергает опасности Землю, а то и всю Вселенную. Кого БАК пока подверг опасности, так это Интернет: распространяясь в сети, эти взгляды превратили бесчисленные блоги и форумы в места жарких баталий.

В числе главных виновников, которые якобы родятся в недрах БАК и запустят конец света, ненасытные черные мини-дыры, магнитные монополи и наводящие ужас гипотетические «страпельки» («странные капельки»). Апокалипсические настроения, собственно, не новы. Иногда людям, и таких немало, нравится проводить время в ожидании возможных катастроф: столкновения с астероидом, испарения Земли взрывом близкой сверхновой… В случае с БАК примечательно то, что мир поглощают теоретические объекты, которых не видели ни на одном детекторе и которых, скорее всего, вообще нет в природе.

Пожалуй, самый популярный сценарий конца света из-за БАК связан с черными дырами. Он гласит: пучки будут настолько интенсивными, что в горниле ускорителя родится крошечная черная дыра, которая, подобно слизистой твари из фильма ужасов «Капля» (Blob), начнет засасывать все на своем пути, пока не поглотит всю Землю целиком. Справедливости ради скажем, что в некоторых теоретических схемах предсказывается возникновение микроскопических объектов с сильным гравитационным полем. [4] Однако представления о прожорливости миниатюрных черных дыр не более чем заблуждение. Любые родившиеся на БАК объекты слишком малы, чтобы представлять какую-либо угрозу.

4

В рамках общей теории относительности Эйнштейна рождение черных дыр на БАК невозможно. Среди альтернативных теорий гравитации, допускающих такую возможность, - так называемая тэвная гравитация, использующая понятие о дополнительных измерениях. Между тем эта теория ничем не подтверждена (см. главу «На поле браны…»).
– Примеч. пер.

Обычные черные дыры рождаются на последних стадиях эволюции массивных звезд (как минимум в три раза тяжелее Солнца) в результате стремительного сжатия (коллапса). Своим именем они обязаны их гравитационному полю, настолько сильному, что из-под воображаемой поверхности, называемой горизонтом событий, не может вырваться даже свет. Если черная дыра входит в двойную систему, она может расти за счет звезды-компаньона. Той, в свою очередь, ничего не остается, как подпитывать свою черную соседку.

Гипотеза миниатюрных черных дыр строится на том предположении, что огромную массу удастся сжать до размеров элементарных частиц. У этих крошечных объектов горизонт событий охватывал бы настолько маленькую область, что их гравитационное поле нельзя было бы заметить на расстоянии даже в 1 см, не говоря уже о земных масштабах. К тому же из-за так называемого хокинговского излучения они бы вмиг испарились, излучив при этом ряд других частиц. Так что черные дыры не то что не могут достигнуть хотя бы субатомных размеров - у них вообще практически нет шансов выжить. Другими словами, они бы даже БАК не

смогли разрушить, а Землю и подавно.

«Вся эта история с черными дырами сильно раздута, - сказал Питер Хиггс в интервью британской “Индепендент”.
– Сами теоретики, предсказывающие возможность образования черной мини-дыры, не верят, что она может быть настолько крупной, чтобы начать пожирать нашу Вселенную. Скорее всего, кто-то узнал про такую возможность из СМИ и не совсем правильно ее понял»⁶.

За несколько дней до неудачно закончившегося пуска в сентябре 2008 г. новостные ленты пестрели апокалипсическими историями. «Знакомьтесь, Атомный Эванс - человек, который в среду положит миру конец», - так британский таблоид «Дейли Мейл» представил руководителя БАК. В начале статьи говорится, что живший в Уэльсе Эванс со своим набором юного химика частенько устраивал взрывы, из-за которых «несколько раз вырубало пробки во всем доме»⁷. А может быть, задается вопросом автор, настало время Эвансу вырубить весь мир?

Одна группа активистов под началом Уолтера Вагнера, бывшего чиновника, занимавшегося вопросами ядерной безопасности, дошла ни много ни мало до того, что подала на БАК в суд, требуя полной остановки эксперимента. Чтобы успокоить общественные волнения по поводу надуманных сценариев конца света, работающие с ускорителем ученые выпустили подробный отчет, где оценили потенциальную угрозу БАК для планеты и показали, что нет никаких оснований чего-либо опасаться. В «Исследовании потенциально опасных событий при столкновениях тяжелых ионов на БАК» 2003 г. говорится, что «в случае энергий и светимостей, достижимых на БАК, классическими гравитационными эффектами [черных мини-дыр] можно полностью пренебречь»⁸. Повторный обзор, проведенный в 2008 г., также не подтвердил «чернодырную» угрозу. В обоих отчетах подчеркивается, что если такие объекты существуют в природе, то они должны встречаться и в космических лучах высоких энергий, которые непрерывно бомбардируют нашу Землю. Одно то, что человечество до сих пор живо, указывает на безопасность всего, что рождается при этих энергиях.

И правда, у французов и швейцарцев, живущих над коллайдером, вполне спокойные и счастливые лица. ЦЕРН по праву может гордиться своей открытостью. В частности, он публикует все свои решения и с большим пиететом относится к окружающей среде. Земля над ускорителем выглядит чистой и практически нетронутой, тут и там разбросаны фермы, в том числе винодельческие. Если бы коллайдер нес Земле хотя бы малейшую угрозу, ЦЕРН немедленно бы от него отказался.

Есть у БАК еще одно свойство, которое вызывает не только воодушевление, но и у некоторых определенную тревогу. Дело в том, что коллайдер сможет воспроизвести условия, существовавшие во Вселенной, как считается, спустя неполную одну триллионную секунды после Большого взрыва. Неужели на ускорителе произойдет еще один взрыв космического масштаба, могущий разрушить нашу собственную Вселенную? Вряд ли. Когда говорят об условиях в горниле Большого взрыва, имеют в виду энергию в расчете на одну частицу. Об астрономической вспышке придется позабыть: с точки зрения человека, реальные энергии на ускорителе чрезвычайно малы - меньше миллиардной доли килокалории на одно столкновение! А вот для субатомной частицы это обильный обед. Регистрируя и анализируя события при таких энергиях, ученые смогут понять, что происходило, когда зарождался наш реальный Мир. И им не надо будет бояться, что они создадут еще один.

Попытка проникнуть в тайны мироздания и раскрыть устройство Вселенной сама по себе не нова. Разве что приборы вроде БАК сильно ее облегчают. А так философов и ученых давно интересует, что творилось в самые первые мгновения. Из каких мельчайших частичек построен Мир и как он построен? Существует ли теория всех теорий, которая объясняла бы всю природу от элементарных частиц до космоса в целом? Только подумать: на все эти извечные загадки скоро может быть найден ответ.