Адронный коллайдер

Большой адронный коллайдер

В газетах и по телевидению периодически возникают всяческие «страшилки» по поводу работы Большого адронного коллайдера – предсказывают то гибель планеты, то образование чёрных дыр, которые поглотят нашу Вселенную… Мне в этом году посчастливилось побывать в ЦЕРНе (Европейский центр ядерных исследований), где в начале ноября проходила Вторая научная школа для российских учителей физики. Многое удалось увидеть своими глазами, услышать информацию из первых уст.

Прежде чем пугаться Большого адронного коллайдера, нужно познакомиться с ним поближе и разобраться, что к чему в этом изобретении, сравнимом по значимости с первым полётом человека в космос. Коллайдер – слово хоть и непривычное, но родственное «коллизии», и происходит от английского «collide» – «сталкиваться». А сталкиваются в нём элементарные частицы (адроны), из которых построено почти все известное нам вещество, отсюда и прилагательное «адронный» в названии ускорителя.

Что касается второй характеристики, то коллайдер действительно «большой» – и по размерам, и по мощности. Только представьте себе: в «туннеле» длиной почти 27 километров в общей сложности 9300 сверхмощных магнитов разгоняют пучки протонов до скорости, практически равной скорости света (точнее говоря 99,99% от неё). Все это при очень низкой температуре –271,3°C, полученной при помощи 60 тонн жидкого гелия. Так что БАК – не только самый большой ускоритель на планете, но и самый большой холодильник.

Для полноты картины к портрету ускорителя можно добавить ещё одно рекордное достижение: «туннель» под Мейраном, в котором разгоняются частицы, – самое пустое пространство Солнечной системы. Чтобы избежать столкновений несущихся со скоростью света протонов с частицами газа, эксперимент проходит в сверхвысоком вакууме. Внутреннее давление в камерах БАКа в десять раз меньше, чем на поверхности Луны!

Если испытания пройдут успешно, триллионы протонов будут совершать 11 000 оборотов за каждую секунду в кольце ускорителя. Учёные планируют постепенно повышать плотность пучка и его энергию, и к середине марта спровоцировать лобовые столкновения между протонами, движущимися в противоположных направлениях с максимальной энергией каждого 7000 гигаэлектронвольт! Таким образом, на французско-швейцарской границе произойдет примерно 600 миллионов столкновений протонов в секунду.

С помощью адронного коллайдера учёные рассчитывают поднять завесу над секретами Вселенной и ответить на вопросы: как образовалась материя и соседствовала ли с ней на начальных этапах антиматерия, из чего состоит «тёмная энергия» и почему частицы вещества наделены разными массами.