Большой адронный коллайдер: "частица Бога" и искупление "работы за дьявола" - ФОТО
С чего началась материя, Вселенная, вообще весь окружающий нас мир? Что послужило запалом для Большого взрыва, с которого и начались пространство и время? Ответить на эти вечные и сложнейшие вопросы, а также на множество других призвана самая крупная экспериментальная установка на Земле - большой адронный коллайдер, БАК. В суперускорителе почти 27-километровой длины несутся навстречу друг другу на немыслимых скоростях адроны, частицы, состоящие из кварков, и сталкиваются - по-английски collide - лоб в лоб в заранее намеченных местах разгонного кольца. Разобраться, что это за установка, кто и зачем на ней работает, попыталось "Эхо планеты".
Не знаю, как там во Вселенной, но на Земле, как назло, в этот день было воскресенье. И этот общепланетарный выходной, как я могла заметить по полному, не оставляющему надежды затишью, для ЦЕРНа, Европейского центра ядерных исследований, не делал исключения. А в моем распоряжении было только оно одно, ну, ещё полдня понедельника, на самый крайний случай. Я стояла на ступеньках, вглядывалась сквозь стекло в темноту и пустоту холла для посетителей и силилась увидеть хоть малюсенький кусочек адронного коллайдера, хоть легкий намек на его где-то там присутствие.
- Can I help you? - раздалось откуда-то с неба. Или мне показалось, что с неба, потому что в этой безнадежной ситуации, спровоцированной моим природным авантюризмом и верой в удачу, предложить помощь мне мог только Он или Его помощники.
Я обернулась и спросила совершенно серьезно:
- Вы ангел?
- Нет, я Мик Сторр, - сказал мужчина, - доктор Мик Сторр.
А еще говорят, чудес не бывает! Мы шли с английским ученым Сторром по каким-то лабиринтам, спускались по винтовым лестницам, миновали помещения с компьютерами и мониторами - шли, шли и шли. Мик отворял двери, поясняя, что в принципе перемещение по этому запутанному и неимоверно сложному комплексу довольно свободное. Все кабинеты открыты, помещения не охраняются. Тут не витает пресловутая секретность с ее вахтерами, пропусками и прочими признаками "режимного объекта", и если что-то все же заперто, то это означает потенциальную опасность места для самого входящего.
Но ту дверь Мик открыл ключом, подвел меня к предмету, похожему на небольшой красный огнетушитель, и сказал:
- Вот отсюда вылетает водород, из которого выделяются протоны, которые в свою очередь разгоняются с помощью магнитных ускорителей до скорости, близкой к скорости света. Здесь и есть их первая стартовая площадка перед двадцатисемикилометровым туннелем, где протоны летят в двух противоположных направлениях и сталкиваются лоб в лоб под присмотром четырех детекторов.
Первое искусственно "подстроенное" столкновение встречных пучков протонов, возможно, даже самое первое в истории всего мироздания, позволившее разделить доселе неделимое целое, зажгло "свет" не в конце, а внутри тоннеля, высвободив около двухсот таинственных частиц, сколь загадочных, столь и прекрасных. Потому что с их помощью у человечества появился шанс сделать прыжок ввысь, отталкиваясь от каждой новой частицы, как от батута, в направлении нового уровня познания. Протон раскололи, словно грецкий орех, разделили, чтобы властвовать. Причем не только в области ядерной физики, но и в медицине, биологии, химии и далее по списку. Но главное в этом "списке" под номером "один" - это попытка приближения к началу всех начал.
Ведь, как полагают в ЦЕРНе, да и не только в нем, миллиарды лет тому назад материя являла собой сгусток сверхплотного вещества с невообразимым энергетическим потенциалом всего будущего мироздания. Но Творцу, высшему разуму, природе - кому как сподручнее называть эту неведомую силу - однажды стало угодно вывести первоатом из состояния сна, разбудить и оживить его с помощью ни с чем не сравнимого по силище взрыва. И развернулась сфера пространства, и начался отсчет времен. А массы раскаленной плазмы стали самоорганизовываться в звезды, галактики, планеты, такие, например, как наша скромная маленькая планета Земля.
Лауреат Нобелевской премии, один из создателей квантовой механики Эрвин Шрёдингер в своей книге "Что такое жизнь?" называл жизнь "прекрасным шедевром, когда-либо достигнутым по линии Господней квантовой механики". А себя самого "наивным физиком", изучающим две ипостаси мироустройства: порядок из порядка и порядок из беспорядка.
Когда я дышала воздухом ЦЕРНа, напоенным озоном самых лучших и самых возвышенных устремлений человечества, вглядывалась в лица работающих здесь людей, рассматривала на первый взгляд "трубу как трубу", сам коллайдер, то подумала, что здесь, вероятно, творят что-то третье, извлекают ипостась номер "три", если продолжать отсчет по Шрёдингеру. А именно: намеренно получают перспективный беспорядок из статичного, стало быть, бесперспективного порядка. Ведь фейерверк новых частиц, вырвавшихся минувшей весной после столь долгожданного рукотворного столкновения первых протонов из их недр на белый свет, привнес в стройную систему веками добываемых по капле знаний целый ворох научных обнов, которые только еще предстоит рассмотреть и рассортировать по полочкам, а рассортировав, найти каждой из них достойное применение.
Но такое умозаключение, возможно, совершенно по научным меркам дурацкое, возникло в голове как образ. Потому что здесь, в ЦЕРНе, все напоено, не поверите, но именно поэзией. И здесь понимаешь: придуманная когда-то антитеза "лирики - физики" совершенно не верна.
"Очарованные" и "странные"
Самые большие на свете лирики - теперь я это точно знаю - как раз именно физики и есть. К примеру, все адроны, за исключением протонов, не стабильны, распадаются на частицы - так называемые кварки. Так вот, кварки официально подразделяются - не поверите - на "прелестные", "очарованные", "странные" и "обычные". Это научные термины! Классические "лирики" до такого бы не додумались. И пока все мы занимаемся черт его знает чем, суетой сует во всей ее многоликости, физики ЦЕРНа денно и нощно, всерьез, а не для забавы думают о высоком и вечном. Выше просто не бывает, ну, а для слова "вечный" в языке даже сравнительная степень не предусмотрена.
Конечно, это относится к физикам, работающим с "мирным атомом". А других в ЦЕРНе принципиально не держат. Ведь эта гигантская лаборатория, генерирующая самые дерзкие научные идеи современности, была задумана и начала в 1954 году возводиться как искупление и покаяние гениальных физиков-ядерщиков мира за выполненную, по самокритичному выражению, Оппенгеймера, "работу за дьявола".
Самое важное - это то, что невидимо
Мик Сторр подвел меня к человеку, одного взгляда на которого было достаточно, чтобы понять - ученый. На лице его легко читались и ясный ум, и легкая отчужденность от бренной обыденности жизни.
- Вот, побеседуйте, - сказал Сторр.
Я было начала по-английски объяснять, кто я да откуда, но мужчина, просияв, сказал: "Лучше, наверное, по-русски, Я - Петр". И фамилия у этого Петра была правильная - Левченко. Помните, у Шарапова в банде чудом оказался союзник - бывший однополчанин Левченко. Так и мне, когда я очутилась на другой планете в окружении с детства ненавистных протонов и прочих нейтронов с электронами, Бог послал спасение в виде говорящего хотя бы формально на одном со мной языке Левченко.
Ведь первопричина всего сущего, которую выясняет это великое международное содружество ученых, должна, завидев в моем лице не только абсолютного варяга, но и невежду, вторгшегося на заповедную территорию научного центра, сильно возмутиться.
Помню своего несчастного школьного учителя физики Юрия Леонидовича Алмазова. Говорят, в конце жизни он сбежал жить в деревню и сильно запил. Вклад моего и моих одноклассников научного гения в такой финал его жизненного пути несомненен.
Но Левченко заговорил буднично и просто, будто он и не небожитель вовсе, а такой же, как все мы, не сильно посвященные в тайны мироздания, простой смертный человек.
- Я окончил 1971 году питерский Бонч - Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.А.Бонч-Бруевича. Попал в Гатчинский институт ядерной физики, затем пригласили сюда, здесь с начала девяностых. Работал на ЛЭПе - большом электронно-позитронном коллайдере. Сейчас занят в эксперименте CMS, в принципе, как и все здесь сейчас, то есть на БАКе - большом адронном коллайдере.
- Какая главная цель у участников эксперимента?
Петр ответил, не раздумывая.
- Найти бозон Хиггса.
Хотя эта частица пока не выявлена экспериментально, механизм Хиггса считается одним из основных компонентов Стандартной модели мира.
- А может быть так, что вы ищете черную кошку в темной комнате, тем более, если ее там нет?
- В 1964 году великого физика Питера Хиггса во время горной прогулки в районе Эдинбурга посетило озарение. Он так и сказал, придя в свою лабораторию: "У меня - грандиозная идея!" Идея Хиггса состоит в том, что существует экзотическая частица. Она невидима, но она есть везде. И по сути, эта частица и является тем самым единственным недостающим звеном Стандартной модели элементарных частиц, которая так нужна для законченности модели мира. Ученые, сторонники "грандиозной идеи", коих на сегодняшний день большинство, предполагают, что бозон Хиггса сыграл основную роль в механизме, посредством которого некоторые частицы - кварки, лептоны - во время Большого взрыва приобрели массу, а другие остались безмассовыми, как фотоны.
Если "хиггс" все же обнаружат, то заполнится прямо-таки зияющий провал в основании Стандартной модели и подтвердится правильность нашего понимания материи Вселенной. Но драматизм ситуации состоит в том, что если будет доказано, что никакого бозона Хиггса нет, то это откроет путь для целого ряда альтернативных теорий - вплоть до научно-фантастических с "параллельными Вселенными" или "высшими измерениями".
Гипотетический бозон Хиггса получил полуофициальное название - "Частица Бога". Ведь она и невидима, и вездесуща, и все держится на ее незримом присутствии. Буквально по образу и подобию...
- А как можно найти то, что невидимо, что природа самой материи постаралась зачем-то укрыть и превратить в кажущееся ничто?
- Ну, это совсем просто. Найти из получаемых данных ту самую энергию, тот самый импульс, которые соответствуют предположениям Хиггса. Только и всего.
- А если ее все же не окажется?
- Значит, природа не так проста, как нам, физикам, представляется. Кстати, не только физикам, но и философам. Здесь у нас в ЦЕРНе работают ученые из 70 стран мира. Здесь легко заметить тенденцию - наука стремительно становится наднациональной. Даже песочницы, в которых играют детишки наших сотрудников, своего рода символ, прообраз образовывающегося здесь будущего научного сообщества планеты: абсолютная смесь самых разных языков и полное, несмотря на это, взаимопонимание.
- Так в чем же главная проблема?
- У людей так мало времени. Иногда ученым приходится потратить целую жизнь, чтобы только приблизиться к проблеме, просто подойти поближе. А горизонт постоянно отодвигается.
Так, впервые после запуска коллайдера, совсем недавно - 21 сентября мы обнаружили принципиально новый эффект, вообще не предсказанный существующей теорией: среди сотен частиц, рождающихся при столкновениях протонов, были обнаружены пары, движения которых по неизвестной причине связаны друг с другом.
- Спрошу как обыватель: а какая польза человечеству, со всеми его бедами, неустроенностью, болезнями, войнами и стихийными бедствиями, от ваших "романтических", извините за такое слово, исканий? "Страшно далеки они от народа", вам не кажется?
- А вы вспомните всю историю развития науки. Всегда ведь так и было: результат прорыва в той или иной области, казалось, не имел никакого практического значения ни тогда, ни в перспективе. Просто абсолютный в утилитарно-прикладном смысле ноль. Так было с электричеством. Когда оно было открыто, люди возмущались: "Ну какой с этого может быть практический толк?" Ученые отвечали: "Не знаем. Но пройдет всего несколько лет, и вы будете собирать с людей, которые им будут пользоваться, налоги".
- Каким вам отсюда по соседству с реальным Монбланом и с Монблана мировой научной мысли видится мир через сто лет?
- Если мы не убьем себя на этой планете или если планета не убьет нас, то, наверное, будем ездить на сафари и на заработки в глубину космоса. Да и наш большой адронный коллайдер - последний из могикан на этой планете. Следующий уже будет там же, где сафари.
Физики-лирики
Не спросила я Левченко о его ученых степенях и наградах, просто к слову не пришлось, совершенно неважным казалось, именно все той же "суетой". А разговаривали мы за столиком в столовой БАКа. Кругом, несмотря на воскресенье, ходили с подносами множество людей. Высоколобые, яйцеголовые, как древние фараоны, чуточку не от мира сего - много разных названий у этого достойного третьего тысячелетия человеческого типа - они, накладывая себе со шведских столов салаты и прочую еду, стояли в очереди в кассу, спешно глотали и жевали, убирали за собой посуду. Люди как люди, не пришельцы, хотя и Нобелевских лауреатов сколько угодно, если вздумалось бы в столовой сделать их перекличку.
Место встречи изменить было нельзя не только потому, что столовая ЦЕРНа место в хорошем смысле тусовочное, пересечение всех мыслимых и немыслимых местных троп, но и просто говорить здесь удобно, а брать и давать интервью принято. И с доктором физико-математических наук, заведующим отделом НИИ ядерной физики МГУ Эдуардом Боосом мы разговаривали тоже здесь.
- Сколько в ЦЕРНе работает российских ученых?
- Человек триста одномоментно. Одни приезжают, другие уезжают. Одни постоянно живут, другие вахтовым методом, как я. Россия вносит не только большой, но и по-своему уникальный интеллектуальный вклад в этот великий, без преувеличения, научный эксперимент.
- Несмотря на то, что Россия не является постоянным членом ЦЕРНа?
- Это принципиальной роли не играет, на мой взгляд. США и Япония, к примеру, тоже не постоянные, а лишь ассоциированные члены. Просто постоянное членство требует регулярных многомиллионных вкладов в проект. А это неизбежно уменьшит количество средств, выделяемых на развитие отечественной науки внутри страны. Так что мы особенно не печалимся по этому поводу. Тем более что мы чувствуем себя здесь абсолютно равноправно. Здесь нет никаких различий и формальных субординаций. Когда весной произошло первое столкновение протонов, какое было ликование, какой прекрасный миг единения! Все обнимались, разливали шампанское, плакали от общего на всех огромного счастья.
- Есть ли предел у микромира, или проникновение в глубь материи так же безгранично, как и в макромире?
- Предела и конца у этих глубин нет,- сказал ученый.
- А может быть так, что в тех микромирах своя жизнь - планеты, человечки, борьба идей - все, как тут у нас, "гулливеров"?
- Нет. Это вряд ли, это уж совсем ненаучная фантастика. Но очевидно то, что там, в микромире, все не менее сложно устроено, чем в нашем макро-.
- Так и макро-, и микро- - оба мира ваши.
- Как и ваши. Вы просто о микромире почти не думаете. Но его присутствие постоянно, буквально, как говорится, в каждой клеточке. Он и есть наша общая на всех реальность.
За окнами ЦЕРНа видны поля, дороги, деревни, леса, коровы пасутся, люди ездят на велосипедах и гуляют с собаками. Но под этими же полями и деревнями на глубине всего ста метров находятся двадцать семь километров "трассы", по которой почти со скоростью света человечество, преодолевая не только время и пространство, но и распри, косность мышления и границы возможного, мчится к тайнам материи и бытия. Бог в помощь!
Нажмите на фотографию для увеличения:
Заметили ошибку в тексте? Выберите текст и сообщите нам, нажав Ctrl + Enter на клавиатуре