Этот аппарат позволит ученым воссоздать условия, возникшие через триллионную долю секунды после Большого взрыва, и, таким образом, ответить на многие вопросы о происхождении вселенной.
Многие специалисты опасаются, что в процессе запуска БАКа эксперимент может выйти из-под контроля и по цепной реакции уничтожить все живое на Земле. Например, в коллайдере могут появиться микроскопические черные дыры или же образуются сгустки антиматерии.
Впрочем, эксперты CERN уверены, что подобные опасения признаются необоснованными. В качестве основных аргументов в пользу необоснованности катастрофических сценариев приводятся ссылки на то, что Земля, Луна и другие планеты постоянно бомбардируются потоками космических частиц с гораздо более высокими энергиями.
Работающие над ремонтом Большого Андронного Коллайдера (LHC) инженеры завершили монтаж последнего починенного на поверхности магнита, при помощи которого физики управляют пучком частиц. Теперь специалистам Европейского центра ядерных исследований предстоит окончательно очистить трубу коллайдера от пыли и обломков и смонтировать две короткие секции.
LHC — это уникальный ускоритель, на котором ученые собираются изучать взаимодействие элементарных частиц друг с другом. В частности, физики рассчитывают проверить теорию, согласно которой частицы приобретают массу за счет своего взаимодействия с так называемыми бозонами Хиггса (особым классом частиц, который должен существовать согласно теории, но который пока что не наблюдали на опыте): для такой проверки требуется провести столкновения пучков протонов с очень высокой энергией. Требования к энергии частиц объясняют и размер ускорителя, который позволяет разогнать до нужной скорости протоны — внутри этого «прибора» могла бы поместиться кольцевая линия московского метрополитена.
Несмотря на наличие слов «ядерных исследований» в названии ЦЕРН-а, LHC имеет уже достаточно мало отношения к физике ядерных реакторов или атомных бомб. Ученые исследуют процессы, протекающие при взаимодействии кварков — частиц, из которых состоят протоны и нейтроны, слагающие, в свою очередь, атомное ядро. Теоретики считают что работа на LHC может привести к пониманию массы и гравитации, а попутно мы узнаем и то, как формировалась наша Вселенная в первые микросекунды после Большого Взрыва.
В настоящий момент техники уже чистят загрязненную при аварии вакуумную трубу специальными щетками. Из почти пяти километров уже отчищены две трети: результат проверяют при помощи особых телекамер и повторяют процедуру до десяти раз подряд, пока внутри трубы не останется ничего лишнего.
Из-за того, что коллайдер — прибор достаточно сложный, с новостями на тему его ремонта вышла некоторая путаница. Для управления пучком частиц физики используют магниты разных типов (один отклоняют частицы, заставляя их двигаться по окружности, другие — фокусируют пучок и корректируют его форму) и после аварии прошлой осенью часть этих магнитов пришлось снять и поднять на поверхность для ремонта.
16 апреля появилось официальное сообщение о том, что на место поставлен 39-й по счету магнит. А 30 апреля был опубликован и пресс-релиз The Press Association в котором повторилось почти то же самое, но про магнит было сказано что он 53-й из поврежденных; сходились эти сообщения только в оценке числа прямых секций ускорителя, которые осталось поставить на место. Внимательное изучение материалов, опубликованных на сайте Европейского центра ядерных исследований позволило внести ясность: инженеры отдельно посчитали большие (так называемые дипольные, всего их вышло из строя именно 39 штук) магниты длиной 15 метров каждый и секции поменьше для корректировки пучка (их оказалось испорчено после аварии 53).
Учитывая размеры, массу и сложность (Каждый магнит находится в специальном аппарате с жидким гелием, криостате — и температура внутри не превышает —272 градусов Цельсия) основные работы по ремонту уникальной установки можно считать пройденным этапом.
19 сентября в одном из криостатов из-за некачественного контакта возникла электрическая дуга: в тоннель вытекло около двух тонн гелия, часть управляющих поведением пучка магнитов вышла из строя — хотя все аварийные системы сработали корректно и еще более тяжелых для ускорителя последствий удалось избежать.
Ущерб, оцененный в 21 миллион долларов США, привел к переносу начала работы с LHC как минимум на год и принятию дополнительных мер, призванных обеспечить стабильную и безопасную работу в будущем.
Ученые проанализировали причины аварии и заменили не только вышедший из строя магнит вместе с пострадавшими соседними модулями, но и его подозрительный аналог в соседней секции. Крепления криостатов заменили на более прочные, а для сброса избыточного давления газа (осенью сорвавшего один криостат с места и покорежившего трубы) поставили дополнительные предохранительные клапаны. Для слежения за состоянием контактов между магнитами установили систему из двух тысяч электронных модулей, между которыми пришлось протянуть 160 километров кабелей по всему ускорителю.
Теперь, если все по-прежнему будет идти по запланированному специалистами LHC графику, ускоритель заработает осенью. Впрочем, пуск прибора такой сложности не происходит простым поворотом ключа или нажатием кнопки: в августе планируется охладить собранные магниты до их рабочей температуры (что займет несколько недель), в конце сентября по вакуумной трубе пролетят первые пучки частиц, а в октябре ученые проведут и первые столкновения.
Вопреки распространенному мнению на ускорителе не будут проводить какой-то одиночный эксперимент: гигантский подземный комплекс будет непрерывно сталкивать протоны и атомные ядра до осени 2010 года. За год непрерывной работы ученые накопят данные наблюдений за элементарными частицами и только после этого приступят к их анализу и проверке существующих теорий: как общепризнанных, так и экзотических, с существованием пока необнаруженных полей, частиц и даже дополнительных измерений.
