10 сентября запускают Большой адронный коллайдер

В среду, 10 сентября, в окрестностях Женевы произойдет эпохальное событие - там на рабочую мощность будет выведен крупнейший ускоритель частиц, когда-либо созданный в мире, сообщает BBC Russia.

Создание экспериментальных установок, подобных Большому адронному коллайдеру, способствует появлению и развитию новых технологий в промышленности, хотя прямая задача таких проектов находится исключительно в сфере фундаментальных научных исследований. Такое мнение высказал в понедельник на пресс-конференции в РИА Новости координатор участия России в проекте БАК, заместитель директора НИИЯФ МГУ Виктор Саврин.

В среду состоится первая попытка провести пучок протонов по всему 27-километровому кольцу ускорителя. Энергия столкновений на нем после выхода на проектную мощность составит 14 тераэлектронвольт, что позволит физикам узнать много нового о строении материи, и, в частности, обнаружить следы существования бозона Хиггса, который, как полагают определяет массу частиц.

"Цель проекта БАК - чисто фундаментальная, и прикладных исследований и, тем более, коммерческих, специально проводиться не будет. Но поскольку требования к подобным установкам очень высокие, то и материалы, и электроника, и другие компоненты этих установок должны быть очень высокого - небывалого - уровня. И это влечет за собой развитие технологий, которые могут быть использованы и в других областях", - отметил Саврин.

Он сравнил физику высоких энергий с "локомотивом высоких технологий", так как "ее запросы могут привести к развитию прикладных областей".

В качестве примера ученый привел появление Всемирной паутины - технологии WWW, которую начали развивать в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) для решения задач физики высоких энергий.

Саврин отметил, что бурный рост нанотехнологий в настоящее время был подготовлен еще в начале 20-го века, когда создавались основы квантовой теории.

"Бурно развиваются нанотехнологии - во всем мире. Прогресс там колоссальный, охвачены многие области хозяйства и жизнедеятельности человека. Но фундаментальные основы нанотехнологий были заложены сто лет назад, когда была создана квантовая теория. И тогда никто не помышлял, что мы придем к такому развитию нанотехнологий. Только теперь мы может превращать фундаментальные исследования в различные изделия, материалы, лако-красочные покрытия и так далее", - сказал ученый.

По его мнению, те знания о микромире, которые мы получаем сейчас, будут каким-то образом использованы для практического применения в будущем.

"Через сколько лет - не знаю, но такие знания могут быть основой для, например, пикотехнологий и фемтотехнологий. Это по той же шкале: "нано" - от слова "десять в минус девятой степени", "пико" - "в минус двенадцатой", "фемто" - в минус пятнадцатой. Фемто - это те процессы, которые мы будем изучать на Большом адронном коллайдере", - отметил Саврин.

Он также рассказал, что в проекте БАК будет использована технология распределенных вычислений "Грид". Так как с каждого детектора коллайдера будет идти гигантский поток информации (общий поток информации с комплекса составит 700 мегабайт в секунду), нужна будет быстрая электроника для считывания и хранения этой информации, а также для ее обработки. По словам Саврина, ни один супекомпьютер с этим объемом не справится, поэтому будет применена система распределенных вычислений Грид.

Для этого по всему земному шару уже установлены специальные вычислительные центры, которые предоставлены для доступа через персональный компьютер любому физику, участвующему в экспериментах. Эта система сама ищет, где есть свободный ресурс и соответствующее программное обеспечение для решения какой-то конкретной задачи.

По словам Саврина, как раньше физики изобрели Интернет, а теперь им пользуются даже школьники, так, предполагается, будет использована и система Грид.

Уникальный объект, строительство которого обошлось почти в 8 миллиардов евро, станет местом проведения крупнейшего эксперимента в истории мировой физики. Одной из задач гигантского устройства станет попытка внести ясность в основополагающие теории современной физики.

В начале XX века появились две таких теории - общая теория относительности Альберта Эйнштейна, которая описывает Вселенную на макроуровне, и квантовая теория поля, которая описывает Вселенную на микроуровне.

Проблема в том, что эти теории несовместимы друг с другом. Например, для адекватного описания происходящего в чёрных дырах нужны обе теории, а они вступают в противоречие.

Ещё Эйнштейн в последние годы жизни хотел разработать Единую теорию поля, но количество эмпирического материала было тогда недостаточно.

Во второй трети XX века физикам удалось разработать Стандартную модель, которая объединяла три из четырёх фундаментальных взаимодействий элементарных частиц и составленных из них тел - сильное, слабое и электромагнитное.

В конце XX века физики начали разрабатывать теорию, которая смогла бы объединить все четыре взаимодействия. Оказалось, однако, чрезвычайно трудно добавить гравитационное взаимодействие в Стандартную модель. Таким образом, в настоящее время фундаментальные взаимодействия описываются двумя общепринятыми теориями: общей теорией относительности и Стандартной моделью.

С тех пор создать общую теорию так и не удалось из-за трудностей описания теории квантовой гравитации. Некоторые из них имеют внутренние противоречия, и ни у одной из них нет экспериментального подтверждения. Проблема в том, что для проведения соответствующих экспериментов нужны энергии, недостижимые на современных ускорителях заряженных частиц. И вот тут на помощь должен прийти БАК - Большой адронный коллайдер.

Одной из основных целей проекта БАК/LHC является экспериментальное доказательство существования бозона Хиггса - частицы из Стандартной модели.

Без понимания его роли, например, невозможно теоретически объяснить понятие массы. Именно изучение этого механизма, возможно, натолкнет физиков на новую теорию нашего мира, более глубокую, чем Стандартная модель.