Адронний колайдер навіщо потрібен? Для чого потрібен великий адронний коллайдер

Багато прості жителі планети задають собі питання про те, для чого потрібен великий адронний коллайдер. Незрозумілі більшості наукові дослідження, на які витрачено багато мільярдів євро, викликають настороженість і побоювання.

Може, це і не дослідження зовсім, а прототип машини часу або портал для телепортації інопланетних істот, здатної змінити долю людства? Чутки ходять самі фантастичні й страшні. У статті ми спробуємо розібратися, що таке адронний коллайдер і для чого він створювався.

Амбітний проект людства

Великий адронний коллайдер на сьогодні є найпотужнішим на планеті прискорювачем часток. Він знаходиться на кордоні Швейцарії та Франції. Точніше під нею: на глибині 100 метрів залягає кільцевої тунель прискорювача довжиною майже 27 кілометрів. Господарем експериментального полігону вартістю, що перевищує 10 мільярдів доларів, є Європейський центр ядерних досліджень.

Величезна кількість ресурсів і тисячі фізиків-ядерників займаються тим, що прискорюють протони і важкі іони свинцю до швидкості, близької до світлової, в різних напрямках, після чого зіштовхують їх один з одним. Результати прямих взаємодій ретельно вивчаються.

Пропозиція створити новий прискорювач часток надійшло ще в 1984 році. Десять років велися різні дискусії щодо того, що буде собою представляти адронний коллайдер, навіщо потрібен саме такий масштабний дослідницький проект. Тільки після обговорення питань особливостей технічного рішення і необхідних параметрів установки проект був затверджений. Будівництво розпочали тільки в 2001 році, виділивши для його розміщення підземні комунікації колишнього прискорювача елементарних частинок - великого електрон-позитронного коллайдера.

Навіщо потрібен великий адронний коллайдер

Взаємодія елементарних частинок описується по-різному. Теорія відносності набуває протиріччя з квантовою теорією поля. Відсутньою ланкою у набутті єдиного підходу до будови елементарних частинок є неможливість створення теорії квантової гравітації. Ось навіщо потрібен адронний коллайдер підвищеної потужності.

Загальна енергія при зіткненні частинок становить 14 тераелектронвольт, що робить пристрій значно потужнішим прискорювачем, ніж всі існуючі сьогодні в світі. Провівши експерименти, раніше неможливі з технічних причин, вчені з великою часткою ймовірності зможуть документально підтвердити або спростувати існуючі теорії мікросвіту.

Вивчення кварк-глюонної плазми, що утворюється при зіткненні ядер свинцю, дозволить побудувати більш досконалу теорію сильних взаємодій, яка зможе кардинально змінити ядерну фізику і методи пізнання зоряного простору.

Бозон Хіггса

У далекому 1960 фізик з Шотландії Пітер Хіггс розробив теорію поля Хіггса, відповідно до якої частки, які у це поле, піддаються квантовому впливу, що у фізичному світі можна спостерігати як масу об`єкта.

Якщо в ході експериментів вдасться підтвердити теорію шотландського ядерного фізика і знайти бозон (квант) Хіггса, то ця подія може стати новою відправною точкою для розвитку жителів Землі.

А що відкрилися можливості людини, керуючого гравітацією, багаторазово перевищать всі видимі перспективи розвитку технічного прогресу. Тим більше що передових вчених більше цікавить не сама наявність бозона Хіггса, а процес порушення електрослабкої симетрії.

Як він працює

Щоб експериментальні частинки досягли немислимою для поверхні швидкості, майже рівної швидкості світла у вакуумі, їх розганяють поступово, щораз збільшуючи енергію.

Спочатку лінійні прискорювачі роблять инжекцию іонів і протонів свинцю, які після піддають ступінчастому прискоренню. Частинки через бустер потрапляють в протонний синхротрон, де отримують заряд в 28 ГеВ.

На наступному етапі частинки потрапляють в супер-синхротрон, де енергія їх заряду доводиться до 450 ГеВ. Досягнувши таких показників, частинки потрапляють в головне багатокілометрова кільце, де в спеціально розташованих місцях зіткнення детектори детально фіксують момент зіткнення.

Крім детекторів, здатних зафіксувати всі процеси при зіткненні, для утримання протонних згустків в прискорювачі використовують один тисячі шістсот двадцять п`ять магнітів, які володіють надпровідністю. Загальна їх довжина перевищує 22 кілометри. Спеціальна кріогенна камера для досягнення ефекту надпровідності підтримує температуру -271 ° C. Вартість кожного такого магніту оцінюється в один мільйон євро.

Мета виправдовує засоби

Для проведення таких амбітних експериментів і був побудований найпотужніший адронний коллайдер. Навіщо потрібен багатомільярдний науковий проект, людству розповідають з неприхованим захопленням багато вчених. Правда, у випадку нових наукових відкриттів, швидше за все, вони будуть надійно засекречені.

Навіть можна сказати, напевно. Підтвердженням сему є вся історія цивілізації. Коли придумали колесо, з`явилися бойові колісниці. Освоїло людство металургію - здрастуйте, гармати і рушниці!

Всі найсучасніші розробки сьогодні стають надбанням військово-промислових комплексів розвинених країн, але ніяк не всього людства. Коли вчені навчилися розщеплювати атом, що з`явилося першим? Атомні реактори, що дають електроенергію, правда, після сотень тисяч смертей в Японії. Жителі Хіросіми однозначно були проти наукового прогресу, який забрав у них та їхніх дітей завтрашній день.

Технічний розвиток виглядає насмішкою над людьми, тому що людина в ньому скоро перетвориться на найслабша ланка. За теорією еволюції, система розвивається і міцніє, позбавляючись від слабких місць. Може вийти незабаром так, що нам не залишиться місця в світі вдосконалюється техніки. Тому питання "навіщо потрібен великий адронний коллайдер саме зараз" насправді - не порожня цікавість, бо викликаний побоюванням за долю всього людства.

Питання, на які не відповідають

Навіщо нам великий адронний коллайдер, якщо на планеті мільйони вмирають від голоду і невиліковних, а часом і піддаються лікуванню хвороб? Хіба він допоможе побороти це зло? Навіщо потрібен адронний коллайдер людству, яке при всьому розвитку техніки ось вже як сто років не може навчитися успішно боротися з раковими захворюваннями? А може, просто вигідніше надавати дорогі медпослуги, ніж знайти спосіб зцілити? При існуючому світопорядку і етичному розвитку лише жменьці представників людської раси вельми необхідний великий адронний коллайдер. Навіщо він потрібен всьому населенню планети, ведучому невпинний бій за право жити в мирі, вільному від посягань на чиєсь життя і здоров`я? Історія про це замовчує ...

Побоювання наукових колег

Є інші представники наукового середовища, які висловлюють серйозні побоювання з приводу безпеки проекту. Велика ймовірність того, що науковий світ у своїх експериментах, в силу своєї обмеженості в знаннях, може втратити контроль над процесами, які навіть толком не вивчені.

Такий підхід нагадує лабораторні досліди юних хіміків - все змішати і подивитися, що буде. Останній приклад може закінчитися вибухом в лабораторії. А якщо такий «успіх» спіткає адронний коллайдер?

Навіщо потрібен невиправданий ризик землянам, тим більше що експериментатори не можуть з повною упевненістю сказати, що процеси зіткнень часток, що призводять до утворення температур, що перевищують в 100 000 разів температуру нашого світила, не викличуть ланцюгової реакції всього речовини планети ?! Або просто викличуть ланцюгову ядерну реакцію, здатну фатально зіпсувати відпочинок в горах Швейцарії або у французькій Рив`єрі ...

Інформаційна диктатура

Насторожує, що голоси дійсно вчених і розбираються в ядерній фізиці людей попросту ізолюють від громадськості. Засоби масової інформації проходять повз, не намагаючись навіть висвітлювати питання з цієї точки зору.

Для чого потрібен великий адронний коллайдер, коли людство не може вирішити менш складні завдання? Спроба замовчування альтернативної думки тільки підтверджує можливість непередбачуваності перебігу подій.

Напевно, там, де вперше з`явилася людина, в нього і була закладена ця двоїста особливість - робити благо і шкодити собі одночасно. Бути може, нам відповідь дадуть відкриття, які подарує адронний коллайдер? Навіщо потрібен був цей ризикований експеримент, вирішуватимуть вже наші нащадки.