Зачем физикам нужна новая, супердорогая игрушка – циклический коллайдер?
Когда на Большом адронном коллайдере (БАК) был открыт бозон Хиггса, физики сразу заговорили, что теперь им необходима установка для более тщательного его изучения. О планах заявили в 2014 году.
«Как известно, познание бесконечно, поэтому сколько бы коллайдеров не было, всегда захочется построить ещё один, — улыбается замдиректора по научной работе Института ядерной физики им. Будкера СО PAH, доктор физико-математических наук Евгений Левичев. — Собственно, причин, по которым ЦЕРН решил взяться за новый проект, две. Обе связаны с результатами, полученными на Большом адронном коллайдере. Первая — это открытие бозона Хиггса. Вторая — неоткрытие НИКАКОЙ Новой физики. А учёные её так ждали».
Причём ждали долго. С тех пор, как в конце 1970-х физики разработали так называемую Стандартную модель (СМ), призванную объяснить все премудрости теории элементарных частиц, вопросов появилось больше, чем ответов. Оно неудивительно: чем шире раздвигаются границы познания, тем больше точек соприкосновения с чем-то неведомым и до поры необъяснимым.
Например, Стандартная модель должна была описать и объединить четыре типа взаимодействия элементарных частиц (сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное), но для гравитации места в ней нашлось. Она по-прежнему описывается Общей теорией относительности. Другие накопившиеся вопросы не менее сложны — как для объяснения учёными, так и для понимания обывателями. Откуда берётся масса нейтрино, которой, по теории, вообще не должно быть? Где находится всё антивещество Вселенной, ведь изначально его должно было быть столько же, сколько привычного нам вещества? Какова природа тёмной материи и тёмной энергии, на которые приходится аж 95,5% Вселенной?!
Теорию, которая дала бы ответы на эти вопросы и ряд других, учёные и называют «Новой физикой». Или — «Физикой за пределами Стандартной модели». Когда запускали БАК, они потирали руки в предвкушении, что эта грандиозная и на данный момент самая крупная в мире экспериментальная установка вскоре всё растолкует им и про нейтрино, и про антивещество, и про тёмную энергию. А на деле не получили даже намёков на ответы. Да, открыли бозон Хиггса, чего ждали почти полвека, но его природу нужно изучать дальше.
А значит, нужно строить установку значительно больших размеров.
Чем опасен суперколлайдер?
Длина окружности Большого адронного коллайдера — 27 км. Новый ускоритель, предварительно получивший название Future Circular Collider или FCC («Будущий циклический коллайдер»), будет почти в 4 раза длиннее. Согласно проекту, его кольцо растянется на 100 км.
В работе над концепцией принимали участие более 1,3 тыс. специалистов из 150 организаций по всему миру. Строить суперколлайдер будут в несколько этапов. На первом потребуются 9 млрд евро, затем — ещё 15 млрд.
«Комплекс FCC на самом деле включает три коллайдера, которые будут последовательно по времени использовать одну и ту же инфраструктуру — тоннели, здания, электрические подстанции, — поясняет Евгений Левичев. — Первый коллайдер предназначен для прецизионного исследования свойств бозона Хиггса (с точностями, недостижимыми на БАК), а также для других экспериментов. Второй коллайдер — с энергией в несколько раз большей, чем у БАК — будет предназначен для поиска Новой физики. Затем начнёт свою работу третий ускоритель.
Кстати, наш Институт ядерной физики СО РАН активно участвует в проекте первого коллайдера на всех основных этапах: выбор конфигурации, определение параметров и ограничений, выработка конкретных технических решений. Это весьма существенное участие».
Предположения об опасности новой установки (напомним, при запуске БАК общественность была взбудоражена слухами о микроскопических чёрных дырах, которые якобы поглотят Землю) учёные с улыбкой отвергают. «Через наше тело ежесекундно пролетают космические лучи с гораздо большими энергиями, чем можно достигнуть на коллайдере. И ничего, вы их даже не замечаете», — говорят они.
Подпишитесь на нас