Черная дыра? Мощнейший взрыв? Чисто научный проект

Профессор Университетского колледжа Лондона Джонатан Батерворс ответил на вопросы читателей BBC.com о Большом адронном коллайдере, который был вновь запущен 20 ноября после продлившегося 14 месяцев ремонта.

Джонатан Батерворс - один из ведущих специалистов в области физики элементарных частиц Великобритании, он возглавляет британскую сторону в амбициозном эксперименте ATLAS - проекте, в котором участвуют около 2000 специалистов из более чем 30 стран.

Британцы следят за работой одного из четырех детекторов, установленных вдоль Большого адронного коллайдера.

По замыслу создателей коллайдера, пучки разгоняемых навстречу друг другу протонов могут восстановить условия Большого взрыва на уровне микромира, что может дать ответы на фундаментальные вопросы физики и космологии.

Юра, Токио: Мне просто интересно - зачем это все надо? На это уходят огромные деньги. Иногда мне кажется, что коллайдер был на самом деле построен совсем для других целей...

Джонатан Батерворс: Большой адронный коллайдер - это чисто научный исследовательский проект. Из того, что мы знаем о фундаментальных силах природы, слабое и электромагнитное взаимодействия ведут себя очень схоже при определенных энергиях (более 100 ГэВ). Ниже этой энергии (энергии, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни) эти силы совсем не похожи. БАК должен позволить нам заглянуть именно в эту область энергий и увидеть, каким образом все эти силы объединяются (Теория великого объединения), исследовать физику в этой области. И это все... Никаких секретных проектов.

Максим Петренко, Магнитогорск, Россия: Верите ли вы, что весьма серьезные средства и интеллектуальный потенциал, задействованные в проекте БАК, будут потрачены не зря? Смогут ли получить хоть какую-то пользу от этого проекта так называемые "простые люди" по всему миру, по крайней мере, в нынешнем и следующем поколениях?

Джонатан Батерворс: Я верю, что все выделенные деньги будут расходоваться разумно. Для сравнения, ЦЕРН стоит в год примерно столько, сколько один большой европейский университет. Иметь такой "университет", чтобы изучать фундаментальные проблемы, мне кажется, вполне стоит этих денег.

По поводу простых людей, и что они смогут получить от наших исследований... Это предсказать довольно трудно. Но в прошлом человечество неоднократно делало открытия о нашей Вселенной, которые потом очень даже пригодились в повседневной жизни. Технологии, которые мы разрабатываем для наших целей, часто используются потом для других вещей. К примеру, всемирная паутина - это разработка ЦЕРНа, которая была создана для облегчения анализа огромного количества данных в крупных международных экспериментах. Еще один пример - сверхпроводящие технологии и различные детекторы, которые используются сегодня в энергетике и медицине.

paul nuclear, Санкт-петербург, Россия: Приведут ли данные, полученные в коллайдере, к развитию понимания квантовой теории реальности.

Джонатан Батерворс: Да. Как минимум мы сможем лучше понять механизм объединения всех фундаментальных взаимодействий. Надеемся, что этим не ограничится.

Vazha, Тбилиси, Грузия: Чему равна суммарная мощность БАК?

Джонатан Батерворс: БАК потребляет около 180 МВт, когда работает на полную мощность. Это примерно 10% от общего потребления Женевского кантона.

Леонид, США: Поможет ли БАК понять природу гравитационного поля и найти, что является носителем этого поля?

Джонатан Батерворс: Если нам повезет, то да. Возможно, мы сможем увидеть дополнительные измерения пространства-времени при энергиях БАК. И одним из результатов может быть то, что БАК сможет произвести и наблюдать гравитоны. Мое личное мнение - это очень маловероятно. Но я буду счастлив, если буду неправ.

Олег Гучашвили, Тбилиси: Предусмотрены или нет в эксперименте работы в сторону альтернативной энергии? Допустим, в виде превращения электромагнитной энергии (нужной для разгона частиц) в нестабильные частицы, с последующим использованием их в виде горючего?

Джозеф, Рига: Cтавятся ли в ходе экспериментов возможности создания процесса управляемой плазмы?

Джонатан Батерворс: Я отвечу на эти два вопроса вместе. То, чем мы занимаемся на БАК, может иметь различные научные последствия. Предсказать сейчас что-то очень сложно. Однако, насколько я знаю (я не эксперт в этой области), некоторые криогенные технологии, которые были нами разработаны, уже используются на реакторе термоядерного синтеза ITER.

Вячеслав, Россия: По некоторой информации, одной из ключевых задач в данном проекте является проблема определения закономерностей возникновения "силы, создающей массу".

Если я не ошибаюсь, то, очевидно, недалеко то время, когда вы, физики, сможете реализовать на практике мечту древних алхимиков - синтезировать искусственное золото и далее создавать материалы с невиданными доселе заданными свойствами. Такое возможно?

Джонатан Батерворс: Мне не приходит в голову сразу, насколько это реально. Но так как мы занимаемся абсолютно новой наукой, я предполагаю, что шансы создания новых материалов вполне могут существовать.

Артем, Омск, Россия: Входит ли в ваши планы создание черной дыры или темной материи?

Джонатан Батерворс: Если у БАКа будет достаточно энергии для их создания, то да (масса этих объектов должна быть не больше, чем энергия БАК). Существует несколько возможных кандидатов для темной материи. Один из наиболее популярных - это самая легкая частица, существующая в теории под названием “суперсимметрия”. Ее БАК может увидеть. Что касается черной дыры, то она может быть создана на БАК при определенных условиях - наличие дополнительных измерений пространства-времени и сильного гравитационного взаимодействия на очень малых расстояниях.

Александр, Севастополь, Украина: Какова вероятность возникновения черных дыр и существуют ли методы их ликвидации?

Джонатан Батерворс: Если черная дыра будет создана на БАК, она распадется мгновенно (согласно процессу, известному как излучение Хоукинга), так как она будет очень маленькой. Поэтому у нас даже не будет времени контролировать ее. Это не значит, однако, что она выйдет из-под контроля!

Лиза, Россия, Санкт-Петербург: А после запуска этого коллайдера Земля может взорваться?

Джонатан Батерворс: Нет. Столкновения частиц, которые мы будем наблюдать на БАК, постоянно происходят в природе - при взаимодействии космических лучей с планетами и звездами. Если бы Земля могла быть уничтожена при помощи этих лучей, мы бы постоянно наблюдали взрывы звезд и планет. Чего не происходит.

Владимир, Украина, Миргород: Не приведет ли испытание Большого адронного коллайдера к созданию "черной дыры", которая поглотит Землю?

Джонатан Батерворс: Нет. Не стоит даже беспокоиться.

Сергей, Россия: Будут ли привлекаться для обсчета результатов компьютеры всех желающих, как это было в проекте SETI@home?

Джонатан Батерворс: Это сложно делать для анализа данных, так как данных слишком много. Распределять их по домашних компьютерам - задаче не из простых. Однако, существует проект LHC@HOME, который использует сеть домашних компьютеров по всему миру для моделирования.

GreenWood, Россия, Самара: Сколько русских ученых участвует в проекте?

Джонатан Батерворс: Примерно 850 российских ученых работает в ЦЕРНе. Я предполагаю, что более 700 вовлечены как раз в проект БАК.

Витаутас, Литва: Поскольку британцы отвечают за работу одного из детекторов, очевидно, что Ваша работа тесно связана и с проблемами безопасности коллайдера. Прошу вас прокомментировать этот аспект проекта. Насколько он соответствует универсальному принципу "не навреди"?

Джонатан Батерворс: Полностью соответствует. Даже когда у нас произошел инцидент в прошлом году, никто не получил никаких повреждений. За все время строительства БАКа не было ни одного смертельного случая среди гражданских рабочих и инженеров. Что для проекта такого масштаба - очень хороший показатель.

Олег, Украина, Одесса: Я читал в прессе сообщения о том, что эксперимент с воссозданием условий Большого Взрыва может выйти из-под контроля ученых. Есть ли почва под подобными заявлениями?

Джонатан Батерворс: Мы надеемся, что нет. Если пучок выйдет из-под контроля, он сможет повредить БАК и, возможно, детекторы. Но это, пожалуй, все. Никто за пределами БАК ничего не заметит. Конечно, на БАК постоянно проходят проверки, чтобы все шло гладко. Но, как вы знаете из прошлогодних новостей, не всегда возможно избежать неожиданностей, так как это совершенно новый и уникальный эксперимент. Никто никогда не делал ничего похожего.