Ученые повторят сотворение мира
Циклопическая машина - Большой адронный коллайдер (БАК) - запущена. Физики Европейской организации ядерных исследований уже второй месяц экспериментируют - разбивают вдребезги протоны, несущиеся навстречу друг другу почти со скоростью света.
Даешь новую физику!
Ученые занимались этим и прежде - более двух лет назад. В результате был обнаружен вожделенный бозон Хиггса, придающий массу всем другим частицам во Вселенной. Его - так называемую частицу Бога - удалось буквально выбить из мироздания, сталкивая пучки протонов колоссальной мощности - в 7 тераэлектронвольт (ТэВ). Ныне же - после модернизации и укрепления БАК - энергия столкновений доходит до 13 ТэВ. А в ближайшее время она достигнет аж 14 ТэВ. Одному Богу пока известно, что при этом будет происходить.
Когда БАК только построили, кто-то из физиков родил афоризм: "Мы попытаемся увидеть, что получится, и попробуем понять, что это значит". Ныне афоризм стал еще актуальнее. Ведь ученые намерены вторгнуться совсем уж в неведомое.
- Пришло время для новой физики, - заявил гендиректор Европейской организации ядерных исследований (CERN) Рольф Хойер. - Стали поступать первые данные. Посмотрим, что они нам откроют о том, как работает наша Вселенная.
Что дальше?
В серии экспериментов на БАКе удвоенной мощности, которые закончатся в 2018 году, ученым хотелось бы вот чего:
- Получить темную материю. По теории этой субстанции в нашей Вселенной аж 85 процентов. Но она пока неуловима. Неизвестно, из чего состоит, где, как и почему скрывается. Физики не уверены, что смогут увидеть темную материю непосредственно - рассчитывают зарегистрировать частицы, на которые она распадается. Аналогичным образом был обнаружен, кстати, и бозон Хиггса.
- Выбить из протонов какие-нибудь экзотические частицы - например, суперсимметричные - это более тяжелые версии обычных частиц. Теоретически они должны существовать. Первый успех уже есть: в июле 2015 года открыта новая частица - пентакварк.
- Понять, куда делась антиматерия. По существующим ныне физическим теориям, наш мир существовать не должен бы. Ведь образовался он в результате Большого взрыва, когда нечто невообразимо крошечное и невероятно плотное вдруг "взорвалось", расширилось и превратилось в материю. Но вместе с ней обязана была образоваться и антиматерия - ровно столько же, сколько и материи. Далее им следовало аннигилировать - то есть исчезнуть со вспышкой света. Результат - никакой Вселенной. Но она имеется. А раз так, то в результате чего-то необъяснимого материи стало больше, чем антиматерии. Что и привело в итоге к появлению всего сущего. Но что стало причиной плодотворного дебютного перекоса? И куда подевалась вся антиматерия? Неразрешимые загадки. Вот их-то и попробуют решить, получая в экспериментах на БАКе частицы антиматерии.
- Узнать, существуют ли дополнительные измерения. Теория вполне допускает, что в нашем мире не три измерения - длина, высота, ширина, а гораздо больше. От этого, мол, и гравитация проявляет себя гораздо слабее, чем остальные фундаментальные взаимодействия. Ее силы уходят в другие измерения. Физики полагают: доказать существование дополнительных измерений можно. Для этого нужно обнаружить частицы, которые могут существовать только при наличии дополнительных измерений.
- Устроить нечто вроде сотворения мира. Физики намерены воспроизвести первые мгновения жизни Вселенной и посмотреть, из чего же она состояла. В экспериментах вместо протонов будут сталкивать куда более тяжелые ионы свинца. И производить субстанцию, которая появилась примерно 13,7 миллиарда лет назад сразу же после Большого взрыва. И в результате его. Ведь именно с этого головоломного события якобы и произошло сотворение мира. Сначала в нем не было ни атомов, ни тем более молекул, а существовала лишь так называемая кварк-глюонная плазма. Ее-то и породят разбитые после лобовых столкновений ионы свинца.
|
ЕСТЬ ОПАСЕНИЯ
Как бы не было дыры...
Новые эксперименты на БАКе, ставшем в два раза мощнее, возродили прежние страхи с удвоенной силой. Некоторые ученые опять грозят вселенским катаклизмом. Мол, столкновения протонов породят черную дыру. Дыра вырастет и засосет все вокруг.
Страхи, на удивление, не лишены физической основы. Ведь ученые так и не пришли к единому мнении по поводу черных дыр. И не берутся утверждать, что их вообще не будет.
Еще в 1970-е годы теоретики предсказали появление микроскопических черных дыр в ускорителях масштаба БАК. В 2001 году появились расчеты, из которых следовало: коллайдер способен производить по одной дыре в секунду. В 2008 году на сайте CERN было, по сути, признано, что такое возможно.
Потом канадский физик Мэтью Чоптуйк из Университета Британской Колумбии и его американский коллега Франс Преториус из Принстонского университета смоделировали на компьютере столкновение двух элементарных частиц. И получили гравитационные эффекты, которые привели к образованию микроскопической черной дыры.
Кстати, те самые дополнительные измерения, которые будут искать посредством БАКа, облегчают зарождение черных дыр. Если, конечно, эти измерения существуют. А наличие во Вселенной дополнительных измерений предсказывает популярная ныне теория струн.
- Черные дыры породят частицы и исчезнут, - успокаивал еще перед экспериментами первой серии знаменитый британский астрофизик Стивен Хокинг. - То есть быстро рассосутся.
Отто Ресслер, профессор химии из Университета Тюбингена (Германия), наоборот, утверждал, что образовавшаяся черная дыра быстро вырастет, захватывая частицы. Например, электроны. Далее она может быть притянута гравитацией к самому центру Земли и, разрастаясь, уничтожит планету.
Пока ничего страшного не произошло. Может быть, и не произойдет. Вряд ли стоит опасаться и экспериментов по сотворению мира - особенного того, что может произойти новый Большой взрыв - то есть возникнет еще одна Вселенная. Нет, конечно. Физики же не боги…
