Почему науке мало одного адронного коллайдера

ОгонёкНаука

Быстрее, больше, мощнее

Кирилл Журенков

Футурологические интерьеры ЦЕРНа сделали бы честь любой голливудской фантастике. Фото Agf Foto Rm / Massimo Dallaglio / Diomedia

В швейцарском ЦЕРНе — главной мировой лаборатории физики элементарных частиц — обнародовали сенсационные планы. Речь о строительстве нового ускорителя — почти в 4 раза больше, в 7 раз мощнее и во много раз дороже действующего БАКа — Большого адронного коллайдера. Будущий циклический коллайдер (БЦК) планируют построить к 2050 году, проект оценивают в сумму более 20 млрд евро (БАК стоил около 5 млрд). Но интрига не только в финансах и размерах БЦК (длина устройства, по задумке, составит 100 км — целый мегаполис под землей); главное — научная революция, хоть и в планах, но не гарантируется. Все, что открыто на действующем БАКе, осталось в рамках так называемой Стандартной модели: удалось лишь закрыть бреши в знании. Принесет ли новый коллайдер нам новую физику, обеспечит ли он прорыв в понимании Вселенной? За ответами на эти вопросы «Огонек» обратился к отечественным и зарубежным экспертам.

О планах по созданию Будущего циклического коллайдера (БЦК), который должен заменить действующий уже 10 лет Большой адронный коллайдер, известно давно — с 2014 года. Однако только сейчас этот мегапроект наконец-то обрел видимые очертания: на сайте ЦЕРНа (Европейской организации по ядерным исследованиям со штаб-квартирой в Женеве) объявлено о подготовке четырехтомного доклада-концепции, посвященного БЦК. В докладе — ответы на все основные вопросы по проекту: от его научного потенциала до технических вызовов, стоимости и сроков реализации. Сам проект, кстати, стал международным еще до рождения: только в работе над его концепцией приняли участие 1300 экспертов из 150 университетов, научных институтов и других организаций мира! Ну а в случае реализации он наверняка станет еще одной знаковой международной научной коллаборацией и очередным доказательством, что наука становится все более интернациональной.

Впрочем, самое точное определение для Будущего циклического коллайдера — это беспрецедентность. Судите сами: он должен занять беспрецедентно большой 100-километровый тоннель под Женевой и окрестностями, беспрецедентной будет и энергия столкновения пучков — в 7 раз выше, чем в нынешнем Большом адронном коллайдере! О столкновениях каких именно частиц речь? Это и электроны с позитронами, и протоны с протонами, и ионы с ионами, а также электроны с протонами и электроны с ионами. Одним словом, ученые должны остаться довольны. Да что там ученые — интерес к проекту уже проявили самые неожиданные персонажи. Буквально только что о разговоре с директором ЦЕРНа по поводу строительства нового туннеля написал в своем Twitter… Илон Маск!

Теперь о сроках и цене этих масштабных научных замыслов. За подробностями «Огонек» обратился к физику Кэмбриджского университета, члену эксперимента LHCb в ЦЕРНе Гарри Клиффу, который работает над вовлечением общественности в проект.

— Первая фаза (электронно-позитронный коллайдер) стартует в 2040-х, за ним последует протон-протонный коллайдер в 2050-х,— рассказал ученый нашему журналу. Стоимость новых устройств вполне соответствует амбициям ученых: по данным, опубликованным в СМИ, 9 млрд евро — во столько обойдется электронно-позитронный коллайдер, еще 15 млрд должно уйти на второй, протон-протонный, коллайдер! Будущий циклический коллайдер — это, по сути, несколько проектов в одном. Собственно, его критики уже возмутились: нельзя ли потратить деньги на что-нибудь более необходимое? А кое-кто из скептиков и вовсе разводит руками: так ли широки научные перспективы проекта, как о них говорят? Разберемся.

Дорогое удовольствие

Директор Лаборатории теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) Дмитрий Казаков напоминает: любой ускоритель — дорогое удовольствие и в этом ничего удивительного нет.

— Тут стоит вспомнить историю,— говорит эксперт.— Ускорители строились по всему миру, начиная с послевоенного времени, по принципу «все больше и мощнее», ведь чем больше энергия устройства, тем глубже можно проникнуть в микромир. Шла настоящая гонка: соревновались как целые страны, так и институты. Но в какойто момент стало понятно: потянуть постройку ускорителя одной стране нереально. Об это споткнулись американцы, когда начали строить Сверхпроводящий суперколлайдер (SSC) в Техасе в начале 1990-х. Конгресс остановил эту стройку: там решили, что расходовать такие средства (на тот момент — около 10 млрд долларов) неоправданно. Интересно, что именно SSC должен был открыть бозон Хиггса, но даже этот факт не смог переубедить Конгресс. Для сообщества физиков всего мира это был тревожный звоночек: значит, есть некий предел амбиций.

За этот «предел амбиций» удалось выйти с проектом Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе, который строили уже сообща, а в его экспериментах участвовали целые научные коллаборации (сообщества ученых и научных институтов из разных стран). В БАК вложились все — русские, японцы, китайцы, американцы, надежды были самые радужные: на нем открыт бозон Хиггса и в какой-то момент казалось, что новый коллайдер будет выдавать одно открытие за другим. Не тут-то было.

— Много ожиданий — и ни одно не оправдалось,— разводит руками Дмитрий Казаков.— Бозон Хиггса стал едва ли не единственным громким достижением. То есть технически коллайдер работает изумительно, он достиг нужной светимости, нужной энергии, там хорошо работают детекторы, получаются «чистые» результаты. И тем не менее новых вещей он больше не открыл. Ученые задумались: в чем же дело? Или не того ожидали, или не угадали с энергией и точностью. Так научная мысль разветвилась в двух направлениях. Одно — повышение энергии и размеров машин. Другое — строительство коллайдеров другого типа.

Сегодня научный мир как раз на развилке. К примеру, часть ученых сосредоточилась на коллайдерах, разгоняющих тяжелые ионы (с их помощью изучают адронную структуру материи), одно из таких устройств сейчас, например, строят в Дубне. В ЦЕРНе, как нетрудно догадаться, держатся, напротив, за то, что уже есть, и пытаются повторить собственный успех: дважды использовать одну и ту же инфраструктуру. Напомним, что когда-то Большой адронный коллайдер был построен в том же тоннеле, что и предыдущий ускоритель, так называемый LEP. Теперь же идея в том, чтобы разместить в одном и том же тоннеле сначала электронный, а затем адронный коллайдер.

Еще занятный поворот: альтернативный ЦЕРНу проект сегодня предлагают китайцы, причем они готовы финансировать его сами, но, как отмечает Дмитрий Казаков, не имеют нужных интеллектуальных возможностей. А с ЦЕРНом ровно наоборот: интеллектуальная мощь налицо, вопрос лишь в деньгах.

— Это грандиозный скачок. Все равно что планировать путешествие даже не на Марс, а к Урану,— говорит в интервью Nature Джан Франческо Джудиче, возглавляющий отдел теоретической физики ЦЕРНа. И тут же подчеркивает, что с такими проектами связана главная надежда на разрешение ряда загадок природы — на самом фундаментальном уровне.

На Большом адронном коллайдере проходят четыре основных эксперимента (на фото — рабочий процесс в рамках одного из них, CMS). Фото AFP

Темная загадка

Что за тайны должен раскрыть Будущий циклический коллайдер? Строго говоря, так вопрос не стоит: загадок в физике до сих пор хватает, а их очередность зависит от того… как дело пойдет.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Норма крепости Норма крепости

Forbes впервые оценил надежность российских застройщиков

Forbes
Сколько теннисисты зарабатывают на турнирах Большого шлема Сколько теннисисты зарабатывают на турнирах Большого шлема

Сколько платят чемпионам и неудачникам теннисных соревнований

Forbes
Алкогений: Жерар Депардье Алкогений: Жерар Депардье

Вкус к вину Жерар Депардье приобрел с детства

Maxim
Виктория Толстоганова и Светлана Тегин. На одном языке Виктория Толстоганова и Светлана Тегин. На одном языке

Разговор между актрисой Викторией Толстогановой и дизайнером Светланой Тегин

Караван историй
10 фактов о деменции, которых вы не знали 10 фактов о деменции, которых вы не знали

Как найти общий язык с человеком, теряющим когнитивные функции

Psychologies
На живца: как рестораны привлекают новых посетителей На живца: как рестораны привлекают новых посетителей

Люди ходят в рестораны не за едой, а за новыми впечатлениями

Forbes
В США хакер напугал семью, отправив через камеру наблюдения сигнал о ядерном ударе В США хакер напугал семью, отправив через камеру наблюдения сигнал о ядерном ударе

«Умный дом» становится идеальным местом для тупых розыгрышей.

Maxim
5 ошибок, которые мешают вашему пылесосу нормально работать 5 ошибок, которые мешают вашему пылесосу нормально работать

5 ошибок, которые мешают вашему пылесосу нормально работать

CHIP
Переток силы Переток силы

Чем полезен российский климат для развития альтернативной энергетики

Forbes
Гости бизнес-завтрака Forbes нашли мотивы для инвестирования в образование Гости бизнес-завтрака Forbes нашли мотивы для инвестирования в образование

Гости бизнес-завтрака Forbes нашли мотивы для инвестирования в образование

Forbes
Как работать с цветом: 10 советов Энни Гриффитс Как работать с цветом: 10 советов Энни Гриффитс

Как правильно использовать цветовую гамму для создания впечатляющих снимков

National Geographic
Продолжение следует… Продолжение следует…

К середине января в США вернутся с каникул популярные сериалы

StarHit
Бизнес как сквош: пять причин взяться за ракетку Бизнес как сквош: пять причин взяться за ракетку

Какие тактики, реализуемые на корте, привели к победе Apple и Amazon

Forbes
После смерти обезглавить: в Англии найден загадочный могильник После смерти обезглавить: в Англии найден загадочный могильник

В Англии найден загадочный могильник

National Geographic
Как перестать делать то, чего не хочется, в угоду другим? Как перестать делать то, чего не хочется, в угоду другим?

О том, как постоять за себя, рассказывает психотерапевт Сьюзан Сент-Уэлч

Psychologies
Алкогений: Василий Шукшин Алкогений: Василий Шукшин

Выдающийся русский писатель, режиссер и киноактер Василий Шукшин и алкоголь

Maxim
Ни два, ни четыре Ни два, ни четыре

Япония официально продолжает настаивать на возвращении ей Курильских островов

Эксперт
10 самых ожидаемых премьер фестиваля «Сандэнс» 2019 10 самых ожидаемых премьер фестиваля «Сандэнс» 2019

Фильмы, о которых скоро будут говорить все

Vogue
Любой пример заразителен? Любой пример заразителен?

Почему мы копируем поведение других?

Psychologies
В здоровом теле здоровый дух В здоровом теле здоровый дух

О том, как важно соблюдать баланс во всем

OK!
Почему мы не разрешаем себе радоваться Почему мы не разрешаем себе радоваться

Почему мы отказываемся от жизненных красок, предпочитая предсказуемость

Psychologies
Опрос Forbes: нужно ли отказываться от расчета ВВП в России Опрос Forbes: нужно ли отказываться от расчета ВВП в России

Нужно ли отказываться от расчета ВВП

Forbes
Почему искусственному интеллекту нелегко живется в России Почему искусственному интеллекту нелегко живется в России

В России ИИ-стартапы сталкиваются с целым рядом проблем

Forbes
При деменции и старении: как «серебряные» стартапы помогают пожилым людям При деменции и старении: как «серебряные» стартапы помогают пожилым людям

Что может помочь при болезни Альцгеймера, нарушениях движений и одиночестве?

Forbes
Протеиновый скачок Протеиновый скачок

Девелопер и финансист решили накормить человечество белком из бактерий

Forbes
Заяц как фантазия Заяц как фантазия

А у меня, как только прошли праздники,— на столе фальшивый заяц

Огонёк
Самый большой в мире авиалайнер садится при боковом ветре: видео Самый большой в мире авиалайнер садится при боковом ветре: видео

Посадка при сильном боковом ветре – серьезное испытание для пилотов

National Geographic
Дорога к автосервису: как меняется рынок эвакуации автомобилей Дорога к автосервису: как меняется рынок эвакуации автомобилей

Рынок автомобильной эвакуации «уберизируется», сокращая издержки бизнеса

Forbes
Скромный миллиардер. Как Ингвар Кампрад создал IKEA и отказался от нее Скромный миллиардер. Как Ингвар Кампрад создал IKEA и отказался от нее

Первый центр IKEA появился в старом здании мастерской в городе Эльмхульт

Forbes
Трехлетний мальчик потерялся в лесу, но выжил. Говорит, что ему помогал медведь Трехлетний мальчик потерялся в лесу, но выжил. Говорит, что ему помогал медведь

Трехлетний мальчик был найден живым после двух дней скитаний по лесу

National Geographic
Открыть в приложении