Большой адронный коллайдер - не конец света, а Чудо Света!

Свершилось! Гигантский ускоритель элементарных частиц, призванный разгонять протоны до умопомрачительных скоростей и сталкивать их друг с другом, благополучно запущен. На этот раз конца света ожидали не только суеверные старушки. Многие величайшие умы человечества высказывали свои "апокалипсические" прогнозы о возникновении "чёрных дыр", способных всосать Землю; формировании "антивещества"; развитии неуправляемой цепной реакции, ведущей к взрыву, превращающему планету в пыль.

Большой адронный коллайдер заставил встрепенуться и заглянуть в учебники физики практически всё цивилизованное население Земли. Но минуло 10 сентября 2008г, коллайдер запущен, первые частицы пробежали по нему положенную дистанцию в 27 км, и: ничего не произошло. Учёные разбираются с полученными данными, обыватели испытали некое разочарование и многие просто потеряли интерес к этой установке. Но, какими бы ни были результаты научного эксперимента, большой адронный коллайдер уже вошёл в историю, как грандиознейшее, поражающее воображение сооружение, созданное исключительно для научных целей. БАК возглавил рейтинг инженерных чудес света, составленный американским изданием GizmoWatch.

Попытки создать подобные ускорители уже неоднократно предпринимались, но такой масштабный проект был осуществлён впервые. Эта идея вынашивалась величайшими учёными всей планеты, начиная с 80-ых годов прошлого века, но реальное строительство БАК началось в 2001-ом.

Нельзя сказать, что до БАК свет не видывал коллайдеров. Так, экспериментальный протон-антипротонный коллайдер Тэватрон находится в научно-исследовательской лаборатории имени Энрико Ферми в США, а второе устройство со сложным названием "Релятивистский Коллайдер Тяжёлых Ионов RHIC" располагается также в Америке - в Брукхейвенской лаборатории.

Однако прямым "прародителем" большого адронного коллайдера стал большой электрон-позитронный коллайдер: именно для этого устройства в период с 1983 по 1988 гг. был проложен 27-километровый подземный тоннель шириной 3.8 метра. Он проходит по территории двух стран - Швейцарии и Франции, и один из участков пролегает неподалёку от Женевы. Туннель расположен не горизонтально, а несколько наклонно, чтобы как можно большая его часть находилась в монолитной скале, фактически в пещере, на глубине около 100м (вообще-то она варьирует от 50 до 175 метров на разных участках). Сделано это в целях безопасности, а так же для того, чтобы обеспечить стабильность условий проведения эксперимента.

В тоннеле проложены две вакуумные трубы, в которых и осуществляется движение протонного пучка, причём кольца, образуемые этими трубами, имеют не идеально круглую форму, а это скорее скруглённые многоугольники, в области углов которых стоят поворотные магниты. В нескольких местах эти кольцевые трубы пересекаются, именно там по сценарию должно происходить столкновение частиц, ради которого, и затеян эксперимент. Для удержания в правильном положением потока частиц использовалось более полутора тысяч (а точнее -1624) сверхпроводящих магнитов, протяженность которых в общей сложности превышает 22 км. Каждый же магнит имеет длину около 15 метров. Магниты используются двух видов - квадропульные ( 392 шт.) и дипольные ( 1232 шт). Именно дипольные магниты будут удерживать частицы, тогда как квадрапульные магниты нужны для того, что бы максимально повысить шансы на взаимодействие частиц, которое может произойти в местах пересечения балок (труб). Общий вес магнитов составляет более 27 тонн.

Всё кольцо коллайдера разделено на восемь равных секторов, на каждом из которых стоят в ряд магниты, управляющие движением пучка протонов. Под воздействием магнитного поля элементарные частицы не улетают прочь по касательной, а остаются внутри кольца. Кроме того, специальные фокусирующие магниты не дают протонам во время движения колебаться в продольном направлении и задевать стенки вакуумной трубки, в которой осуществляется движение.

Охлаждение магнитов во время эксперимента осуществляется грандиозной криогенной системой, заполненной жидким гелием. Понадобилось 96 тонн этого вещества для того, что бы магниты смогли функционировать при рекордно низкой температуре -271 градус по Цельсию!

На поверхности располагается здание, в котором находится вспомогательное оборудование, насосы, вентиляционные установки, электроника, осуществляющая контроль над объектом и холодильные установки.

Фиксировать процессы, происходящие при столкновении частиц, позволяют гигантские системы детекторов, самая большая из которых только железа содержит больше, чем Эйфелева башня в Париже. Миллиарды мегабайт информации передаются в центр управления ускорителем, где тысячами компьютеров формируется база данных по результатам эксперимента.

Строительство научного комплекса БАК велось более 7 лет, и задействовано в нём было более 10 тыс. учёных со всего света - как минимум в проекте участвовали специалисты из 100 стран мира, кроме того не обошлось без вклада русских ученых. Возможность приоткрыть завесу над тайной мироздания обошлась человечеству в сумму, по разным подсчётам, от 3 до 6 млрд. долларов. Стоят ли данные, полученные в ходе эксперимента, таких денег - покажет время, но давайте будем благодарны коллайдеру хотя бы за то, что он не подтвердил многочисленные мрачные прогнозы. Планета цела, мы живы и можем гордиться тем, что мощь человеческого интеллекта, породившая некогда египетские пирамиды и Великую китайскую стену, сегодня движет мир к познанию неизведанных тайн Вселенной, сооружая конструкции ещё более величественные и грандиозные, такие как большой адронный коллайдер.

Для справки: 19 сентября 2008 года на БАК произошел сбой, связанный с утечкой шести тонн жидкого гелия. В настоящее время ведутся ремонтные работы, которые планируется завершить к концу ноября 2008 года. Следующий запуск ориентировочно состоится весной 2009 года. Эксперименты будут продолжены.

http://ctoday.ru/article/science_object/20/