Российские ученые могут спасти коллайдер в Швейцарии от провала

10.09.2018, 8:55 1 469 0

Десять лет работы адронного коллайдера в Женеве и пока никаких глобальный результатов. Настоящая революция в мире элементарных частиц так и не произошла. Но если научный прогресс затормозил в одном месте — это не значит ученые зашли в тупик.

Это место недалеко от Женевы — номер один в Европе по риску наступления конца света. По самым оптимистичным прогнозам черная дыра должна была поглотить местные пейзажи еще 10 лет назад. Но апокалипсиса так и не произошло. В ожидании пока стандартная модель мира затрещит по швам самый большой ускоритель частиц залегающий в местном подземелье чаще ломался сам.

— Открытый Бозон Хиггса знаменитый ученый из США Леон Линдерман назвал «чертовой частицей». Это уже потом один из журналистов переделал его в «частицу Бога», — поясняет профессор Карл Якобс.

Чтобы впервые столкнуть протоны на скорости выше световой, открыть новые частицы и приблизится к пониманию создания Вселенной ученые со всего мира натерпелись. Сразу после запуска в 2008-м коллайдер преследовали то перебои с электричеством, то поломка защитной системы, то потоп из жидкого гелия. Впрочем, наши ученые признаются, рекорды на космических скоростях серьезно двинули отечественную науку, без которой коллайдера просто не было бы.

— Вы ускоряете один пучок в одну сторону до одной энергии, а потом второй пучок такой же ему навстречу. И когда они сталкиваются, вы в два раза увеличиваете энергию. Вот, принцип встречных пучков. Это разработка советских ученых, — рассказывает президент Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук

Этот принцип впервые был реализован в России, в 60-х прошлого века наши ученые создали первый циклотрон прототип БАК и лучшие нейтронные реакторы. Свой большой и самый мощный коллайдер мы не успеем закончить из-за развала СССР, зато от соревнования с США перейдем к научному сотрудничеству в Европе. Ведь, чтобы смоделировать большой взрыв мало просто разогнать частицы. Нужны сверхчувствительные детекторы чтобы увидеть их.

— Лампочка светит? Да. Я беру детектор из монокристаллического кремния кладу наверх и, вот вы видите, что он прозрачный, — показывает эксперимент ведущий научный сотрудник ФТИ им. А. Ф. Иоффе Владимир Еремин.

Мембраны сделанные из ультра-тонкого кремния — по сути горной породы толщиной в 20 микрон — эксклюзивная разработка Санкт-Петербургского Физтеха. Такими пластинами способными отследить след погибших нано-частиц буквально усеяны четыре детектора адронного коллайдера. Каждый высотой с пятиэтажный дом.

— Здесь разрабатываются экспериментальные детекторы, которые будут запущены в ближайшем будущем. Это супер-интересно! Рад оказаться свидетелем научных открытий здесь в России, — восхищается докторант Парижского Университета Микаэль Фросинь, работающий в СПбГУ.

В петербургском госуниверситете, к примеру, с такими датчиками затем проводят полноценные краш-тесты — сканируют, облучают, морозят до криогенных температур и разогревают до красна. Для новых сверх-мощностей коллайдера нужны сверхчувствительные детекторы нового поколения. Сверхлегкие. Энергию экономить и, если надо, в космос запустить.

Эта углепластиковая конструкция, разработанная учеными Санкт-Петербургского государственного университета, своего рода, как муравей среди себе подобных. Практически невесомая. Без деформаций выдерживает многокилограммовые нагрузки.

Из пяти тысяч ученых работающих в ЦЕРН, тысяча — наши соотечественники. Не считая тех, кто работает удаленно. В разные годы производительность коллайдера увеличивали именно российские эксперты. К примеру, новосибирцы сделали корпусы резонаторов и ячеек связи, томичи добились высокой точности работы подвесной системы.

Курчатовцы, создатели первого советского коллайдера сегодня на суперкомпьютере обрабатывают тысячи терабайт информации из ЦЕРН.

Сейчас на БАК идет масштабная модернизация — к 2020-му планируется запустить обновленные эксперименты с увеличенной интенсивностью. Цель номер один — отыскать неуловимый черный фотон, доказательство темной материи. Впрочем, даже если этого не произойдет физика высоких энергий, по прогнозам, даст невиданный импульс развитию медицины, космоса, генетики и материаловедения. И явно не без помощи российских ученых.