Страшный – престрашный БАК.

Originally published at Блог Морозова А.Г.. You can comment here or there.

      Каждый раз перед очередным запуском Большого Адронного Коллайдера (БАКа) в прессе появляются апокалипсические статьи о судьбе Земли, проглоченной «черными дырами», генератором которых будет этот БАК. Что это за зверь такой и почему его разрешили физикам построить?

     БАК – это ускоритель адронов (например – протонов) на встречных пучках. Первый в мире такой ускоритель (будем называть его МАК от слова «малый») был создан в ИЯФ СО АН СССР (ин-т ядерной физики сибирского отделения Академии наук СССР) в первой половине 60-х годов прошлого века и имел диаметр около двух метров. Знаю это, поскольку учась на 4-м курсе Новосибирского госуниверситета проходил практику в группе, обслуживающей эксперименты на этом МАКе.

Нынешний БАК имеет диаметр в несколько километров.

     Обычный ускоритель «выстреливает» частицы в неподвижную мишень. В ускорителе на встречных пучках сталкиваются частицы, летящие с примерно равными скоростями навстречу друг другу. Удвоение относительной скорости частиц при малых по сравнению со скоростью света скоростях приводит к учетверению энергии столкновения (по школьной физике – энергия пропорциональна квадрату скорости). Если же скорости частиц приближаются к скорости света, то энергия столкновения летящих навстречу друг другу частиц не учетверяется, а увеличивается в гораздо большей степени. Это – релятивистский эффект (следствие теории относительности). На обычных ускорителях нужный физикам энергетический эффект при нынешних возможностях техники не достижим. А на ускорителе на встречных пучках – достижим.

       Поэтому физики и создали БАК. И хотят обнаружить при столкновениях адронов на нем предсказанный самой правдоподобной на сей момент теорией бозон Хиггса. Получится или нет – это вопрос. Параметры БАКа подобраны таким образом, чтобы однозначно ответить на него. И от этого ответа зависит судьба теории, предсказывающей сей бозон. Если он не будет открыт, то эту теорию придется выкинуть в мусорную корзину. Физикам не привыкать. Они понимают, что главное в науке – эксперимент. А теория – лишь математическая модель. Коих придумать можно много. А если этот бозон приборы зафиксируют, то конкретная математическая модель приобретет статус добротной теории.

       Теперь о страхах за судьбу Земли. Те энергии столкновений частиц, которые будут достижимы в БАКе, далеко не уникальны. Из открытого космоса на Землю, хоть и не часто, попадают гораздо более энергичные частицы (высокоэнергетическая компонента так называемых «космических лучей»). Однако, их первые столкновения с частицами атмосферы Земли происходят в верхних слоях атмосферы и их последствия фиксируются приборами как «ливни» множества менее энергичных частиц. В которых не видно никаких «черных дыр» и бозон Хиггса тоже не виден, поскольку согласно предсказывающей его теории он «живет» чрезвычайно короткое время. В БАКе же его след приборы успеют зафиксировать, если он, конечно, существует.

       Факт наличия в космических лучах гораздо более энергичных частиц, чем сможет сгенерировать БАК, не оставляет никаких оснований для страхов за судьбу Земли. Поэтому, очевидно, физикам и позволили построить БАК. А нагнетание желтой прессой страхов есть способ увеличения ее тиражей и, как следствие, доходов от рекламы.