Чтение онлайн

Есть еще одна сумасшедшая гипотеза, которую надеются проверить с помощью БАКа. Две группы московских ученых (одна — под руководством Ирины Арефьевой и Игоря Воловича из Математического института имени Стеклова, а другая — под руководством Николая Кардашева из Физического института РАН — считают, что БАК может создать “машину времени” 186. Правда, не ту, что придумал Герберт Уэллс в 1895 году и не ту, что похожа на сани Санта-Клауса с вмонтированным в них античным диваном и балдахином. Машины времени, созданные фантазией и расчетами российских математиков, подобны крошечным кротовым норам, или червоточинам. Это такие искажения пространства-времени, которые могли бы, в принципе, позволить если и не людям, то частицам путешествовать из будущего в прошлое.

Идея выглядит диковинной. Она такая и есть. Но математики утверждают, что при определенных условиях две частицы могут столкнуться лоб в лоб в LHC с такой силой, что вызовут ударные волны, способные исказить микроскопические области пространства — времени. Некоторым физикам кажется, что это в пределах возможностей LHC, хотя большинство думает, что для создания такой “червоточины” потребовалось бы нереализуемое, огромное количество энергии.

Если Арефьева и ее коллеги-математики правы, столкновения в LHC могут создать то, что физики называют замкнутой временеподобной кривой, в которой время завязывается петлей. Узел отмечает своего рода нулевой год для путешествий во времени. Ничто из будущего не может путешествовать во времени назад до того, как “червоточины” будут созданы, и даже тогда это путешествие осуществимо лишь при появлении временной петли. Согласно теории (и, видимо, не нужно предупреждать, что это весьма спекулятивные рассуждения), люди из будущего могли бы послать нам сообщение в ЦЕРН через такие мимолетные “червоточины”. Правда, более вероятно следующее явление: ученые, работающие в лаборатории, вдруг увидят, как субатомные осколки, образующиеся при столкновениях частиц, исчезнут, попав в петлю времени. Российские ученые считали бы это экспериментальным доказательством существования “червоточин” и возможности путешествий во времени.

Инцидент, случившийся на БАКе в 11:18 утра 19 сентября 2008 года, положил конец всем надеждам на новые открытия, по крайней мере, они отложились на неопределенное время 187. Авария, которая заставила мигать лампы тревожной сигнализации в диспетчерской ЦЕРНа, не была простой небольшой поломкой. В первую очередь нужно было сделать так, чтобы работа с машиной стала безопасной: половина пятнадцатитонных магнитов были вырваны из своего крепежа в туннеле, что грозило большой опасностью. После окончания этого этапа началась работа по вычищению мусора. Потом нужно было восстановить картину поломки, понять ее причину и провести необходимый ремонт.

Взрыв произошел в тот момент, когда инженеры ЦЕРНа запускали последний большой блок питания коллайдера. В сверхпроводящих магнитах циркулируют огромные электрические токи, необходимые для создания полей, направляющих частицы по круговым траекториям внутри коллайдера. Магниты связаны друг с другом сверхпроводящими проводами, которые, чтобы работать надлежащим образом, должны купаться в сверхтекучем гелии при температуре -271 градус по Цельсию. В тот день одно соединение из 10 000 разогрелось и потеряло свои сверхпроводящие свойства. Это привело к появлению мощной искры, пробежавшей через гелиевый дюар, в который был погружен один из магнитов. Искра пробила отверстие в стенках дьюара, и гелий перелился во внешний кожух. Экстренные предохранительные клапаны открылись, чтобы стравить излишек гелия в туннель, но быстро забились, внутри магнитов развилось огромное давление, их вырвало из крепления и в некоторых местах даже разломало бетонный пол туннеля.

Ущерб был нанесен ужасающий. Искры, создавшиеся в результате короткого замыкания, оказались достаточно мощными, чтобы расплавить почти полтонны меди. Высвободились шесть тонн гелия, давление повысилось, поврежденными оказались пятьдесят три огромных магнита. Все в машине на расстоянии более полукилометра было покрыто тонким слоем сажи. “Ужасно, что это случилось в самом конце — при тестировании последнего крупного блока питания! Было ощущение, что мы получили сильнейший хук слева”, — говорит Эванс.

Инженеры быстро определили причину неисправности — дефектные электрические контакты, соединяющие сверхпроводящие кабели. Эти контакты должны быть пропаяны под давлением в 2 тонны, чего почему-то сделано не было. Когда инженеры приступали к работе по замене поврежденных магнитов новыми, они направили техников для проверки всех 10 000 контактов. То, что обнаружилось, оптимизма не вселяло. Около половины из них были ненадежны, другие вообще не были пропаяны, и в некоторых из них между медными стабилизаторами и сверхпроводящим кабелем были пустоты, что привело к увеличению их удельного сопротивления в сотни раз. Неудивительно, что они разогрелись и вышли из сверхпроводящего состояния. Нужно было их срочно перепаять. Кроме того, требовалось создать систему раннего предупреждения и поставить больше предохранительных клапанов на разные системы, чтобы при подобной аварии в будущем давление гелия не смогло бы сильно возрасти и причинить такой огромный вред. Ремонт остановил коллайдер более чем на год и стоил ЦЕРНу 40 миллионов швейцарских франков.

о эта авария не стала последней бедой ЦЕРНа. Во время работы на коллайдере инженеры обнаружили у некоторых магнитов и другие проблемы. Для обеспечения безопасной работы магнитов в полную силу они обычно предварительно проходят “тренировку”, при которой их постепенно заставляют работать на все больших токах. При каждом следующем цикле тренировки магнит генерирует все более сильные поля. К своему ужасу инженеры обнаружили, что после установки в ускоритель сорок девять магнитов каким-то образом “забыли” о тренировке. И это притом что проверили только часть всех магнитов, а полное число потерявших память, вероятно, было намного выше. Поскольку провести повторную тренировку всех магнитов в ближайшее время было нереально, ученым пришлось признать, что, когда Большой адронный коллайдер будет готов к повторному включению, работа его в полную силу будет небезопасной.

Неудачи в ЦЕРНе серьезно ударили по физике элементарных частиц. В своей истории Большой адронный коллайдер пережил задержки пусков на годы, перерасход средств и катастрофические по последствиям аварии. Рассказывая о произошедших событиях за месяц до окончания ремонта, Эванс был осторожен в выражениях. “Мы все действительно пребывали в подавленном состоянии, но продолжали идти вперед, — говорил он. — И нужно помнить, ведь никто и никогда раньше не строил ничего подобного Большому адронному коллайдеру”.

В 2009 году отмечается сорок пятая годовщина с момента рождения частицы Хиггса, по крайней мере с ее появления в уравнениях, написанных в блокноте Питера Хиггса. С тех пор физики ищут ее, причем с 1980 года очень серьезно. Тот факт, что она до сих пор так и не проявилась, начинает вызывать легкие подозрения. Возможно, ее искали в неправильных местах. Бывало, всем казалось, что она вот уже тут, но... она словно выскальзывала из рук физиков. Ученые считали — им просто не везет. Но Хольгер Нильсен с ними не согласен. Он полагает — это знак судьбы.

Хольгер Нильсен — физик-теоретик из Института Нильса Бора в Копенгагене, один из создателей теории струн, которая рассматривает все частицы во Вселенной как микроскопические нити колеблющейся энергии. В союзе с другим теоретиком — MacaoНиномия из Киотского университета в Японии — Нильсен предложил парадоксальную теорию, объясняющую, почему бозон Хиггса до сих пор не был найден 188. Согласно этой теории сама природа или даже “Бог” в заговоре против него. Природа так “презирает” частицы Хиггса, что любая машина, способная вырабатывать во множестве такие частицы, будет объектом саботажа со стороны сил из будущего. Нильсен провел параллель с парадоксом дедушки, которого убивает внук, путешествующий в прошлое. Этот парадокс известен в кругах верящих в путешествия во времени. Теория связывает настоящее с будущим таким образом, что будущие события могут вызвать колебания, распространяющиеся назад во времени, и влиять на то, что ученые делают сегодня.

Нильсен и Ниномия предложили начальству ЦЕРНа провести эксперимент — сыграть в карточную игру, чтобы узнать, действительно ли некие злокозненные силы из будущего виноваты в их неудачных попытках найти бозон Хиггса. Правила игры просты. Вы берете миллион игральных карт и пишете на одной из них: “Закрыть БАК”, перетасовываете, а затем кто-то из менеджеров открывает одну карту, и, если он вытащит именно ту, требующую закрыть ускоритель, это будет означать, что бозон Хиггса пытается сказать нам что-то из будущего. По крайней мере, так считает Нильсен.