Адронные коллайдеры позволяют открыть порталы в иные миры. Большой взрыв готовится в дубне Когда запустят адронный коллайдер в году

Данное событие знаменует собой начало очередного "сезона" работы коллайдера, которые следует за периодом технической остановки, длившегося в данном случае 17 недель. В течение прошлого месяца специалисты Европейской организации ядерных исследований CERN занимались завершением регламентных работ и обслуживания оборудования коллайдера, которые были начаты в декабре 2016 года. На прошедших выходных были выполнены окончательные проверки работоспособности каждого отдельного узла и всего коллайдера в целом, и 1 мая группа управления коллайдером осуществила его полноценный запуск.

Напомним нашим читателям, что Большой Адронный Коллайдер останавливается каждую зиму на своего рода "каникулы", в течение которых инженеры и обслуживающий персонал производят крупномасштабные ремонтные работы и работы по модернизации оборудования. Период "каникул" в этом году был длиннее, чем в предыдущих годах, что дало инженерам возможность произвести более сложные работы. К этим работам относится замена некоторых секций сверхпроводящих магнитов, установка нового поглотителя и устройства фокусировки в синхротроне Super Proton Synchrotron, замена достаточно большого количества электрических кабелей.

Произведенные за каникулы модернизации позволят коллайдеру вырабатывать лучи протонов большей яркости, что, в свою очередь, позволит ученым наблюдать за достаточно редкими процессами. "Нашей целью является достижение интегрированной яркости в 45 фемтобарнов^-1 (в прошлом году интегрированная яркость составляла 40 фемтобарнов^-1)" - рассказывает Ренде Штееренберг (Rende Steerenberg), глава группы, осуществляющей управление работой коллайдера, - "Яркость можно увеличить разными способами. Можно просто "загнать" больше лучей протонов в одну точку пространства, а можно и увеличить плотность одного луча. Эти два способа дают разные результаты по стабильности луча, и мы еще не знаем, какой из способов будет самым приемлемым".

В 2016 году коллайдер смог обеспечить стабильность лучей протонов, при которой становится возможным проведение экспериментов и сбор данных, в 49 процентах от общего времени работы ускорителя. А в позапрошлом году этот показатель составлял около 35 процентов. В ходе нынешнего этапа работы коллайдера исследователи планируют еще больше увеличить данный показатель.

В течение первых недель работы в недрах коллайдера будет циркулировать несколько лучей протонов, которые будут использоваться дли проверки работоспособности и калибровки оборудования. Затем количество протонов в ускорителе будет постепенно повышаться, пока их количества не станет достаточным для начала проведения первых столкновений и начала сбора научных данных.

Большой адронный коллайдер , сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) - ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире. В строительстве и исследованиях участвовали и участвуют более 10 тысяч учёных и инженеров более чем из 100 стран. «Большим» назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; «адронным» - из-за того, что он ускоряет адроны, то есть тяжёлые частицы, состоящие из кварков; «коллайдером» (англ. collider - сталкиватель) - из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках столкновения.

Физики ожидают отсрочки в запуске модернизированного Большого адронного коллайдера - HL-LHC (High-Luminosity LHC). Третий сеанс работы в текущем виде может быть продлен на весь 2024 год, последующая за ним пауза - на полгода, так что запуск обновленной установки состоится лишь в 2028 году, а не в 2026, как было заложено в изначальных планах. Об этом говорится в презентации участника одного из экспериментов, официальное сообщение от ЦЕРН должно появиться позже.

Большой адронный коллайдер (БАК, Large Hadron Collider, LHC) - это самый мощный ускоритель элементарных частиц. Он создан для изучения столкновений пучков протонов на больших энергиях, при взаимодействии которых рождается большое количество новых частиц. Основным достижением этой установки стало открытие бозона Хиггса. Также ожидалось, что БАК сможет найти новые частицы за рамками предсказаний Стандартной модели, но эти надежды не оправдались.

План функционирования БАК предполагает три рабочих сеанса длительностью по несколько лет, в течение которых собираются научные данные. Между ними установка выключена, а ее элементы заменяются на более новые, что позволяет увеличить энергию столкновений, светимость и другие параметры. В данный момент идет второй период длительной остановки на переоборудование. Третий рабочий сеанс начнется в 2021 году. По изначальным планам он должен был продлиться до конца 2023 года, затем очередная остановка на 2,5 года, а с конца 2026 - работа уже в режиме высокой светимости.

Однако эти планы сдвигаются, говорится в слайдах Густава Бройманс (Gustaaf Brooijmans) из Колумбийского университета. Третий сеанс будет продлен на год до конца 2024, а следующая за ним остановка на полгода - до второй половины 2027. В таком случае полноценная работа обновленного коллайдера начнется лишь в 2028 году с опозданием примерно на полтора года относительно начальных планов.

Улучшение до HL-LHC должно увеличить один из основных параметров установки, светимость, примерно в десять раз. Эта величина характеризует интенсивность столкновений частиц и фактически определяет темп набора данных. Для этого потребуется внести изменения на 1,2 километра основного кольца из 27. В частности, там установят новые сверхпроводящие магниты, генерирующие поле в 11–12 тесла, что уменьшит диаметр пучка около двух основных детекторов - ATLAS и CMS. Стоимость работ оценивается в 1,3 миллиарда евро.

Physics World отмечает , что задержка связана, в первую очередь, с недостатком финансирования в размере около 100 миллионов фунтов стерлингов. Издание пишет, что эти средства должны были поступить от одной из сотрудничающих с ЦЕРН стран, не входящих в организацию.

Ранее сообщалось, что ЦЕРН от продуктов компании Microsoft и начнет систематический переход на открытое программное обеспечение, а Большой адронный коллайдер дома излишками тепла. Также мы подробно про заключение нового соглашения о научно-техническом сотрудничестве между Россией и ЦЕРН.

Тимур Кешелава

В 2008 году был запущен один из самых дорогостоящих научных проектов мира — Большой Адронный Коллайдер. Мощность, потребляемая от сети, этого коллайдера просто невообразима – достаточно сказать, что Франция, по чьей территории проходит часть этого коллайдера (другая часть проходит по территории Швейцарии), предоставила в распоряжение физикам мощность одной из своих АЭС для работы.

Цена этой машины кажется фантастической – она составляет более 10 млрд.долларов. Строился же этот самый большой в мире коллайдер целых 24 года.

Родился БАК или, как его называют на Западе, LHC – Large Hadron Collider появилась в 1984 году. Строительство его началось почти сразу, еще до того момента, как в 1994 году Европейский Совет одобрил создание этого проекта (при такой стоимости сразу же стало очевидно, что ни одна страна в мире подобный ускоритель «не потянет», возможно только мировое сотрудничество). Длина LHC (эл-эйч-си) 26.7 километров и расположен он на месте предыдущего одного из самых больших мировых ускорителей – LEP (Large Lepton Collider). Из названия видно, что поменялся тип ускоряемых частиц. Если в LEP ускорялись электроны (одни из легчайших лептонов, т.е. частиц, участвующих в электромагнитном и слабом взаимодействиях), то в LHC будут ускоряться адроны, т.е. частицы, участвующие в сильном взаимодействии (протоны).

Всего в мире существует четыре типа взаимодействий: гравитационное, которое удерживает наши планеты на месте, сильное, которое удерживает как одно целое ядра атомов, электромагнитное, вызывающее притягивание полюсов магнита или зарядов разных знаков, и, наконец, слабое, которое вызывает распад частиц «самих по себе», что приводит, например, к существованию так называемой бета-радиоактивности, когда из распадающегося изотопа атома вылетает электрон или позитрон.

Энергия протонов LHC будет самой высокой в мире – 14 ТэВ (14 тераэлектрон вольт или 14 000 000 000 000 эВ) и сталкиваться они будут с ядрами свинца, которые в свою очередь будут разогнаны до энергии 5.5 ГэВ (5.5 гигаэлектронвольт или 5 500 000 000). Это на порядок больше, чем самый высокоэнергетичный ускоритель сегодняшнего дня — Тэватрон, который расположен в Национальной лаборатории им. Ферми в Брукхейвене (США).

LHC расположен чуть наклонно на естественной скальной плите, проходящей по территории Франции и Швейцарии. Это позволяет обеспечить высокую сейсмическую стабильность работы ускорителя, для выставки многотонных магнитов которого относительно друг друга требовалась точность лучше 5 микрон. Глубина туннеля 100 метров.

«Владельцем» LHC является Центр Европейских Ядерных Исследований (ЦЕРН или CERN от французского Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire).

Слова «ускоритель» и «коллайдер» означают, что на данной установке будет реализован так называемый метод встречных пучков, разработанный в США и СССР одновременно. При этом первые пучки одного знака заряда – электрон-электронные впервые встретились в США, в то время как пучки разных знаков заряда, т.е. материя и антиматерия впервые встретились на ускорителе ВЭП-1, созданном в Институте Ядерной Физики в г.Новосибирске.

Суть метода в том, что пучок частиц «летает» со скоростью, всего лишь на миллионные и миллиардные доли отличающейся от скорости света, внутри ваккуумной камеры ускорителя и сталкиваются в одном месте. При этом вещество и антивещество аннигилируют, и их энергия полностью переходит в энергию для рождения новых частиц. Так изучается мир элементарных частиц. Позже оказалось, что можно встречать любые частицы одного типа (главное, чтобы они были заряженными) с любыми другими частицами (тоже заряженными). После этого начали ускорять протоны, антипротоны и просто ядра различных элементов, у которых полностью или частично «ободраны» электронные оболочки, так что остается только ядро атома.

Главная научная задача LHC и четырех его детекторов (тоже самых больших в мире) – поиск так называемых суперсимметричных частиц. Известно, что еще в начале 20 века была выдвинута гипотеза, что все четыре типа взаимодействия когда-то были едины (эта гипотеза называется теория единого поля), но, по мере остывания Вселенной, стали постепенно «расходиться» друг от друга так, что сейчас осталось четыре разных типа.

Уже доказано, что электромагнитное и слабое взаимодействия связаны между собой – об этом говорит так называемая теория Вайнберга-Салама, которая и описывает электрослабое взаимодействие. Существует и дальнейшая гипотеза (названная Стандартной Моделью) о том, что сильное взаимодействие объединено с электрослабым и именно этот факт призван доказать свежепостроенный ускоритель.

Вторая задача ускорителя – изучение частиц, содержащих так называемый «топ-кварк» (t-кварк). Если все вещество состоит из атомов, а те в свою очередь из ядра и электронов, то ядро состоит из нуклонов – протонов и нейтронов. Существуют и другие тяжелые частицы, похожие на протоны и нейтроны. Объединяет их то, что состоят они из шести типов кварков (и 6 антикварков им соответствующих). Самый тяжелый кварк до сих пор не поддавался изучению в силу того, что для его рождения у нас было недостаточно энергии. Существуют прогнозы того, что топ-кварк будет способствовать рождению так называемых Хиггсовских бозонов, которые и будут прямым подтверждением суперсимметричной теории и Стандартной Модели. Распад Хиггсовского бозона может подсказать направления дальнейшего исследования мира, в частности попытки объединения всех четырех взаимодействий в одно целое – состояние, которое было во Вселенной только в момент Большого Взрыва.

Третья задача ускорителя – изучение так называемой кварк-глюонной плазмы, т.е состояния, когда ядерное вещество практически слипается в один невероятно плотный и горячий комок. Понимание процессов, происходящих там, будут способствовать построению теории сильного взаимодействия, которой до сих пор не существует в удовлетворяющем физиков состоянии математической строгости. Это может существенно продвинуть нас в понимании как ядерных процессов и физики образования различных тяжелых элементов во Вселенной, так и астрофизических процессов.

Четвертая задача ускорителя – изучение фотон-фотонных столкновений. Дело тут вот в чем. Фотоны, наравне с электронами и позитронами, участвуют как в электромагнитных, так и в электрослабых взаимодействиях. При этом они не имеют заряда, поэтому оказываются как бы лучшими инструментами проникновения вглубь материи (они не испытывают отталкиваний или притяжений). В ситуации, когда начнут сталкиваться ядра и ядерная материя, поток фотонов будет чрезвычайно большим и это повысит их вероятность столкнуться со встречным таким же фотоном до измеряемых величин. Мы сможем изучать как взаимодействия фотонов с адронами, так и взаимодействия самих фотонов высокой энергии друг с другом, что до сих пор также не поддавалось изучению из-за низкой вероятности взаимодействия и трудностей получения высокоэнергетических плотных пучков фотонов.

Еще одна задача коллайдера – экзотические процессы, в том числе и рождение микроскопических черных дыр, которые не несут никакой угрозы миру, вопреки предсказаниям дилетантов разных мастей. Дело в том, что существующие гипотезы об объединении всех четырех взаимодействий предсказывают, что, если черная дыра может образоваться в подобном столкновении, то она тоже распадется (и прекратит свое существование), породив огромный поток частиц. Его можно пробовать искать и наблюдать и, если что-то похожее увидят детекторы, можно будет сделать какие-то выводы в пользу тех или иных гипотез теории единого поля.

Для обработки данных, которые будут поступать с четырех детекторов пришлось придумать новый протокол обмена данными (как когда-то в аналогичной задаче на LEP пришлось придумать протокол http) и распределенную вычислительную сеть LCG (LHC Computing GRID). Информация пойдет по почти 100 млн. каналам данных, что дает невозможность прямой обработки данных. На все эти события накладываются несколько «масок», т.е. требований на одновременное свершение нескольких действий (например, нас интересуют все события, где появилось четыре трека из центра и два – насквозь детектора), остальные отбрасываются. Такая обработка называется триггерной и триггер детекторов LHC будет состоять из 3-4 ступеней. Обработка данных на последней, уже оффлайновой ступени будет идти не только на тысячах компьютеров ЦЕРНа, связанных в одну цепь, но и на машинах многих научных центров мира. Это и называется распределенная вычислительная сеть (GRID), которая уже будет объединять десятки тысяч машин по всему миру (это потребовало создание нового протокола обмена данными и так называемого «Интернета-2»).

Проекты адронных коллайдеров, которых на планете, очевидно, имеется гораздо больше, чем один (да, знаменитый БАК во многом не уникален), окутаны плотной завесой тайны. На ускорители заряженных частиц тратятся колоссальные деньги. На сооружение одного только Большого адронного коллайдера выделили более десяти миллиардов евродолларов. А на недавней конференции «Глобальная наука: взгляд из России» помощник Владимира Путина Андрей Фурсенко сообщил, что за последнее десятилетие наша страна вложила в научные проекты Евросоюза, включая БАК, не менее полутора миллиарда евро.

Для чего на самом деле строятся адронные коллайдеры?

К чему такие затраты? Не разумнее ли вкладывать эти деньги, скажем, в экономику, чем в какие-то там эксперименты с заряженными частицами? Не разумнее, скажут вам многие ученые. А все потому, что чисто научными экспериментами дело отнюдь не ограничивается. Не случайно целый ряд исследователей высказывался против сооружения БАКа еще на этапе проектирования ускорителя. Немало специалистов, не побоявшихся рискнуть своей репутацией и карьерой, заявило, что строительство коллайдеров спонсируется сильными мира сего, и на самом деле конечная цель всех этих экспериментов – открыть порталы в другие измерения или даже параллельные вселенные. Так, об этом несколько лет назад говорил российский кандидат физико-математических наук Сергей Салль.

Кроме того, множество независимых экспертов утверждает, что все эти безрассудные эксперименты, возможно, являются причиной различных погодных аномалий, таких как смерчи, ураганы и землетрясения. К примеру, над Женевским озером постоянно наблюдаются загадочные и пугающие атмосферные явления, которые никто из людей науки не решается объяснить (скорее наоборот – замолчать). И такие аномалии встречаются не только на территории Европы, но также во многих других частях света.

Шокирующее признание директора ЦЕРНа

В конце прошлого года совершил самоубийство директор Европейской организации по ядерным исследованиям Эдвард Мантилл. Перед смертью он сжег все до единой свои научные записи и уничтожил жесткие диски рабочего компьютера. Специалист не смог жить с теми знаниями, которые он заимел на этой работе. В частности, Мантилл понял, что эксперименты европейских ученых с Большим адронным коллайдером могут уничтожить все живое на Земле или даже во Вселенной. Перед тем, как застрелиться, директор ЦЕРНа выложил во Всемирную паутину текстовое признание. Предсмертная записка ученого молниеносно разлетелась по всей Сети.

Вот что в ней говорилось: «Публикуя данную информацию, я строго нарушаю международные законы секретности и конфиденциальности, однако мне все равно. Если вы читаете это, значит я уже мертв по собственной воле. Мое имя доктор Эдвард Maнтилл, я работал физиком в Европейской организации по ядерным исследованиям, располагающейся в Женеве. Моей специальностью были заряженные частицы, кварк-глюонная плазма и субатомные исследования. Я изучал взаимодействие малых частиц, сталкивающихся на высоких скоростях. В январе 2014 года я был обычным ученым, я жил и работал на территории ЦЕРНа и даже не подозревал, что здесь происходит. Однако потом меня повысили, и мне стала открываться правда о Большом адронном коллайдере. Нам говорили, что ускоритель нужен лишь для изучения частиц с целью раскрыть тайны возникновения Вселенной, однако это далеко не так. Машина была создана совсем для другого, а именно для открытия портала».

Зачем мировой элите необходимо открытие порталов?

БАК уже позволяет разгонять элементарные частицы до скоростей, превышающих световую. Такое открытие полностью опровергает постулаты классической физики. И это только начало. Есть мнение, что ученые уже способны гипотетически открывать порталы в иные измерения, однако мешает им пока только одно: исследователи не знают, как их закрывать. И как только они определят, как это делать, первый портал сразу будет открыт. И произойти после этого может что угодно.

Но какие же цели в конечном итоге преследует мировая элита?

Согласно одной версии, тайное правительство Земли намерено оставить нашу планету и направиться в другое измерение, где жизнь может быть в тысячи раз приятнее, счастливее и целесообразнее, чем здесь. Стоит ли говорить, что такой побег совершат только избранные, и делиться своей технологией с простолюдинами никто не намерен. Возможно, уже предопределен глобальный катаклизм, который скоро настигнет наш «голубой шарик», и сильные мира сего стремятся даже не к хорошей жизни в гипотетическом парадизе другой реальности, а к жизни вообще. Остальным же из нас придется погибнуть в ходе этого бедствия.

Другая теория гласит, что открытые коллайдерами порталы будут использованы не для того, чтобы кто-то прошел в них из нашего мира, а совсем напротив, то есть чтобы кто-то пришел. Правители Земли надеются впустить сюда существ из иного измерения, и какова цель такого гостеприимства, можно только догадываться. Но одно можно сказать с точностью: ничего хорошего это нам не сулит. Ученые уже давно говорят о том, что столкновение человечества с жителями других планет или реальностей непременно приведет к плачевным результатам. Если пришельцы окажутся сильнее, они, вероятно, поработят или уничтожат нас. И наоборот, ежели человечество является более продвинутым, оно сделает то же самое с чужаками.

Впрочем, говорят третьи, есть еще высшие силы и Всевышний, а потому никому неизвестно, до каких границ будет дозволено сильным мира сего глумиться над нашей планетой. Скорее Земля просто сотрет человечество как неудавшийся эксперимент, и начнется все заново. И это будет уже не первый раз…

Сегодня в подмосковной Дубне, в Объединенном институте ядерных исследований, дают старт новому научному мегапроекту - будет заложен первый камень в строительство сверхпроводящего коллайдера NICA. На символическую церемонию ожидают президента РАН Владимира Фортова, помощника президента России Андрея Фурсенко, губернатора Подмосковья Андрея Воробьева, иностранных послов и нобелевских лауреатов.

Как рассказал накануне директор Объединенного института ядерных исследований академик РАН Виктор Матвеев, коллайдер NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) будет создан на базе уже существующего в ОИЯИ сверхпроводящего ускорителя Нуклотрон. На новой установке, которая относится к проектам mega-science, будут изучать переход ядерной материи при экстремальных условиях в новое состояние, называемое кварк-глюонной материей.

Намерение участвовать в создании коллайдера уже выразили Белоруссия, Болгария, Германия, Казахстан и Украина. А кульминационному событию этой недели предшествовал долгий процесс научных исследований, проектных разработок и организационных согласований. Момент символичен еще и потому, что как раз в эти дни коллектив ОИЯИ отмечает 60-летие с момента своего рождения в "оттепельном" марте 1956-го. Официальный статус сегодня - международная межправительственная научно-исследовательская организация. На правах постоянных членов ее поддерживают и делегируют в Дубну для работы своих ученых и специалистов 18 государств, включая Россию. Еще с шестью странами на правительственном уровне подписаны соглашения о сотрудничестве.

Создающийся комплекс NICA cостоит из трех крупных блоков: ускорительного, научно-исследовательского, инновационного. Ускорительный блок включает уже функционирующие источники ядер: линейный ускоритель и кольцевой ускоритель Нуклотрон. Причем Нуклотрон основан уже на криогенных технологиях XXI века, разработанных в Дубне, и является вторым сверхпроводящим ускорителем в Европе после Большого адронного коллайдера (LHC). Важно отметить и то, что при создании ускорительных и детекторных элементов комплекса NICA используется опыт, накопленный при подготовке экспериментов на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, в научно-исследовательских лабораториях США и Европы.

Запуск в работу коллайдера NICA намечен на 2017 год, а первые результаты на нем ученые собираются получить в конце 2019-го - начале 2020 годов.