Кто такая Элис? |Qui est Alice?

Пока БАК отдыхает от трудовых будней, как сейчас, во время технического перерыва, ЦЕРН приглашает желающих посмотреть, чем на самом деле занимаются физики крупнейшей в мире научной лаборатории. О «Дне открытых дверей» для широкой аудитории, который проходил прошлой осенью, мы уже писали.

Теперь настало время журналистов разведать тайны физики высоких энергий. Каждой стране на это отвели по два дня, в список мероприятий входили посещение экспериментов, встречи с учеными и руководством ЦЕРНа и, конечно, посиделки в кафе, где можно неожиданно очутиться за одним столом с лауреатом Нобелевской премии. «Наша Газета.ch» присоединилась к программе, подготовленной для российских журналистов: и вопросы нас заботят общие, да и коллег хотелось поддержать. К нашему удивлению, немногие оценили предоставленную им уникальную возможность, – туннель коллайдера и интервью с директором ЦЕРНа заинтересовали, кроме нас, только представителя научного издания «Троицкий вариант – Наука».

Посещение одного из экспериментов ЦЕРНа начиналось вполне обыденно: апрельское солнце, казалось, изо всех сил старалось растопить последний снег, еще виднеющийся кое-где на вершинах горного массива Юра; желающим предложили кофе, потом раздали каски и повели туда, куда обычные физики получают доступ после сканирования радужной оболочки глаза. Почти как в фильме «Ангелы и демоны»…

Попав под землю в туннель БАК, первое, что мы видим – множество велосипедов. На них ученые передвигаются по туннелю от одного места работы до другого. Мы же не спеша шли пешком, от дипольных магнитов, удерживающих пучки заряженных частиц на орбите, к квадрупольным, обеспечивающим дополнительную фокусировку. «В секторе 154 диполя и 54 квадруполя, диполи дают больше гигаджоуля запасенной энергии – это эквивалент 200 кг тротила», – объясняет наш гид Александр Ерохин из Новосибирского института ядерной физики им. Г. И. Будкера. Хорошо, что БАК на техническом перерыве!

Небольшая остановка около коллиматора – прибора, в котором происходит «обдирка» пучка. Его задача – убирать частицы, которые «отбились» от основного пучка, летят облаком рядом с ним и нагревают вакуумную камеру и магнит. Сейчас все отключено, но остаточная радиация есть, поэтому мы не стали надолго задерживаться рядом с коллиматором. Да и ученым лишние микрозиверты ни к чему – каждый, кто спускается вниз, обязательно имеет при себе прибор, измеряющий количество полученной радиации.

Сверхпроводящие магниты, тоководы, мониторы потери пучка, электромагнитный калориметр из кристаллов вольфрамата свинца – среди изготовителей то и дело мелькают знакомые названия: Новосибирск, Протвино, Богородицк, Апатиты, Харьков…

В одном месте мы делаем остановку, чтобы разобраться, что произошло в этом туннеле 19 сентября 2008 года. Почти через неделю после официального запуска коллайдер был остановлен по причине аварии. Один из электрических контактов между сверхпроводящими магнитами расплавился, и произошел взрыв такой силы, что пары жидкого металла испачкали вакуумные камеры 54 магнитов. К тому же, произошла утечка гелия. На восстановление ушло немало времени, и БАК снова был запущен только через год…

Звук включившейся сирены настолько органично вписался в нить повествования, что наша группа не сразу поняла, почему нас настойчиво призывают отправиться на выход. Оказалось, сработал один из датчиков, и всем необходимо было покинуть туннель и здания, расположенные на поверхности, и собраться около контрольного пункта. Через несколько мгновений на территорию эксперимента ALICE приехала специальная пожарная служба ЦЕРНа. За действиями бравых ребят в обмундировании, похожем на космические скафандры, нам пришлось наблюдать издалека – правила техники безопасности, даже если это, скорее всего, ложная тревога, соблюдают здесь неукоснительно.

Приблизительно через час стало ясно – опасности нет, просто по какой-то причине сработал датчик, измеряющий уровень кислорода в туннеле. Кстати, на тот случай, если кислорода действительно будет не хватать, сопровождающие носили с собой что-то вроде фляги с кислородом.

Экскурсия продолжается, ведь мы еще не видели детектор, на котором изучают столкновения ядер свинца. По официальной версии, эксперимент ALICE назван так вовсе не в честь героини знаменитой книги Льюса Кэрролла. Как и другие детекторы Большого адронного коллайдера, это всего лишь аббревиатура, обозначающая, что здесь работают с ионами – A Large Ion Collider Experiment.

Нам рассказали, что каждый эксперимент занимается своей физикой: ATLAS и CMS ищут новые частицы за пределами Стандартной модели и пытаются объяснить, является ли она самодостаточной теорией, объясняющей устройство всего мира. Семнадцать частиц, описывающих Стандартную модель, были найдены уже давно. Не хватало только бозона Хиггса, который все-таки удалось обнаружить, обработав все данные первых лет работы Большого адронного коллайдера.

После Большого взрыва [момент образования Вселенной] появились вначале электрослабые взаимодействия, а несколько позже - кварки и глюоны, которые приблизительно через одну микросекунду начали формироваться в материю, состоящую из свободных кварков и глюонов. Это состояние материи и пытаются воспроизвести физики на эксперименте ALICE, о котором нам рассказал Юрий Харлов из Института физики высоких энергий (ИФВЭ, Протвино).

Детектор ALICE, сосредоточивший свое внимание на сильных взаимодействиях, – это огромный прибор, который, на самом деле, состоит из 19 детекторов, плотно «упакованных» в восьмиугольном красном магните, который создает продольно-магнитное поле напряженностью 0,5 тесла. На время остановки коллайдера некоторые детекторы извлекли, чтобы провести проверку, что-то отремонтировать или заменить – поэтому нам хорошо видно «внутренности» ALICE. К концу 2014 года детектор опять соберут и «упакуют», чтобы снова начать работу.

Для того, чтобы достичь нужного состояния материи, физикам приходится сталкивать большое количество кварков и глюонов. Это позволяет достичь большой плотности энергии, которая разрывает связи между нуклонами [протонами и нейтронами]. «В повседневной жизни», как выразился Юрий, источником этих кварков и глюонов являются тяжелые ядра, например, ядра свинца. Когда разрушаются границы между протонами и нейтронами, кварки и глюоны, которые находились внутри, становятся свободными, не связанными в адроны, – это состояние материи и называется кварк-глюонной плазмой или «супом». Вот так просто, в двух словах, Юрий раскрыл нам секрет его приготовления.

Визит, несколько затянувшийся из-за ложной тревоги, подошел в концу. На следующий день мы смогли задать вопросы директору ЦЕРНа, профессору Рольфу-Дитеру Хойеру. Читайте об этом в нашем завтрашнем выпуске.

Еще несколько фотографий вы сможете увидеть в нашей галерее.

Больше информации о ЦЕРНе вы найдете в нашем досье.