Еще совсем недавно физики были уверены, что фундаментальные законы Вселенной, на которых основаны главные принципы науки, вечны и неизменны. И вот в очередной раз убедились, что знают о мироустройстве далеко не все. Благодарить или проклинать за это стоит сложнейшее устройство, давно уже ставшее притчей во языцех не только у ученых и журналистов, но и у досужих сплетников.
Первое, чем этот проект европейских физиков привлек внимание широкой общественности – беспрецедентная масштабность и дороговизна. В его создании и связанных с ним исследованиях занято около 10 тыс. ученых более чем из 100 государств. Длина окружности основного кольца объекта – более 26,5 км. На его строительство потребовалось около 7 млрд. евро.
Но если бы дело ограничивалось только этим, коллайдер стал бы очередной новостью, которую обсудили бы и забыли. Однако события, сопровождавшие его строительство, постоянно подогревали интерес публики. Работы неоднократно приостанавливали – то из-за перебоев с финансированием или несоответствия отдельных деталей требованиям ученых, то по причине трагедии, когда в 2005 году из-за несчастного случая погиб один из инженеров. А за месяц до официального открытия этот сложнейший прибор ухитрился попросту сломаться!
Разумеется, вокруг нашумевшего проекта буквально роились сплетни. Одни заявляли, что все это – самое большое в истории науки надувательство и деньги европейских налогоплательщиков просто вылетят в трубу. Другие полагали, будто эксперименты неминуемо закончатся крахом. А кто-то и вовсе утверждал, что запуск гигантского ускорителя частиц, призванного воссоздать в миниатюре Большой взрыв и пронаблюдать процесс образования нашей Вселенной, породит черную дыру и уничтожит Земли, а то и всю Солнечную систему.
Однако и скептики, и любители раздувать истерию оказались не правы. В 2008 году адронный коллайдер благополучно запустили. Деньги налогоплательщиков были использованы по назначению, и Земля уцелела. А теперь, спустя 3 года после начала экспериментов, пришло время поговорить и о первых результатах исследований.
Идея построить подобный прибор появилась у ученых еще в 1984 году. Однако в то время в мире не существовало всех необходимых для этого технологий, да и средства, которые могли бы потребоваться, казались чрезмерными. Потому проект был одобрен лишь спустя 10 лет, в 1994-м. Еще 7 лет понадобилось на его окончательную проработку и подготовительные исследования. Собственно к возведению гигантского механизма приступили только в 2001 году. Правда, строили прибор не с нуля – базой стал его предшественник, отслуживший свое Большой электрон-позитронный коллайдер.
Однако началась история титанического механизма намного раньше – когда в 1964 году английский физик Питер Хиггс предсказал и теоретически обосновал существование элементарной частицы, получившей позднее его имя – бозон Хиггса.
Однажды после горной прогулки в районе Эдинбурга профессор Питер Хиггс вернулся в лабораторию и заявил: «У меня есть грандиозная идея!» Тогда ученый-физик предположил существование неких разбросанных по всей Вселенной невидимых полей, ответственных за обладание всеми элементарными частицами определенной массой. Спустя несколько месяцев профессор придумал механизм, над выявлением и изучением которого до сих пор бьются виднейшие умы современности.
Открытие Питера Хиггса сразу привлекло внимание всего научного мира. Ведь масса предметов и элементов, из которых они состоят, является одной из величин, на которых основаны законы физики – и при этом свойства и даже происхождение ее самой до сих пор абсолютно не изучены.
Физикам давно известно, что вся Вселенная пронизана разнообразными полями – и многие из них уже зафиксированы и изучены. Теперь же, благодаря работе английского физика, ученые предположили, что существует еще одно поле – Хиггсовское – и именно оно ответственно за появление массы. Важность данного открытия сложно переоценить – ведь благодаря обладанию этим свойством атомы способны образовывать молекулы. А значит – само существование Вселенной становится возможным. По сути, именно благодаря полю Хиггса, по мнению исследователей, она и образовалась!
Пожалуй, именно поэтому у бозона появилось еще одно неофициальное название – «Частица Бога». Не являясь верным с точки зрения физики, оно, тем не менее, очень быстро получило известность. И естественно, привлекло внимание не только ученых, но и широкой общественности. И неудивительно – ведь благодаря ему рождение Вселенной оказалось связано в умах людей с божьей волей – ни больше ни меньше. Появились даже слухи, что одна из задач Большого адронного коллайдера – доказательство существования Бога и того, что Вселенная создана по его воле.
И это в чем-то верно, хотя только отчасти. Одна из основных целей ученых CERN – научно-исследовательского центра Европейского совета ядерных исследований – обнаружение и изучение бозона Хиггса, элементарной частицы поля Хиггса.
Физики утверждают, что знания, полученные при изучении бозона, могут найти и практическое применение. Ведь масса объекта связана со многими другими показателями – например, с инерцией, преодоление которой требует огромного количества энергии. Есть вероятность, что в перспективе нас ждет разработка принципиально новых, намного более экономичных и эффективных средств передвижения. И это только одна из возможностей!
С самого начала физики получали от прибора массу данных для анализа. А вскоре стали происходить и действительно невероятные, на грани фантастики, научные прорывы. Так, летом прошлого года ученым удалось получить антиматерию – крайне нестабильную субстанцию – и удерживать ее от распада целых 16 минут. А буквально недавно, в апреле 2011 года, они наконец-то обнаружили некую ранее незнакомую частицу. В научных кругах это стало настоящей сенсацией: физики были уверены, что наконец-то нашли «Частицу Бога»!
Чем же так важно это открытие? В первую очередь, как считают ученые, оно способно подтвердить знания о природе Вселенной, которые до сих пор были в основном теоретическими, и открыть новые горизонты науки.
Правда, на этот раз ученые ошиблись. 21 декабря пресс-служба Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми, обслуживающей коллайдер, обнародовала информацию: новооткрытая элементарная частица – не бозон Хиггса.
Это оказалось некоторым разочарованием для исследователей. Однако не слишком сильным, ведь новая частица, получившая название «кварконий», оказалась не менее интересной: ее изучение также способно приподнять завесу тайны над процессами образования Вселенной.
Что же касается бозона, ученые уверены: его обнаружение уже не за горами. Во всяком случае, у них уже появилась уверенность в том, что он действительно существует. Пожалуй, если подобные открытия и изменят жизнь простых людей, это случится очень нескоро. Но их значимость для науки невозможно переоценить.
Однако гораздо больший фурор произвело событие, о котором сообщили 23 сентября 2011 года…
Еще со времен Исаака Ньютона одной из основополагающих аксиом, на которых базировалась физика, была скорость света. Для ученых не требовалось доказательств, что ни один объект не может двигаться быстрее, чем 299 792 км/с. Это число принимали как данность – оно заложено во множестве физических формул, в том числе в знакомой каждому школьнику Е=mcІ, на которой, по убеждению ученых, базируются все современные представления о мироздании!
Однако в один прекрасный момент, запустив в кольцо ускорителя пучок нейтрино – элементарных частиц – ученые разогнали их до скорости, на 60 наносекунд превышающей световую! И этот ничтожно маленький промежуток времени нарушил все представления об устройстве мира.
Правда, это не первый случай – немного раньше в лаборатории Ферми в Чикаго были получены похожие результаты. Однако в тот раз ученые просто не поверили своим глазам. Да и погрешность измерений была слишком велика. Теперь же расчеты гораздо более точные.
И все же физики сомневаются в истинности этого открытия: слишком уж оно невероятно. А многие попросту не готовы принять его – ведь тогда придется буквально создавать физику заново. «Скорость выше скорости света противоречит всем нашим представлениям. Пока нет оснований пересматривать эти представления», – заявил Дмитрий Казаков, главный научный сотрудник Лаборатории теоретической физики. Да и сами авторы открытия не рискуют делать громкие заявления. Они считают, что сначала следует повторить эксперимент и удостовериться в правильности расчетов. Исследователи из CERN даже обратились за помощью к коллегам-соперникам из лаборатории Ферми. Однако точного ответа пока нет.
Но если те, кто пытается доказать факт превышения скорости света, все-таки правы? Что же делать – переписывать учебники? Да, конечно – и не только. Ничего еще не доказано, а ученые уже строят самые невероятные предположения о том, чем может обернуться это открытие. Перемещение во времени? Возможно. Путешествия к звездам? Тоже возможно!
Однако в любом случае все это – дело далекого будущего. Пока же в руках у ученых всего лишь огромный, невероятно сложный и запредельно дорогой инструмент, способный потрясти основы фундаментальной науки – Большой адронный коллайдер.
