Евгений Касперский (e_kaspersky) wrote,
Евгений Касперский
e_kaspersky

Category:

Самый большой девайс в мире. Глава 2.

Теперь немного "матчасти" процесса, происходящего в этом невзрачном здании на границе Швейцарии и Франции, где физики-ядерщики со всего мира уточняют строение мира.

cern-inside-0

cern-inside-0-1

cern-inside-0-2

Только не надейтесь, что будет рассказано всё-всё-всё про нутра ускорителей на простом человеческом языке. Будет рассказано только то, что за четыре(!) часа приватной экскурсии уместилось в моём ограниченном по размеру мозге, т.е. только то, что понял мой разум и сможет воспроизвести мой же склероз. Плюс захваченное ушами и головами моих случайных попутчиков А.Б. и С.Б. - некоторые части повествования изложены их словами, но, увы, без ссылок на авторство.

Ещё раз, для пущего страху, Disclaimer:

Уважаемые Физики-ядерщики! Большая просьба: поймите, что про глубоко научные и достойные технологии, процессы и эксперименты я рассказываю как простой обыватель, случайно подсмотревший в дверной проём комнаты, полной Больших Тайн Мира. Посему, что увидел и осознал - о том и пою известными мне мелодиями. В тексте, уверен, полно ошибок и неточностей, если есть что подсказать - добро пожаловать в комменты.

Сразу заодно: любые комментарии, которые оскорбляют кого-либо лично, либо политически агрессивные, либо нецензурные - будут выпиливаться без предупреждений. Спасибо за понимание.


Итак, у всех на слуху такие большие названия как "Большой Адронный Коллайдер" и "ЦЕРН".

Если не увидеть это дело вживую, то всё это представляется каким-то Изумрудным Городом, в котором живут волшебники. Это только наполовину правда. Волшебники там действительно живут, называть как-то иначе учёных, которые там всё это делают словарный запас не поворачивается :) Они действительно волшебники.

А вот "изумрудным городом" вся эта конструкция не является. Это больше похоже на город, который сначала был деревней, потом обрастал кварталами, потом домами, проспектами и в результате появилась очень сложная топология ускорителей разной длины и разного предназначения. Для разгона и исследования микроэлементов совершенно разных сущностей.

cern-inside-1
источник

cern-inside-2
источник

Сначала были относительно небольшие ускорители (первый построен аж в 1957м(!) году). Постепенно к ним присоединяли новые, более эффективные, созданные по новым технологиям, некоторые старые закрывали и так далее.

cern-inside-4

cern-inside-5

cern-inside-6

cern-inside-7

В результате сеть ускорителей выросла до очень сложной и разветвлённой системы разгона элементарных частиц и переключения их на полигоны для проведения экспериментов. Сначала частицы поступают в один ускоритель, за ним в другой, потом в третий и так далее, пока в конце концов разогнанное до мегаскоростей вещество потом магнитными полями не направляется в нужную мишень. Вуаля! Взяли протон или какой-либо там нужный для эксперимента нейтрон, раскрутили его в ускорителях и бабах по цели! А потом смотрят - что же получилось в результате "бабаха"?

Современная алхимия!

cern-inside-8

cern-inside-9

cern-inside-10

cern-inside-11

В нехорошие средние века те самые алхимики смешивали, плавили и кипятили самые разные "условные ртути", козьи какашки, кровь девственниц и смотрели что получится. А сейчас сталкивают нейтроно-протоны друг о дружку на околосветовых скоростях и тоже пытаются понять и объяснить полученные результаты. Что-то меня на лирическо-философское потянуло: человек как был любопытным неучем, так и остаётся им до сих пор. Выучил многое, но границ неизведанного так и не определил. Но это же и здорово! Есть ещё куда гнать тележку любопытства!

Так, пора вернуться к осязаемому.

Если раньше мне казалось, что Большой Адронный Коллайдер (БАК) - это нечто "само в себе великое", то сейчас я понимаю, что это не так. БАК - это очередное улучшение старого и проверенного. Сначала сделали фазотрон. Потом прилепили что-то более совершенное, при этом придумав "стрелку-переключатель" потока частиц, чтобы магнитными полями можно было направлять их в разных направлениях. Потом к этой конструкции приделали "балкон и мансарду" и так далее. И так далее. И ещё больше.

cern-inside-12

cern-inside-13

cern-inside-14

cern-inside-15

Сейчас это больше похоже на железнодорожную сеть: сначала построили одну ветку и депо, потом начали приделывать более совершенные рельсы со шпалами и сейчас карта ЦЕРНа выглядит как железнодорожные пути. Ветки, круги (ускорители), тупики (улавливатели). Топология весьма нетривиальная!

cern-inside-3
источник

И что там происходит в самом БАКе?

А вот что. Берут атом водорода, отрывают от него электрон, а оставшийся одинокий протон разгоняют и бахают его на самой максимальной скорости (это почти скорость света, если верить Общей теории относительности Эйнштейна) о другой протон, который на той же скорости летит в противоположном направлении по параллельной трубе (об этом чуть позже). Т.е. разгоняют две субстанции до страшно-подумать-каких скоростей - и бац! Друг об друга.

Только не пробуйте воспроизвести это у себя на кухне! :) Процесс отсечения протонов из атома непрост, он требует большой умелости и значительной электроэнергии (пробки по всему подъезду выбьет - это точно). Но, если вдруг какие-то соседи этажом выше в 3 часа ночи заведут какой-нибудь "Учкудук-три-колодца" на полной громкости, то можно попробовать и атомарные эксперименты. Но, учтите, - кухня может сгореть!

cern-inside-16

cern-inside-17

cern-inside-18

Так, опять потянуло на лирику. Пора обратно к физике.

Во-первых, в других "железнодорожных депо" ЦЕРНа разгоняют и бахают не только несчастные протоны, но и более тяжелые и менее лёгкие материи. Ионами свинца и нейтринами там тоже балуются.

Во-вторых, пора поговорить о физико-математических метриках происходящих там явлений. А там есть чему удивляться!

1. По дороге в коллайдер протон проходит несколько ускорителей (линейный, бустер, ещё один, потом 7-километровый). В большом кольце пучок протонов движется со скоростью 10+ тысяч оборотов в секунду.

2. Масса протонов в пучке крохотна, но скорость такая, что энергия у пучка как у скоростного поезда. "На этих скоростях насколько это близко к скорости света уже неважно," - сказали нам дословно. Это всё очень-очень быстро. В результате учёные ищут научные основания для построения новой теории элементарных частиц, выходящей за рамки принятой Стандартной модели. Что это может значить для человечества - это примерно как компьютер для питекантропа. Может мы в конце концов без особых затрат и риска для жизни улетим за пределы нашей галактики? А может... Ну, в общем, много чего может :)

3. Концентрация науки на кубический метр воздуха ощущается физически. Когда мы зашли внутрь первого из зданий (ангаров), то мой первый комментарий был: "здесь пахнет наукой". На что мне местный сотрудник ответил - "Да. Наука везде пахнет одинаково. Был в Дубне - там тот же запах".

cern-inside-19

cern-inside-20

cern-inside-21

В общем, ЦЕРН - это очень правильное место для работы. Здесь сразу чувствуешь некую ауру, рабочий запах великих открытий и кипящих мозгов. Наверное, в параллельной своей жизни я его и выбрал. На острие науки, техники, инноваций. Примерно, как у нас в Вирлабе :) Ну, или в следующей моей жизни - мечтается побывать не только программистом-миллионером, но ещё и простым физиком-ядерщиком. Это, наверное, будет поинтереснее.

Остальные фотки здесь.



Tags: france, science, switzerland
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 21 comments