aif.ru counter
26.09.2008 10:51
38

Когда кошмар становится реальностью

Еженедельник "Аргументы и Факты" № 39. АиФ в Украине 24/09/2008

ЭТОТ громадный ускоритель заряженных частиц, имеющий форму кольца длиной 27 км, наполненного чистым вакуумом и суперсильным магнитным полем, которое создают девятиметровые сверхпроводящие магниты, должен помочь физикам ответить на несколько пока неразрешимых вопросов. Ускоритель будет разгонять протоны и тяжелые ионы свинца и направлять их в мишени четырех детекторов, которые передадут искомую учеными информацию на компьютеры.

Главная цель LHC - экспериментальное подтверждение существования частицы, которую называют бозоном Хиггса, в честь предсказавшего ее в 1960 году английского физика Питера Хиггса. Если предсказание подтвердится, это будет триумфом так называемой   Стандартной   Модели   (СМ) физики частиц - помимо трех известных физикам полей (электромагнитного, сильного и слабого) появится и четвертое, поле Хиггса. СМ утверждает,  что все физическое пространство заполнено этим полем, и все из вестные    физике    частицы приобретают     массу лишь благодаря взаимодействию с ним.

Украинские   инженеры и теоретики име ли непосредственное от-} ношение к этому эксперименту века - они принимали  участие  в  создании всех четырех детекто ров коллайдера,   а сегодня^ занимаются предсказаниями для LHC.

О перспективах амбициозного эксперимента «АиФ» рассказал научный сотрудник CERN и Института теоретической физики имени М. Боголюбова Национальной академии наук Украины Алексей Боярский. Какова главная цель Большого адронного коллайдера?

Поиск бозона Хиггса, то есть окончательная проверка СМ. Если обнаружат только его, значит, СМ верна и никакой новой физики на близких энергиях нет и нет весомых оснований ее искать. Такой триумф СМ (картинка замкнется, не останется недостающих деталей) будет весьма печальным, так как на ученых будет оказываться мощное давление с целью сворачивания экспериментов. Если же бозон не найдут, это будет означать, что СМ неверна, и нужно продолжать.

-  Каким образом?

-  Группа ученых (в нее вхожу и я), возглавляемая профессором Швейцарской политехнической школы в Лозанне Михаилом Шапошниковым, три года назад разработала новую теорию. За последние полтора года мы привлекли в нее аспирантов и ученых из Института теоретической физики НАНУ и с физического факультета Киевского университета имени Т. Шевченко. В нашу группу входят и ученые из Франции, Германии, Швейцарии. Наша теория, по сравнению с другими сценариями развития эксперимента на LHC, самая свежая, но привлекает все большее внимание ученых всего мира.

То, что сегодня называется «сценарием ночного кошмара» (по которому в LHC найдут только бозон Хиггса и более ничего), мы считаем наиболее интересным и наиболее вероятным. Дело в том, что существует как минимум три явления, которым физика сегодня не может найти объяснения. Первое - это наличие массы у частиц под названием «нейтрино», ведь долгое время считалось, что массы они не имеют. Второе - это асимметрия между материей и антиматерией во Вселенной, которая, вероятнее всего, возникла на этапе ее остывания. Когда Вселенная была горячей, между частицами и античастицами должно было существовать равновесие. Эта проблема носит название «барионной асимметрии». Суть третьего явления заключается в том, что 80% вещества, которое мы наблюдаем в космосе (то, из чего состоят галактики), никак не взаимодействует со светом - не поглощает и не излучает свет ни на какой длине волны. Эта материя называется «темной». Она должна состоять из каких-то частиц. Но СМ существования таких частиц не предполагает.

Поэтому сценарий «ночного кошмара» представляется многим исследователям страшным. Ведь они в этом случае так и не смогут предъявить миру ни одного проверяемого объяснения трех названных явлений. И им далеко не ясно, что же физика частиц будет со всем этим делать дальше -вопросы останутся, а попытки ответить на них с помощью экспериментов претерпят крах. А физическая теория имеет смысл только тогда, когда ее можно проверить экспериментально. Если эксперимент невозможен, физическая теория превращается в метафизическую и теряет научный смысл.

НЕУЖЕЛИ ПРАВДА?

-  В чем заключается выдвинутая вами теория?

-   В том, что в LHC найдут только бозон Хиггса и больше ничего. И вот тогда мы сможем найти собственные ответы на эти три вопроса - но не посредством коллайдера, а с помощью других астрофизических и супер-точных лабораторных экспериментов. Мы предполагаем, что, помимо обычных нейтрино, существуют еще частицы, очень похожие на них, но, по традиционным представлениям, не имеющие никаких взаимодействий с другими частицами. Иногда в реакциях вместо обычного нейтрино, вылетает «стерильное» нейтрино. Эти стерильные частицы очень слабо взаимодействуют со всем нормальным веществом и, кажется, они не могут ничего изменить. Но хитрость состоит в том, что на ранних этапах эволюции, когда Вселенная была горячей, эти самые стерильные частицы нарушили симметрию между материей и антиматерией. За время эволюции именно они накопились в галактиках и получили название «темной материи».

Эти частицы мы и собираемся искать, но это очень непросто. Необходимо большое число расчетов. Если наше предположение подтвердится, оно отметет многие другие теории. Если LHC не найдет бозон Хиггса, наша теория неверна. Если он найдет бозон и что-то еще, скорее всего, мы также ошибаемся. А если он найдет бозон и более ничего, тогда наша теория, вероятнее всего, верна. И именно она поможет нам перейти на следующий этап в познании мира.

Евгения ТИШЕВСКАЯ

Смотрите также:

Также вам может быть интересно

Топ 5 читаемых