БАК: Будет Аннигиляционная Катастрофа?

Представляет ли строящийся в ЦЕРНе Большой адронный коллайдер угрозу для жизни на Земле?

Я выбрал одну песню - о том,
как гады физики на пари раскрутили шарик наоборот.
Эта песня была выбрана потому,
что в ней, через мироощущение её лирического героя,
выражена глубокая философская идея;
идея состоит в вере в безграничное могущество науки
и в убеждении, что ничего хорошего из реализации
этого могущества произойти не может.(ржал над подчеркнутым)))
В. А. Успенский, "Предварение... к семиотическим посланиям А. Н. Колмогорова"

Новости об успешном продвижении строительства Большого адронного коллайдера (БАКа), опубликованные недавно в рубрике "Прогресс", вызвали в редакции "Ленты.ру" неожиданный спор: а не может ли быть так, что все эти исследования антивещества и других опасных материй до добра не доведут? Предположив, что и у читателей могли возникнуть подобные вопросы, мы обратились к отчету специальной комиссии, посвященному именно оценке безопасности проекта, и к популярной статье, которую Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН) опубликовал после выхода книги Дэна Брауна "Ангелы и демоны".

Страх, как известно, обладает некоторой притягательной силой. Бояться чего-то загадочного и непонятного - вдвойне притягательно, поэтому разговоры об опасности, которая таится в науке, никогда не умолкнут. Впрочем, их совершенно нельзя считать беспочвенными: двадцатый век дал достаточно убедительных подтверждений тому, как безобидные научные исследования могут привести к созданию мощнейшего оружия или страшным техногенным катастрофам.

Первые ускорители частиц (циклотроны) были построены более семидесяти лет назад. С тех пор они постоянно совершенствовались, достигались все более и более высокие энергии. Строя ускорители, физики надеются получить, в частности, новые, неожиданные, непредсказанные результаты - и в последние годы перед введением в строй новых ускорителей встает вопрос: если мы не знаем, чего ждем, не может ли эта неизвестность оказаться опасной?
Первая серьезная оценка безопасности ускорителя была проведена перед запуском Релятивистского коллайдера тяжелых ионов (RHIC) в Брукхэвенской национальной лаборатории США в 1999 году. Никакой угрозы не нашли. Однако в БАКе тяжелым ионам будет придаваться еще большая энергия - до 14 тераэлектронвольт (для сравнения: средняя энергия условной молекулы воздуха при комнатной температуре меньше в 560 триллионов раз), а спектр экспериментов еще шире. Поэтому в начале двадцать первого века руководство ЦЕРНа поручило специальной комиссии в составе шести ученых из Великобритании, Германии, Дании, Франции и Швейцарии проанализировать все вообразимые опасности, которые может представлять новый ускоритель. В 2003 году отчет комиссии был опубликован.

Широкой общественности удовольствие испытывать страх перед возможностями ЦЕРНа доставил писатель Дэн Браун. В его романе "Ангелы и демоны", вышедшем в свет в 2000 году, группа злоумышленников похищает из ЦЕРНа некоторое количество антивещества и намеревается с его помощью взорвать Ватикан. В связи с огромной популярностью книги ЦЕРН счел необходимым опубликовать прекрасную популярную статью о том, насколько роман правдоподобен с научной точки зрения.

В отчете комиссия рассматривает опасности трех основных типов: отрицательно заряженные страпельки (фрагменты странной материи), черные дыры и магнитные монополи. В популярной статье рассказывается главным образом об антивеществе (и о ЦЕРНе вообще).
Страпельки ("странные капельки", англ. strangelets) - гипотетические объекты, состоящие из странной материи - условно говоря, свободных кварков (верхних, нижних и странных), не объединенных в адроны. Предполагается, например, что из нее состоят некоторые нейтронные звезды, однако их обычно страпельками не называют, сохраняя это слово для небольших объектов.

По одной из гипотез (внимание: по одной из гипотез!), попадание отрицательно заряженной страпельки на Землю может привести к тому, что вся планета превратится в странную материю: сталкиваясь с ядром какого-нибудь атома, страпелька вызывает его превращение в странную материю, которое сопровождается выделением энергии и разлетанием во все стороны страпелек - получается цепная реакция.

Авторы отчета отмечают, что существование страпелек пока не доказано. Даже если предположить, что они существуют, то, по современным теориям, в БАКе не будет условий для их возникновения - а даже если возникновение все-таки произойдет, страпелька не сможет просуществовать сколь-нибудь значительное время и распадется прежде, чем начнется "опасная" цепная реакция. Наконец, принимая самые невыгодные для себя предположения, что страпельки могут возникнуть и оказаться сравнительно устойчивыми, авторы доказывают, что опасности они представлять не будут - в частности, потому, что заряд их с большой степенью вероятности окажется не отрицательным, а положительным (то есть они будут отталкиваться от положительно заряженных ядер, а не притягиваться к ним).

Теоретически представимо возникновение в коллайдере гравитационного феномена - черной дыры, очень маленькой, но от того не менее опасной. Авторы отчета, однако, доказывают, что возникновение устойчивой черной дыры невозможно. Даже если дыра образуется, она не сможет аккрецировать (поглощать) материю, а к тому же благодаря излучению Хокинга испарится прежде, чем начнет представлять угрозу.

Магнитный монополь - еще один гипотетический объект, который можно описать примерно как полюс магнита, существующий отдельно от другого полюса магнита. Ни одного монополя пока не обнаружено - как ни дели любой магнит на части, он все равно имеет два полюса и остается диполем. Тем не менее, его существование теория не исключает, а одна из гипотез предполагает, что присутствие магнитных монополей может ускорить распад протона - тоже теоретическое и никогда не наблюдавшееся явление (протон предположительно имеет период полураспада порядка 1036 лет, что гораздо больше возраста Вселенной).

Авторы отчета доказывают, что даже если магнитный монополь на такое способен, даже если он возникнет в коллайдере и окажется устойчив, то он неизбежно скоро покинет Землю. До покидания он успеет уничтожить, по самым пессимистичным оценкам, 1018 протонов, что ничтожно мало.

Еще одним важным универсальным аргументом авторов отчета, которые, как читатель наверняка давно понял, пришли к выводу, что эксперименты ЦЕРНа безопасны, является уже само существование Земли. Наша планета постоянно подвергается воздействию космических лучей, энергии которых не уступают церновским (а то и превосходят их), - и до сих пор не уничтожена ни страпельками, ни черной дырой, ни магнитным монополем, ни чем-либо еще.

Что же касается антивещества, то все еще проще. В ЦЕРНе (и не только там) его действительно умеют производить и постоянно производят. Столкновение частиц с античастицами действительно приводит к аннигиляции, при которой часть материи может переходить в энергию (соотношение энергии и материи описывается формулой E=mc2). Однако те количества антивещества, которые возможно произвести на Земле, не представляют никакой угрозы: их не хватило бы даже на самую маленькую бомбу, тем более что хранить и накапливать антивещество по понятным причинам исключительно трудно (а некоторые его виды - вообще невозможно).

Так что, скорее всего (хотя, конечно, мы не можем быть полностью уверены), в 2008 году, когда БАК будет запущен на полную мощность, на границе Франции и Швейцарии глобальных катаклизмов не произойдет.
Александр Бердичевский
http://www.lenta.ru/articles/2007/11/14/collider/

Исправлено открытие (04.09.08 04:37)

МОСКВА, 5 авг - РИА Новости. Большой адронный коллайдер (LHC) - самый мощный в истории ускоритель элементарных частиц - будет официально открыт 21 октября, до этого дня, как ожидается, по большому кольцу ускорителя пройдет первый пучок протонов, сообщил РИА Новости начальник отдела физики тяжелых ионов на LHC Объединенного института ядерных исследований Александр Водопьянов.

В связи с будущим началом работы ускорителя звучит множество катастрофических предсказаний. В частности, говорится о том, что при работе коллайдера якобы образуется черная дыра, которая поглотит Землю. Ученые заверяют, что эксперимент безопасен.

"На 21 октября назначена инаугурация этого коллайдера, а это значит, что до этого пропустят пучок (протонов) через все кольцо", - сказал Водопьянов, который является координатором экспериментов на одной из установок коллайдера, получившей обозначение ALICE.

"Будет пропущен, я думаю, хотя бы один пучок и будет "инаугурация", празднование этого события", - сказал собеседник агентства.
По словам Водопьянова, уже разосланы приглашения на торжественную церемонию для представителей руководства стран-участниц проекта.

Ученый сообщил, что к настоящему моменту закончено охлаждение всех восьми секторов, из которых состоит большое кольцо ускорителя, до температур, близких к абсолютному нулю. На текущей неделе пучок протонов будет пропущен по одному из этих секторов.

"Кольцо коллайдера состоит из восьми секций, или их называют октанты. Они по отдельности могут включаться и выключаться для тестирования, проверок", - сказал Водопьянов.

По его словам, с минувшего понедельника до следующего будет проводиться тестирование инжекционного устройства - устройства для ввода протонов в большое кольцо ускорителя и проход пучка протонов через один из секторов, расположенный рядом с установкой ALICE.

"Этот пучок будет пропущен через один из октантов в течение этой недели. Но конкретно идет ли пучок сейчас, я вам, естественно, сказать не могу. Потому что это информация рабочая, она не афишируется", - сказал Водопьянов.

"Число не называется, просто нам запретили вход в шахты. То есть люди работали под землей, на своих детекторах, какие-то работы проводили, и вот на этой неделе вход закрыт с таким объяснением, что будет проводиться тестирование прохода пучка протонов через один из октантов коллайдера", - добавил ученый.

Он пояснил, что в дальнейшем пучок протонов будет проведен через все остальные секторы. "Будут по очереди, подключая по очереди октанты, проверять как проходит через каждый октант этот пучок. Вот сейчас должен быть первый тест, уже практически идет", - сказал Водопьянов.

По его словам, энергия этих тестовых пучков не превышает энергии инжектора - около 450 гигаэлектронвольт.

Ранее сообщалось, что столкновения протонов на Большом адронном коллайдере начнутся не раньше осени. В отчете, размещенном на официальном сайте коллайдера, говорилось, что пучки протонов начнут циркулировать не раньше сентября.

Большой адронный коллайдер создается под руководством Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН). Его строительство началось в 2001 году. Для него использован 27-микилометровый подземный тоннель другого ускорителя - завершившего работу электрон-позитронного коллайдера LEP. Тоннель проложен на глубине около 100 метров на границе Швейцарии и Франции.

LHC предназначен, в частности, для получения информации о так называемом бозоне Хиггса, предсказанном английским физиком Питером Хиггсом в 1960 году. В рамках существующих представлений, эта частица отвечает за массу элементарных частиц.

Коллайдер будет обеспечивать работу несколько экспериментальных установок. В частности, установка ALICE предназначена для изучения так называемой кварк-глюонной плазмы - вещества, существовавшего в первые мгновения после Большого взрыва.

Ученые, работающие на LHC, в специальном отчете о безопасности отмечают, что столкновения той же мощности, что и на коллайдере, в природе происходят постоянно. Проводились исследования, которые показывают, что частицы космических лучей имеют энергии, значительно превосходящие энергию коллайдера - природа постоянно "ставит" эксперименты, подобные экспериментам на LHC, но это не привело к катастрофе.

Черные дыры, которые, согласно некоторым теориям, якобы могут появиться при работе коллайдера, будут иметь время жизни столь малое, что просто не успеют начать поглощать материю.
http://www.rian.ru/science/20080805/150113531.html