Большой адронный коллайдер

[Николай А.]

Большой адронный коллайдер.

Вокруг него в последнее время идет много дебатов в связи с его скорым запуском (в ближайшие дни). Чтобы внести ясность привожу пару статей о сути этого эксперимента. Физики могут высказаться в первую очередь.


Большой адронный коллайдер (фото CERN)
-

Армагеддон не случится
17/06/2008 13:00
Юрий Зайцев, эксперт института космических исследований для РИА Новости.
В середине июля на границе Франции и Швейцарии образуется черная дыра, которая сначала поглотит Европу, а затем и всю планету. Такие апокалиптические прогнозы появились сейчас в связи с планируемым менее чем через три недели запуском Большого андронного коллайдера (Large Handron Collider - LHC, он же - Большой андронный ускоритель на встречных пучках). Амбициознейший проект фундаментальных исследований, в котором участвуют и российские ученые, связан со сверхпроводимостью, высокими энергиями и еще то ли Бог, то ли черт знают с чем. Наиболее бурный отклик вызвала информация о планируемом моделировании черной дыры в этом самом LHC.
Примечательно, что самые мощные источники излучения во Вселенной - следствие не термоядерных реакций или аннигиляционных процессов. Просто вещество "падает" под действием силы тяжести разгоняясь до огромных энергий, и эта энергия "высвечивается". Связано это с тем, что во Вселенной имеются очень компактные объекты - черные дыры и нейтронные звезды, сила тяжести в окрестности которых очень велика. Например, скорость падения вещества при ударе о поверхность нейтронной звезды достигает половины скорости света. Эффективность выделения энергии при этом более чем в десять раз превышает аналогичный показатель для ядерных и термоядерных реакций.
Общая теория относительности предсказывает рождение черных дыр в том случае, когда мы имеем дело с веществом, сжатым, в отличие от нейтронных звезд, в значительно более компактную область. В результате черные дыры обладают столь мощным гравитационным полем, что ни материальное тело, ни излучение не могут вырваться из его объятий. Поэтому наблюдать черные дыры непосредственным образом невозможно. Их идентификация основывается на наблюдениях поглощаемого ими вещества, например соседней оптической звезды.
Истекающий с нее газ должен "падать" на черную дыру не сразу. Вначале вокруг нее образуется так называемый аккреционный диск, в котором вещество вращается длительное время. Разгоняясь, оно набирает скорость вплоть до околосветовой и начинает испускать рентгеновское излучение сверхвысоких энергий, которое и наблюдается с помощью выведенных в космос приборов.
Удастся ли в наземных ускорителе искусственно воссоздать явления, которые пока предсказаны лишь теориями?
Андронный коллайдер, который построен на границе Франции и Швейцарии, представляет собой кольцевой ускоритель заряженных частиц на встречных пучках. За одну секунду в нем случится более одного миллиарда соударений. Длина кольца коллайдера составляет 26,65 км. Это один из определяющих факторов в разгоне частиц до скоростей чуть меньших скорости света и, соответственно, получения сверхвысоких энергий столкновений.
Предполагается, что на LHC удастся достичь энергий столкновения пучков протонов до энергий 7 ТэВ (тераэлектронвольт). Электронно-протонные пучки будут сталкиваться с энергиями до 1,5 ТэВ, а пучки тяжелых ионов, например свинца - с общей энергией свыше 1250 ТэВ. То есть, по сути, речь идет о совершенно новой физике явлений и, в частности, возможности подтверждения теории, согласно которой при тераэлектронновольтных энергиях и в условиях соответствующей гравитации происходит образование черных дыр.
Однако ряд ученых, а вслед за ними и представители общественности стали высказывать опасения, что при моделировании этих процессов может возникнуть отличная от нуля вероятность выхода проводимых в коллайдере экспериментов из-под контроля и развития цепной реакции, которая при определенных условиях теоретически будет способна уничтожить всю нашу планету. При этом наиболее часто упоминается возможность именно появления микроскопических черных дыр с последующим захватом ими окружающей материи. Более того, в марте этого года в федеральный окружной суд Гавайев был подан иск с обвинениями в адрес CERN (Conseil Europeen pour la Rercherche Nucleaire - Европейский совет по ядерным исследованиям), по эгидой которого осуществлялось строительство ускорителя, в попытке устроить конец света, и с требованием запретить его запуск.
Между тем, еще несколько лет назад было сделано ключевое для понимания физики черных дыр открытие - они неизбежно "испаряются" со временем. Крупные - медленно, за миллиарды лет, мелкие практически моментально, за 10-17 секунды. Соответственно, у них просто нет времени на то, чтобы втянуть в себя хоть сколько-нибудь существенный объем материи.
По мнению ряда ученых, черные дыры должны возникать и тогда, когда космические лучи, причем с гораздо более высокими энергиями, бомбардируют земную атмосферу, Луну, поверхность других планет. Но мы этого просто не замечаем из-за кратковременности процесса.
Предполагается, что в LHC черные дыры будут проявляться приблизительно каждую секунду. Испаряясь, они оставят после себя некое излучение, которое зарегистрирует сверхчувствительная аппаратура ускорителя. Никакой опасности они не будут представлять даже в теории. Зато с их помощью удастся лучше понять, как соотносятся между собой квантовая механика и гравитация, поскольку испарение черных дыр является квантово-механическим процессом.
Коллайдер должен буквально завалить физиков новой информацией. Предполагается , что для ее записи может потребоваться около 20 млн СD, а для обработки - 70 тыс. мощных компьютеров. Но важнее не объем, а содержание этих данных. Суперускоритель, помимо выяснения процессов эволюции черных дыр, воссоздаст условия, близкие к тем, что были во Вселенной через миллиардную долю секунды после Большого взрыва. И тогда можно будет ответить на многие вопросы образования нашего мира, которые пока обсуждаются на умозрительном уровне.



http://www.rian.ru/analytics/20080617/110832751.html

Эта статья, пожалуй, самая легко читаемая и понятная... Запуск Большого адронного коллайдера может привести к Апокалипсису. Так посчитали двое граждан США и подали в суд на Европейскую организацию по ядерным исследованиям.
До конца света остается чуть меньше месяца. По крайней мере так считают ряд ученых по всему миру. Отменить апокалипсис через суд пытаются Уолтер Вагнер и Луис Санчо. В июле на границе Франции и Швейцарии будет запущен Большой андронный коллайдер, создававшийся на протяжении 14 лет. Это самый большой в мире ускоритель элементарных частиц. На глубине 100 метров по кольцу диаметром 27 километров заряженные частицы будут разгоняться почти до скорости света. Будет воссоздана модель Большого взрыва, благодаря которому и появилась наша вселенная. Протонам предстоит столкнуться с невиданной доселе энергией – 14 тераэлектронвольт – в миллион раз больше, чем при единичном термоядерном синтезе. Сталкиваясь, они образуют миллионы осколков, которые и предстоит исследовать.
С их помощью ученые надеются значительно продвинуться в понимании, откуда появилась материя и время. В большом адронном коллайдере физики хотят поймать бозон Хиггса, именуемый также «частицей Бога». На теоретическом обосновании ее существования строятся все современные теории происхождения вселенной. Если «частицу Бога» не найдут, все аккуратно выведенные физиками законы окажутся всего лишь неверными гипотезами. Но Уолтера Вагнера и Луиса Санчо пугает не это. Ученые в своем любопытстве зашли слишком далеко. При столкновении частиц с такой энергией в ускорителе могут образоваться межвременные завихрения или черная дыра. Ее масса начнет расти, сначала она всосет в себя сам коллайдер, затем Швейцарию, Европу, да и всю нашу планету.
Российские участники проекта говорят, что само появление подобных дыр почти невероятно. Но в любом случае их не стоит путать с астрономическими черными дырами. Со своей ничтожной массой рукотворные завихрения просуществуют меньше секунды. Узнать, была ли дыра, можно только изучив продукты распада фотонов.
По своему научному значению пуск коллайдера под Женевой намного превосходит даже полет на Луну. Над его созданием 14 лет работали ученые 40 стран. Страсть к познанию уже обошлась участникам проекта в 8 миллиардов долларов. Размах исследований столь огромен, что предсказать результаты фактически невозможно. Физики уверены лишь в одном – они не изобретатели, а исследователи. То есть все то, что будет создано в ускорителе, уже существует миллиарды лет. А вот как человечество распорядится открытиями, создаст атомную бомбу или электростанцию – вопрос даже не завтрашнего дня. Все передовые разработки созданы на теоретической базе 19 века.
После первого пуска в июле еще год уйдет у ученых на настройку сложнейшей аппаратуры. Но уже сейчас начались международные переговоры о строительстве линейного ускорителя следующего поколения длиной пятьдесят километров. Среди пяти возможных площадок неплохие шансы имеет территория рядом с подмосковной Дубной. Правда, эти работы начнутся не раньше 2020 года

http://blogs.mail.ru/mail/semarita/361DE6B5BA53857B.html

[Николай А.]

Запуск коллайдера будет произведен 8 июля
Строившийся на протяжении 14 лет и взбудораживший в последний месяц всю мировую общественность Большой адронный коллайдер будет запущен 8 июля 2008 года на границе Франции и Швейцарии.

Ускоритель строили 14 лет в его разработке приняли участие ученые более чем из 40 стран. Стоимость проекта около 8 миллиардов долларов.

Самый большой в мире ускоритель элементарных частиц, по мнению скептиков, может образовать черную дыру, которая поглотит планету. Высказываются опасения, что при столкновении частиц с такой энергией в ускорителе могут образоваться черные дыры, масса которых начнет расти и поглощать сначала сам коллайдер, затем Швейцарию, Европу, а затем и всю нашу планету. Двое граждан США даже подали иски в суд на Европейскую организацию по ядерным исследованиям (СERN) с намерением остановить запуск до предоставления доклада о полной гарантии безопасности.

Би-би-си сняла мини-фильм показывающий весь ужас возможных последствий запуска колайдера.

Однако, представители CERN, подробно рассмотривающие все жалобы заявили, что Земле ничего не угрожает. По их словам, подобные процессы, которые собираются моделировать в колайдере, происходят миллиарды лет и это куда более мощные столкновения, чем в БАК. Ученые подтверждают, что образование микроскопических черных дыр возможно, но время их существования будет очень коротким.

На глубине 100 метров по кольцу диаметром 27 километров заряженные частицы будут разгоняться почти до скорости света. Будет воссоздана модель Большого взрыва, благодаря которому по версии ученых и появилась наша вселенная. Протонам предстоит столкнуться с невиданной доселе энергией - 14 терраэлектронвольт - в миллион раз больше, чем при единичном термоядерном синтезе. Сталкиваясь, они образуют миллионы осколков, которые и предстоит исследовать.

С их помощью ученые надеются значительно продвинуться в понимании, откуда появилась материя и время. В большом адронном коллайдере физики хотят поймать бозон Хиггса, именуемый также «частицей Бога». На теоретическом обосновании его существования строятся все современные теории происхождения вселенной.

http://www.aquaexpert.ru/news/2008/07/07/collider/

[Игорий]

На мой взгляд, эта тема должна находится в разделе "Свободный разговор".
Сегодня только прочитал в Гранях:
Гр.А.Й. 1952 г. 16 А. На заре человечества Мы Одарили его разумом. И все, что люди имели и познали, они получили от Нас. Не только науки и искусства, но все остальное, вплоть до постройки жилища, все Дали Мы, пришедшие с Высшей Планеты. Давали, Даем и Будем давать. Стоим на дозоре человечества. Невежды полагают – вот мы нашли, вот мы открыли. Что нашли, что открыли? Открыли? Да, но заботливо приуготованное Нами. И не Наша вина, что свободная, но злая воля стремится все доброе обратить во зло и на зло. Все дается во благо, но многое используется во зло. А если бы только во благо? И если бы не Наша Рука, люди давно уничтожили бы друг друга. Но век уничтожения сменяется веком строительства...
...................
(имхо) Нет повода для беспокойств.

[Николай А.]

Примеров проведения опасных для человечества экспериментов было достаточно. Не надо все возлагать на Иерархию. Ведь не всегда на месте оказывался герой перекусывающий провод в самый последний момент, чтобы спасти планету. И вопрос тут серьезный, ибо миллион термоядерных бомб мало никому не покажется.
Правда с другой стороны можно не беспокоиться в том плане, что случится все очень быстро.

[ester]

Я уверена,что барсу не дадут прыгнуть!

[Николай А.]

Запуск состоится в 9:30am (central-Europe time), т.е. 11.30 по Москве.


LHC Cooldown Status, http://lhc.web.cern.ch/lhc/


The last section of the LHC beampipe being installed in ATLAS.

[Suny]

Сама возможность создания черных дыр БАК -ом под вопросом.
Кроме того в космосе предостаточно естественных ускорителей и частиц с высокими энергиями.

август 2005 № 8 "В МИРЕ НАУКИ" Физика
KВАНТОВЫЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ
Бернард Карр, Стивен Гиддингс
http://www.sciam.ru/2005/8/phizical.shtml
...
Еще более захватывающая возможность - создание черных дыр при помощи ускорителей частиц. Когда нужно добиться высокой плотности, нет инструментов лучше, чем ускорители БАК и "Теватрон" Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми недалеко от Чикаго. Агрегаты разгоняют субатомные частицы, такие как протоны, до скоростей, предельно близких к скорости света. При этом частицы приобретают огромную кинетическую энергию. В БАК энергия протона достигает семи тераэлектрон-вольт (ТэВ). По формуле Эйнштейна E = mc^2 эта энергия эквивалентна массе 10^-23 кг, что в 7 тыс. раз больше массы покоя протона. Когда две такие частицы сталкиваются, их энергия концентрируется в крошечной области пространства. Поэтому можно предположить, что время от времени сталкивающиеся частицы прижимаются так тесно, что может образоваться черная дыра.

Но масса 10^-23 кг намного меньше массы Планка в 10^-8 кг, которую обычная теория гравитации предлагает для самой легкой дыры. Этот нижний предел есть следствие квантовомеханического принципа неопределенности. Поскольку частицы ведут себя еще и как волны, они "размазываются" в некотором пространстве, которое уменьшается с ростом энергии: при энергиях БАК его размер 10^-19 м. Это наименьшая область, в которую можно упаковать энергию частицы. Получается плотность 10^23 кг/м3 - довольно высокая, но недостаточная для создания черной дыры. Чтобы частица была как энергичной, так и компактной, она должна иметь энергию Планка, что в 10^15 раз больше энергии БАК. Несмотря на то что ускорители могли бы создать объекты, математически подобные черным дырам (и некоторые теоретики думают, что это уже сделано), сами дыры, похоже, лежат вне досягаемости.
...

Энергии БАК -а может оказаться достаточно только если пространство будет 9-и мерным.
(см. полностью вышеприведенную статью)

http://ru.wikipedia.org/wiki/Чёрная_дыра
...
Термодинамика и испарение чёрных дыр

Представления о чёрной дыре как об абсолютно поглощающем объекте были скорректированы С. Хокингом в 1975 г. Изучая поведение квантовых полей вблизи чёрной дыры, он предсказал, что чёрная дыра обязательно излучает частицы во внешнее пространство и тем самым теряет массу. Этот эффект называется излучением (испарением) Хокинга .
...
Скорость испарения чёрной дыры тем больше, чем меньше её размеры. Испарением чёрных дыр звёздных (и тем более галактических) масштабов можно пренебречь, однако для первичных и в особенности для квантовых чёрных дыр процессы испарения становятся центральными.

За счёт испарения все чёрные дыры теряют массу и время их жизни оказывается конечным:

t=5120*pi*G^2*M^3/hc^4
где h— редуцированная постоянная Планка, с — скорость света, G — гравитационная постоянная, M — масса чёрной дыры.

При этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 13 секунд, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности.

В то же время, большие чёрные дыры, температура которых ниже температуры реликтового излучения Вселенной (2,7К), на современном этапе развития Вселенной могут только расти, так как испускаемое ими излучение имеет меньшую энергию, чем поглощаемое. Данный процесс продлится до тех пор, пока фотонный газ реликтового излучения не остынет в результате расширения Вселенной.

Без квантовой теории гравитации невозможно описать заключительный этап испарения, когда чёрные дыры становятся микроскопическими (квантовыми). Согласно некоторым теориям, после испарения должен оставаться «огарок» — минимальная планковская чёрная дыра.
...

т.е. исходя из существующей теории нам ничего не грозит.

[Юрий Ганков]

Судя по тому, что уже 15 ч 40 мин, а запуск был в 9 ч 30 мин (если он вообще состоялся) то это БАК нас таки пощадил, и не содал ЧД......А может запустили но не бомбардировали пока ничего ничем - поэтому еще живы....??

[Николай А.]

Сообщение от Николай А.

Запуск состоится в 9:30am (central-Europe time), т.е. 11.30 по Москве.

Выше также писал:
Запуск коллайдера будет произведен 8 июля.
Все узнаем завтра.

[Пандора]

Сообщение от Николай А.

Выше также писал:
Запуск коллайдера будет произведен 8 июля.
Все узнаем завтра.

Так уже узнали
Сотрудник же уже написал: "ничего не случилось"
Случайностей не бывает и случайных путаний дат и описок тоже.

[gog]

LHCountdown.com

[Dron.ru]

Судя по дошедшим до нас легендам ядерные испытания и андронные коллайдеры не могут сравниться по своей опасности с ... Вавилонской башней

[Николай А.]

Наступит ли сегодня конец света? Узнаем после запуска андронного коллайдера

08.07.2008, 09:39

Сегодня на границе Франции и Швейцарии будет запущен большой андронный коллайдер. Над этим устройством целое десятилетие трудились ученые всей планеты, и оно, вероятно, поможет разгадать секреты создания Вселенной. Однако некоторые представители научного мира опасаются, что эксперимент может выйти из-под контроля и уничтожить нашу планету.
Охлаждение обмоток сверхпроводящих электромагнитов Большого адронного коллайдера (LHC, Large Hadron Collider) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) на границе Швейцарии и Франции подходит к завершению. Большинство из них уже достигли рабочей температуры всего на 2 градуса выше абсолютного нуля (–271o C), и учёные надеются начать разгон первых пучков частиц уже в следующем месяце. Если всё пойдёт как планируется, осенью встречные пучки протонов, движущихся со скоростью около 0,99999998 от скорости света, начнут сталкиваться. Число столкновений будет постепенно увеличиваться, приближаясь к запланированному уровню в миллиарды событий в секунду.
Радостное возбуждение учёных, погружённых в подготовку, наверное, крупнейшего научного эксперимента в истории человечества, можно понять. Однако у некоторых людей томление в ожидании старта LHC продолжает выливаться в уйму страхов вокруг истории о страшной чёрной дыре, которая возникнет в месте столкновения частиц и, быстро разрастаясь, через некоторое время пожрёт не только Женевский аэропорт и Юрские горы, но и всю нашу планету.
На самом деле это не самое страшное, что может случиться. Физики придумали ещё несколько эсхатологических сценариев, включающих превращение всех атомных ядер нашей планеты в так называемое странное вещество, разрушение протонов магнитными монополями и даже стремительное падение привычной нам структуры всей Вселенной при расширении созданного в ускорителе пузыря «истинного» вакуума.
В прошлую пятницу специальная рабочая группа, созданная для оценки реальности таких событий, представила «облегчённый» финальный отчёт, а в понедельник в архиве электронных препринтов появилась и полномасштабная работа, подробно рассматривающая опасность появления чёрных дыр.
Вывод учёных: бояться нечего. Земля и Вселенная, скорее всего, выстоят. Основной аргумент команды из пяти физиков в какой-то степени повторяет расхожую фразу «этого не может быть, потому что не может быть никогда». Только с точностью до наоборот: пророчества LHC-скептиков не могут сбыться, потому что все эксперименты, которые физики надеются провести в глубине детекторов ATLAS и CMS, происходят в природе постоянно, а вся программа LHC в наблюдаемой части Вселенной уже была повторена квадриллионы квадриллионов раз. И ничего, мы всё ещё существуем. Более того, никаких событий, которые можно было бы интерпретировать как свидетельство предполагаемых страшных последствий столкновений протонов, ни физики в своих лабораториях, ни астрономы, разглядывающие космические дали, пока не видели.
Бесконечный эксперимент природы
Дело в том, что гигантские по меркам земных ускорителей энергии сначала в 5 Тэв, а потом и в 7 Тэв (тераэлектронвольт), до которых планируется разгонять частицы в 27-километровом кольце громадного ускорителя, для вселенной не новость. На самом деле частицы такой и большей энергии каждую секунду врезаются в скафандр космонавта, вышедшего из космического корабля. С той же частотой они бы бомбардировали и наши тела, не будь у Земли атмосферы. Воздушная оболочка частично спасает нас от этих частиц, и зовутся они космическими лучами.
Поэтому, пока ускоритель не начал сталкивать протонные пучки, бояться совсем нечего: мы имеем дело лишь с ежесекундным опытом последователей Алексея Леонова, первого космонавта, вышедшего в открытый космос. Такие частицы при столкновении с мишенью выбивают из неё десятки и сотни протонов и разрушают несколько атомных ядер. Опыт 74-летнего Алексея Архиповича показывает, что ничего страшного ни для существования нашего мира, ни даже для человеческого здоровья в таких событиях нет.
Осенью, однако, сотрудники ЦЕРНа надеются начать сводить пучки заряженных частиц, движущихся в противоположных направлениях, и направлять их друг на друга. Это уже посерьёзнее. Хотя каждый из несущихся друг на друга протонов имеет энергию летающего под потолком комара, воссоздать происходящие при их взаимодействии процессы можно, лишь направив на стационарную мишень протон с энергией в десятки тысяч Тэв. Дело в том, что при использовании стационарной мишени основной запас энергии налетающих частиц уходит на сохранение импульса разлетающихся после удара осколков, а на их взаимодействие, которое для физиков интереснее всего, остаются лишь жалкие крохи.
Значения в тысячи Тэв вряд ли будут в обозримое время достигнуты на земных ускорителях, и именно поэтому такую популярность получили ускорители на встречных пучках. Тем не менее в космосе и таких частиц хватает. Их гораздо меньше, чем «комаров», — примерно в 100 миллиардов раз, так что вряд ли кому-то из космонавтов удавалось испытать на себе такой удар. Но всю нашу планету потрясают несколько тысяч таких столкновений в секунду, а за время её существования их было примерно 1021 раз. За всё время работы женевского ускорителя в рамках эксперимента LHC планируется воссоздать примерно 1017—1018 ударов; так что безо всякого участия физиков этот эксперимент уже был повторен на Земле десятки тысяч раз.
Остановиться страшно
Кажется, что бояться и правда нечего. К таким выводам и пришли авторы нынешнего отчёта, подтвердив мнение своих коллег, представивших результаты независимого исследования на ту же тему в 2003 году. Однако на деле первое впечатление обманчиво. Между космическими лучами и столкновениями частиц во встречных пучках есть большая разница.
Во-первых, плотность событий в Швейцарии и Франции (детекторы находятся по обе стороны границы между двумя странами) несравнимо выше. Если среднее расстояние между подобными событиями, одновременно протекающими в земной атмосфере, составляет тысячи километров, то сечение сталкивающихся пучков измеряется сантиметрами. Более того, помимо протонов учёные будут сталкивать друг с другом и ядра свинца, в каждом из которых по две сотни протонов и нейтронов, упакованных с ядерной плотностью. И хотя в составе космических лучей наверняка также имеются тяжёлые ядра, их гораздо меньше, чем протонов и альфа-частиц.
Однако главная разница даже не в этом, она в скорости разлёта продуктов столкновения. Если предположить, что в результате удара действительно образуются миниатюрные чёрные дыры или капельки смертоносной странной материи, они по закону сохранения импульса двинутся дальше с огромной скоростью, пролетая сквозь Землю в мгновение ока. Если подобные объекты возникнут в ускорителях, их скорость будет невелика: у встречных пучков практически одинаковые скорости, которые в сумме дают ноль. А значит, утверждают пессимисты, появившись однажды, чёрная дыра быстро провалится к центру нашей планеты, а там будет постепенно пожирать её тело, разрастаясь за счёт проглатывания всё новых и новых порций. В конце концов, дело дойдёт и до поверхности.
Именно поведению таких почти стационарных объектов и крайне малой вероятности их появления и посвящена большая часть последнего отчёта. Учёные один за одним подробно разбирают возможные сценарии «судного дня» с учётом даже самых спекулятивных вариантов физических теорий и последнего опыта работы на ускорителях и приходят к выводу, что нам всё-таки ничто не грозит.
Чёрные дыры исчезнут
Что касается чёрных дыр, то их появление в LHC вообще под большим вопросом. Если верна общая теория относительности Эйнштейна (а серьёзных экспериментальных возражений на ее счёт пока нет), то чёрные дыры даже при столкновении ядер свинца образовываться не будут. Причина в том, что гравитация, управляющая движением грандиозных небесных тел и определяющая судьбу Вселенной в целом, на микроскопических расстояниях — очень слабая сила. Она на много порядков уступает другим трём фундаментальным силам — и электромагнитному, и двум ядерным взаимодействиям, так называемым слабому и сильному. А эти силы не предусматривают образования каких-либо чёрных дыр, да и вообще, «поженить» эти силы, описываемые квантовой теорией, с эйнштейновской теорией гравитации пока не особо получается.
Но, даже если чёрная дыра возникнет, она должна мгновенно исчезнуть за счёт квантовых эффектов. Одна из немногих успешных попыток разобраться в явлениях на стыке квантовой механики и гравитации, предпринятая знаменитым британским физиком-теоретиком Стивеном Хокингом, привела к появлению понятия «испарения» чёрных дыр. Виртуальные пары частиц и античастиц, в соответствии с квантовой механикой непрерывно возникающие в пространстве и через очень короткое время исчезающие в никуда, иногда должны образовываться и на границе чёрной дыры. В этом случае частицы пары не могут аннигилировать друг с другом, и для внешнего наблюдателя в окрестностях дыры из ничего «рождается» что-то; на это расходуется энергия, и как показывают расчёты, тем больше, чем меньше чёрная дыра.
Самая большая чёрная дыра, которая может родиться в LHC, имеет энергию не больше, чем суммарная энергия двух сталкивающихся ядер. Такой объект в соответствии с теорией Хокинга живёт умопомрачительно короткое время — меньше 10-80 сек., за которое он не то что проглотить какую-то иную частицу, он и сдвинуться с места не успеет.
Некоторые теории, впрочем, предсказывают существование в микромире так называемых скрытых пространственных измерений в добавление к трём известным нам — длине, ширине и высоте. В таких случаях не только гравитационные силы на очень малых расстояниях могут стать гораздо сильнее, чем предсказывается классической теорией тяготения, но и сами микроскопические чёрные дыры могут оказаться стабильными.
Тем не менее и этот вариант не проходит. Здесь учёные вновь обратили взгляд на космические объекты. Если бы стабильные чёрные дыры могли образовываться и расти, то при бомбардировке Земли или Солнца космическими лучами эти дыры очень быстро становились бы заряженными, притягивая в первую очередь протоны, а не электроны, которые при той же температуре движутся гораздо быстрее. Заряженная чёрная дыра в отличие от нейтральной гораздо активнее взаимодействует с окружающими частицами, которые её быстро и остановят.
Таким образом, пролетая через Солнце и уж тем более сверхплотные звёзды вроде белых карликов или нейтронных звёзд, чёрная дыра затормозится и останется в теле звезды. События, подобные тем, что планируется производить в LHC, в жизни каждой звезды происходили такое количество раз, что если бы чёрные дыры могли образовываться, то они достаточно быстро росли бы и уничтожали известные нам небесные тела.
Как именно происходит рост этих объектов, зависит от конкретной модели теории гравитации с «дополнительными измерениями». Последовательно разбирая многочисленные варианты и учитывая все мыслимые эффекты, учёные приходят к выводу, что даже при самых крайних предположения ни Земля, ни белые карлики не могли бы существовать дольше нескольких миллионов лет. На деле им миллиарды лет, так что микроскопические чёрные дыры, похоже, во Вселенной вовсе не образуются.
Странные капельки
Другой популярный агент уничтожения нашего мира при запуске LHC — капельки странного вещества, или «страпельки», как проповедует калькировать с английского strangelet российский астроном Сергей Попов. Странным такое вещество называется не за особенности поведения, а из-за наличия в его составе значительной примеси так называемых странных кварков («аромата» s) в дополнение к верхнему и нижнему (u и d) кваркам, из которых состоят протоны и нейтроны, образующие ядра всех обычных атомов.
Небольшие странные ядра, в которых к нейтронам и протонам добавлена частица, содержащая странные кварки, в лабораториях уже были получены. Они не стабильны — распадались за миллиардные доли секунды. Получить ядра, в которых содержится много странных частиц, пока не получалось, однако из некоторых вариантов теории ядерных взаимодействий следует, что такие ядра могут быть стабильными. Они плотнее обычного вещества, и ими активно интересуются астрономы, занимающиеся нейтронными звёздами — своего рода гигантскими атомными ядрами, в которые после смерти превращаются массивные звёзды.
Если «странные» ядра действительно стабильны (никаких экспериментальных указаний на этот счёт нет), то, привлекая ещё и дополнительные, также экспериментально не подтверждённые соображения, можно показать, что переход в странную форму будет энергетически выгодным. В этом случае при взаимодействии с обычными ядрами странные будут провоцировать переход первых в странную форму. В итоге образуются капельки странного вещества, или «страпельки». Поскольку образуются они из протонов и нейтронов, заряд «страпелек» будет положительным, так что они будут отталкивать обычные ядра. Опять же в некоторых теориях могут возникать и отрицательные страпельки, которые не стабильны. Уже четвёртая в данном абзаце гипотеза предполагает наличие нестабильных, но долгоживущих отрицательных страпелек, которые обычное вещество будут притягивать.
Вот именно такие четырежды гипотетические страпельки и представляют угрозу. С такими фантомами приходится работать учёным, доказывающим безопасность LHC.
Основные аргументы против существования вообще каких-либо страпелек — это результаты экспериментов на так называемом американском коллайдере релятивистских тяжёлых ионов (RHIC), который в конце XX века заработал в американской Брукхэвенской национальной лаборатории. В отличие от ЦЕРНа, где сталкиваться будут ядра свинца, в Брукхэвене сталкиваются ядра атомов чуть более лёгкого золота, при том с существенно меньшими энергиями.
Как показывают результаты RHIC, никакие страпельки здесь не появляются. Более того, собранные ускорителем данные отлично описывает теория, согласно которой в месте столкновения двух ядер на ничтожные доли секунды (порядка 10-23 сек.) образуется сгусток кварк-глюонной плазмы, имеющей температуру около полутора триллионов градусов. Такие температуры существовали лишь в самом начале нашей Вселенной, и даже в центрах самых массивных и горячих звёзд ничего подобного не возникает.
Но при таких температурах опасные страпельки, даже если и образуются, мгновенно разрушаются, поскольку для реакций с ними характерны те же энергии, что и для обычных ядер, в противном случае, они не были бы стабильным, то есть энергетически выгодным, состоянием. Характерная температура «плавления» ядер — миллиарды градусов, так что при температурах в триллион градусов никаких страпелек и в помине не остаётся.
Температура кварк-глюонной плазмы, которую планируют получить на LHC, ещё выше. Кроме того, плотность её при столкновении будет, как ни странно, ниже.
Так что получить страпельки в LHC ещё сложнее, чем в RHIC, а в нём их получить было сложнее, чем в ускорителях 1980-х и 1990-х годов. Кстати, когда в 1999 году запускалась программа RHIC, её создателям также пришлось убеждать скептиков, что конца света с первым столкновением ядер не произойдёт. И не произошло.
Дополнительный аргумент против возможности появления страпелек — наличие Луны на орбите вокруг Земли. В отличие от нашей планеты Луна не имеет атмосферы, так что её поверхность и ядра тяжёлых элементов, которые она содержит, напрямую бомбардируются ядрами, входящими в состав космических лучей. Если бы появление страпелек было возможным, то за 4 миллиарда лет существования нашего спутника эти опасные ядра полностью «переварили» бы Луну, превратив в странный объект. Однако Луна продолжает светить по ночам как ни в чём не бывало, а некоторым даже повезло погулять по этому объекту и вернуться назад.
Осколок магнита расколет Вселенную
Более экзотические кандидаты на роль убийц всего живого — магнитные монополи. Никому ещё не удавалось, разрезав магнит на две части, получить отдельные северный и южный его полюса, но магнитный монополь — это именно такая частица. Опять же, никаких экспериментальных указаний на его существование нет, однако ещё в первой половине XX века Поль Дирак заметил, что их введение в теорию позволяет объяснить, почему все заряды кратны электронному.
Идея эта оказалась настолько заманчивой, что, несмотря на отсутствие каких-либо доказательств, некоторые физики продолжают верить в существование монополей. Если учесть, что для квантования заряда достаточно одного монополя на всю Вселенную, то эта вера вряд ли хуже веры в единое начало, благодаря которому во Вселенной есть добро.
Однако магнитный монополь — это не добро, по крайней мере для протона. Имея большой заряд, монополи по своему ионизирующему действию должны быть похожи на тяжёлые атомные ядра, и в некоторых вариантах теории — опять же не в почти священной для физиков стандартной модели, которая пока оказывалась в состоянии объяснить все эксперименты с частицами, — монополи могут вызывать распад протонов и нейтронов на более лёгкие частицы.
Большинство физиков полагают, что магнитные монополи должны быть очень массивными частицами с энергией порядка 1012 Тэв, до которых ни LHC, ни какому бы то ни было другому земному ускорителю, не дотянуться. Так что и бояться их нечего.
Тем не менее, если предположить, что монополи могут иметь меньшую массу, тогда они также давно должны были образовываться при взаимодействии земного вещества с космическими лучами. При том, активнейшим образом взаимодействуя с веществом через электромагнитные силы, монополи должны очень быстро тормозиться и оставаться на Земле. Бомбардировка нашей планеты и других небесных тел космическими лучами продолжается миллиарды лет, и исчезнуть Земля никуда не исчезла. Так что либо лёгкие монополи не образуются, либо не имеют свойства даже как-то способствовать распаду протона.
Целого мира мало
Наконец, самое страшное, что может случиться, — это появление в пространстве пузырьков «истинного вакуума». Они способны уничтожить не просто Землю, но и всю известную нам Вселенную.
Вообще говоря, физический вакуум — сложнейшая система из множества взаимодействующих полей. В квантовой механике вакуум — это просто энергетически самое низкое состояние такой системы, а не какой-то «абсолютный ноль». У каждого кубометра вакуума вполне может быть своя энергия, и более того, сам вакуум может даже влиять на происходящие в нём физические явления.
Например, если у нас некоторый ложный, очень стабильный, но всё-таки не самый низкий уровень энергии, с него ещё можно шагнуть вниз, а разницу в энергии между двумя уровнями использоваться для создания новых частиц, как создаются кванты света при переходе электронов с высокого атомного уровня на низкий. Астрофизики, например, уверены, что такие переходы случались в прошлом, и благодаря им наш мир сейчас заполнен веществом, пишет Газета.Ру.
Вообще говоря, ни откуда не следует, что вакуум, который мы знаем, не такой вот ложный. Более того, простейшее объяснение загадочной «тёмной энергии», из-за которой ускоряется расширение нашей Вселенной, — это именно наличие ненулевой энергии вакуума. В таком случае переход на очередную ступень возможен, и более того, согласно некоторым теориям, последние астрономические наблюдения даже увеличили его вероятность.
Ниоткуда, конечно, не следует и то, что спровоцировать такой переход могут столкновения протонов в суперколлайдере LHC. Однако, если микроскопические пузырьки «истинного» вакуума всё-таки образуются, дальше теория предсказывает их стремительное расширение за счёт превращения вакуума из одного вида в другой вдоль границы пузырька. Расширяясь со скоростью света, такой пузырёк за доли секунды объемлет Землю, а затем примется за остальную Вселенную, породив множество частиц и, возможно, сделав существование привычной нам материи невозможным.
Вообще говоря, как именно LHC может спровоцировать вакуумный переход, неясно. За неимением предмета опровержения в данном случае авторы отчёта вновь обращают свой взор на небо, повторяя всё ту же логику. Если мы до сих пор не видим каких-то катастрофических последствия столкновения заряженных высокоэнергичных частиц в космосе, значит, появление таких пузырей или невозможно, или слишком маловероятно. В конце концов, как подсчитали учёные, Вселенная за время своего существования провела 1031 опытов размаха LHC в наблюдаемой нами её части. И, если бы хоть один из них окончился разрушением какой-то части мира, мы бы это наверняка заметили. А что такое один эксперимент против 1031? Вероятность, что не повезёт именно нам, слишком мала.
Цена риска
Конечно, разговор о вероятности здесь вряд ли уместен. Когда речь идёт о цене автомобильной страховки, можно разделить общее число аварий на общее число машин, получив вероятность аварии для каждой машины, и умножить эту вероятность на среднюю стоимость автомобиля. Такая величина называется математическим ожиданием ущерба для машины. Добавьте к этой сумме сборы, на которые существуют страховые компании — и стоимость страховки готова.
Профессионалы оперируют и математическим ожиданием количества людских смертей — например, в сейсмоопасных районах. Кому-то это может показаться циничным, но такой расчёт — наверное, единственный способ эффективно распорядиться всегда ограниченными ресурсами для спасения максимального числа жизней.
Если вероятность разрушения Земли при старте LHC, скажем, один шанс на миллиард, то математическое ожидание числа смертей — произведение населения планеты на одну миллиардную — составит 6,5. Не исключено, что среди нескольких тысяч учёных, работающих в ЦЕРНе, найдутся не семь, а гораздо больше человек, готовых ради науки пожертвовать своими жизнями. Однако, могут ли они поставить на карту, пусть и почти гарантированно выигрышную, существование всего человечества? А если речь идёт о существовании всей Вселенной? Вряд ли кто-то может дать ответ на этот вопрос.
Житель американского штата Гавайи Вальтер Вагнер, например, считает риск неоправданными и даже подал соответствующий иск в один из американских судов. Иск, впрочем, уже отклонён, а какова будет его дальнейшая судьба в судебной системе США, пока никто не знает. Ясно лишь, что вряд ли он будет удовлетворён к середине осени, когда, согласно плану, встречные пучки в гигантском тоннеле под Женевой начнут разгоняться навстречу друг другу. Да и американский суд над европейской Женевой юрисдикции не имеет и может лишь запретить поставку важного оборудования для ЦЕРНа, которое производится в США; на это, кстати, и направлен иск.
Страх, предваряющий пуск LHC, не новость. То же самое имело место и при запуске ускорителя ионов в Брукхэвене. А в конце шестидесятых годов весь мир облетело сообщение об открытии советским химиком Николаем Федякиным «полимерной формы воды». На Западе только и было разговоров о том, что попав в мировой океан, «поливода» быстро переведёт в полимерную форму всё его содержимое. Чем не история о страпельках, способных превратить всё вещество в странную форму? Желающие могут вспомнить и другую легенду — о подводных испытаниях водородной бомбы, взрыв которой лишь едва-едва не зацепил богатые тяжёлым изотопом водорода донные слои океана, вызвав их детонацию по всей планете.
Вероятность гибели человечества в результате удара астероида, вспышки сверхновой по соседству или просто в войнах за господство над минеральным сырьём наверняка существенно больше, чем шансы уничтожить Вселенную при запуске Большого адронного коллайдера.
И если не развивать науку — в том числе и такими проектами, как LHC, — ни об одной из этих опасностей мы бы никогда и не узнали.
http://www.treli.ru/newstext.mhtml?Part=7&PubID=20404

[Николай А.]

Ученые перенесли Большой взрыв на осень
08 июля, 10:37 | Максим ПЕЛИХОВ


Человечество может вздохнуть спокойно: запуск Большого адронного коллайдера, который должен был состояться сегодня на границе Франции и Швейцарии и, по мнению некоторых специалистов, мог стать причиной конца света, снова перенесен. Как сообщил изданию "Наука и технологии России" (S&T RF) главный ученый секретарь Объединенного института ядерных исследований в Дубне Николай Русакович, начала соответствующих экспериментов стоит ожидать не раньше конца осени, а если точнее - в ноябре этого года.
Вместе с тем, по словам Русаковича, ориентировочно на середину июля намечен пробный пуск коллайдера. Однако для ученых-физиков это событие не должно представлять серьезного интереса, заявил эксперт.
Напомним, что Большой адронный коллайдер является детищем почти всех ведущих физиков планеты, в том числе российских ученых из Института физики высоких энергий. Его построили за семь лет в Европейском центре ядерных исследований CERN (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire). Это сложнейшее сооружение, большая часть которого находится под землей на стометровой глубине в кольцевом тоннеле протяженностью 27 км, является самым крупным из когда-либо существовавших ускорителей элементарных частиц - протонов и тяжелых ионов. В тоннеле смонтированы 1720 особых магнитов (длина одного достигает 15 м), которые, по словам ученых, должны "обеспечить гомогенное силовое поле для направленного движения потоков элементарных частиц".
Планируется, что протоны и ионы будут разгоняться до скорости света и сталкиваться друг с другом, порождая процессы, схожие с теми, благодаря которым возникла наша Вселенная. Последствия столкновения частиц и станет главным предметом изучения. Проще говоря, Большой адронный коллайдер создан для того, чтобы смоделировать Большой взрыв в "лабораторных" условиях.
Однако некоторые физики опасаются, что подобный эксперимент может выйти из-под контроля и погубить нашу планету. По мнению противников запуска Большого адронного коллайдера, столкновения элементарных частиц на огромной скорости могут спровоцировать создание объектов, угрожающих существованию Земли - черных дыр, страпелек и магнитных монополей. Однако специалисты CERN провели тщательное исследование на предмет всех возможных последствий работы коллайдера и пришли к выводу, что возникновение черных дыр теоретически возможно, но время их существования будет крайне коротким, поэтому называть его "убийцей Земли" беспочвенно и несправедливо. Тем не менее запуск ускорителя неоднократно переносился - последней датой называли 8 июля - и теперь не известно, когда именно он состоится и состоится ли вообще.



http://www.utro.ru/articles/2008/07/08/750281.shtml

[Николай А.]

Сообщение от ester

Я уверена,что барсу не дадут прыгнуть!

Не дали.

[Suny]

В результате копирования были потеряны степени

Сообщение от Николай А.

[gog]

Сообщение от Николай А.

Сообщение от gog

LHCountdown.com

[gog]

Сообщение от Николай А.

А эта ссылка что считает?

Сообщение от gog

LHCountdown.com

[A.C.]

Никто не знает, а из-за чего перенесли эксперимент?

[Вера Тевс]

Сообщение от A.C.

Никто не знает, а из-за чего перенесли эксперимент?

А как Вы думаете?
Как же можно производить такие эксперименты, когда масса народа устремляет в пространство мысль о том, что этот эксперимент спровоцирует "конец света"?
Полагаю, что это основная причина почему вдруг кому-то "захотелось" изменить сроки.