Почему остановился коллайдер
Большой адронный коллайдер (БАК) - самый большой на планете ускоритель элементарных частиц – был запущен 10 сентября. В этот день пучки протонов преодолели полный круг по кольцу ускорителя длиной 27 км по часовой стрелке, а затем против. Система магнитов, которая должна была разогнать элементарные частицы до околосветовых скоростей, не выключалась. Соответственно не проводились и столкновения пучков протонов. Первый эксперимент, во время которого встречные пучки должны пересечься, был запланирован на 21 сентября.
Однако уже на третий день после запуска коллайдера вышел из строя трансформатор в системе охлаждения ускорителя в одном из секторов кольца. Температура там поднялась до 4,4 градуса по Кельвину. Через несколько часов работа коллайдера была восстановлена. В принципе подобные сбои на стадии пробных пусков - вполне нормальное явление для любой сложной технической системы, тем более для такой уникальной, как колллайдер.
Кстати, аварии на нем случались еще в ходе строительства. Из-за ошибки разработчиков разрушился, не выдержав ассиметричных нагрузок по продольной оси, композитный крепеж одного из сверхпроводящих магнитов. Набор таких магнитов должен обеспечивать фокусировку пучка протонов перед его входом в камеры столкновений встречных пучков элементарных частиц. Магнит попросту должным образом не испытали перед установкой.
Значительно более серьезный сбой случился 19 сентября. Один из свыше девяти тысяч магнитов вышел из сверхпроводящего состояния с мгновенной потерей тока. Произошло так называемое «гашение тока» (guench). Причиной стало нарушение электрического контакта между двумя магнитами. Возможность подобных происшествий также предусматривалась при строительстве ускорителя. Но все дальнейшие события были уже «внеплановыми».
Магнит продолжал нагреваться, и температура в секторе тоннеля, где случилась поломка, достигла 100 градусов по Кельвину (-1730С). В результате сбоя в тоннель ускорителя было выброшено около тонны жидкого гелия, который используется для охлаждения магнитов. Кроме того, в нескольких секторах кольца был нарушен вакуум.
Никакой опасности для обслуживающего персонала случившееся не представляло. Но предстоящие ремонтные работы грозят затянуться. Сначала аварийный сектор необходимо будет нагреть, а после замены поврежденных элементов вновь опустить температуру для обеспечения сверхпроводимости магнитов почти до абсолютного нуля (-273 градуса по Кельвину). По предварительным оценкам, на это должно потребоваться не менее двух месяцев. Тем не менее, повторный запуск коллайдера будет осуществлен не ранее весны 2009 г.
Дело в том, что ЦЕРН (Европейский центр ядерных исследований) на зиму по ряду причин регулярно закрывается. После открытия на перезапуск БАКа могут повлиять многие факторы, включая продолжительные зимние холода, а это повлечет неизбежные отсрочки запуска.
Затем начнется подготовка к организации первых столкновений элементарных частиц, работа на разных режимах с постепенным наращиванием энергии. Исключить при этом какие-либо сбои вряд ли будет возможно. БАК – это сложнейший механизм, которому еще предстоит длительная проверка отдельных узлов, доводка того или иного оборудования «до ума».
Одна из главных задач Большого адронного коллайдера – проверка так называемой Стандартной модели Вселенной, объединяющей все виды взаимодействий – сильное, слабое и электромагнитное, кроме гравитационного. Из секретов, который наука надеется раскрыть с помощью коллайдера, – почему электромагнитные частицы имеют массу. Есть надежда, что будет «пойман» так называемый бозон Хиггса, именуемый «частицей Бога». В рамках существующих представлений именно он отвечает за массу элементарных частиц. Ученые полагают, что смогут воспроизвести в миниатюре «Большой взрыв», который тринадцать с половиной миллиардов лет назад положил начало Вселенной. А что дальше?
Остается открытым и вопрос, достаточно ли корректен был подход к созданию коллайдера с точки зрения моделирования возможных последствий его работы? Ведь некоторые физики опасаются, что эксперименты на нем могут выйти из- под контроля. Не приведет ли это к масштабной катастрофе? Однозначного ответа не было слышно.
Пока же официальную дату открытия коллайдера никто не отменил. Оно состоится в намеченный срок – 21 октября: будни есть будни, а праздник должен быть в любой ситуации. Наверное, это общемировая практика. Сколько помню, все станции метро в Москве открывали к какой-то дате, а затем на месяцы закрывали на доделки.
Юрий Зайцев, действительный академический советник Академии инженерных наук РФ
Публикуется в рамках сотрудничества 1news.az и РИА Новости
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
