Ученые CERN играют с огнем

Ученые Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN, ЦЕРН) опять собираются использовать свой Большой адронный коллайдер в поисках разных интересных вещей. При предыдущем использовании им удалось найти так называемую «частицу Бога». Но в мире назревает тревога и беспокойство относительно того, не играют ли ученые CERN с огнем.

Шутка ли, сам Стивен Хокинг в свое время заявил, что «частица Бога», обнаруженная CERN, могла уничтожить Вселенную, заставив пространство-время коллапсировать. Конечно, в его словах есть преувеличение, но все же.

Это похоже на прямое предупреждение ученым в CERN, просьбой не продолжать свои эксперименты. После обнаружения «частицы Бога» система отключилась для модернизации. Спустя почти три года она готова продолжить с удвоенной силой. Конечно, ученые БАК говорят, что любые опасения беспричинны, но не доверять Стивену Хокингу причин тоже нет.

В 2012 году БАК был способен поддерживать энергию столкновений в 8 ТэВ. В 2013 году CERN смогла определить то, что сейчас известно как «бозон Хиггса» — элементарную частицу, которая пролила свет на некоторые давние загадки. С модернизированными магнитами, более мощными пучками энергии и улучшенным вакуумом, БАК может поддерживать 13 ТэВ, хотя его можно разогнать и до 14 ТэВ, но этого избегают. Это делается для того, чтобы получить больший контроль над возможными неполадками, которые могут проявиться совершенно неожиданно.

CERN считает, что ее оборудование более чем способно удерживать энергию, которая испускается, когда протоны сталкиваются вместе, но в этом поле всегда есть процент неопределенности, никто не может быть на 100% уверен, что все пойдет по плану. Вот почему CERN будет удерживать энергию в пределах 13 ТэВ.

Хотя ученые сейчас полагают, что «темная материя» составляет более 85% известной Вселенной, сама темная материя остается гипотетической. Мы не видим темную материю, но знаем, что она есть, благодаря гравитационным эффектам. Из «материи» состоят звезды, планеты и все остальное, включая нас, мы можем ее наблюдать. Но на нее приходится всего 4% материала, из которого состоит Вселенная. Иными словами, то, что составляет большую часть «реальности», нам просто неизвестно. Учитывая это, «реальностью» может оказаться что угодно. Вся Вселенная вообще может быть компьютерной симуляцией.

Основная цель CERN в настоящий момент — поиск следов темной материи. Как говорит Майк Ламонт, «физики в CERN надеются, что с шагом от 8 к 13 ТэВ мы сможем получить больше пространства для маневра». Ламонт признает, что БАК работает с огромным количеством сырой энергии и что «именно поэтому мы должны быть осторожны».

Новая модель, предложенная группой ученых под руководством Кристофера Петерсона, физика-теоретика частиц из Технологического университета Чалмерса в Швеции, предполагает, что бозон Хиггса, обнаруженный на БАК в 2012 году, может нести ответственность за рождение частиц темной материи. Согласно этой модели, если суперсимметрия реальна, частица Хиггса может распадаться на фотон — частицу-переносчик света — и частицу темной материи.

Суперсимметрия предсказывает, что существуют более массивные «суперпартнеры» для каждой известной частицы, и сама является расширением Стандартной модели физики элементарных частиц, на которой строится наше понимание квантового мира. Бозон Хиггса, ответственный за снабжение массой других частиц, был последней отсутствующей частью полной Стандартной модели. Тем не менее даже в окончательном своем варианте эта теория не может включить гравитацию и объяснить происхождение и преобладание темной материи во Вселенной.

Модель, представленная Петерсоном и его командой, будет проверяться на двух независимых экспериментальных установках — ATLAS и CMS — на Большом адронном коллайдере, который начнет работать в марте.

«Это мечта для теоретика в области физики частиц. БАК — единственное место, где можно проверить эту модель. Еще круче то, что этим займутся два независимых эксперимента», — рассказал Петерсон.

Эта теория нашла поддержку среди ученых в ЦЕРНе, которые, по словам Тары Ширс, профессора физики частиц из Ливерпульского университета, хотят «разбить» Стандартную модель.

«Вместо того чтобы проверять истинность этой теории, мы хотим ее разбить, сломать — чтобы показать, что она перестает отображать действительность. Только так можно достичь прогресса, — рассказала Ширс. — Мы ищем что-то более глубокое и экзотическое».

Если модель Петерсона подтвердится, она может полностью изменить наше фундаментальное понимание Вселенной и станет важным шагом на пути к формулированию всеобъемлющей теории всего. «Если нет, то мы просто проверим мою модель в CERN, это хорошо», — говорит Петерсон.