ПРОВАЛ В ЧЕРНУЮ ДЫРУ ОТЛОЖЕН ДО ОСЕНИ?^{26}

По техническим причинам намечавшийся на начало июля запуск самой большой и самой дорогостоящей в мире научно-исследовательской установки — Большого адронного коллайдера отложен. А вместе с ним — “сползание” в образующуюся в результате научного эксперимента черную дыру соседних стран или даже всей нашей планеты с вероятностью одна пятидесятимиллионная, как сообщали некоторые средства массовой информации — тоже.

Но прежде все-таки несколько слов о самом коллай-дере.

Его начали строить в 1996 году по проекту Европейского Центра ядерных исследований (СERN) на границе Франции и Швейцарии на глубине 100 метров. Установка представляет собой гигантский подземный тоннель окружностью в 27 километров, в котором смонтирован ускоритель, позволяющий получать самые высокие энергии протонов и ядер, когда-либо полученные человеком. Для удержания и коррекции пучков частиц используются около 1600 сверхпроводящих магнитов, которые будут работать при температуре –271 градус Цельсия.

Большой адронный коллайдер — крупнейший международный научный проект стоимостью порядка 10 миллиардов долларов. Разработка проекта началась еще в 1984 году. В сооружении коллайдера принимали участие ученые 40 стран, в том числе и России.

В Европейском Центре ядерных исследований рассчитывают получить максимум новой научной информации. На сегодня это самый большой в мире ускоритель элементарных частиц. Пучки заряженных частиц здесь будут разгоняться почти до скорости света, а затем сталки-ваться. Протонам предстоит столкнуться с невиданной доселе энергией — 14 тераэлектронвольт (1,4 · 10¹³ эВ).

Ученые надеются значительно продвинуться в понимании того, откуда появились материя и время. В Большом адронном коллайдере физики надеются с помощью сверхчувствительной аппаратуры зафиксировать, “поймать” так называемый бозон Хиггса — недостающий “кирпичик” теории элементарных частиц. По своему научному значению пуск коллайдера под Женевой некоторые ученые склонны считать событием, которое намного превосходит даже полет человека на Луну.

Но кое-кто высказывает опасение, что при столкновении частиц с такой энергией в ускорителе может образоваться “черная дыра”, которая и начнет всасывать все окружающее. Сообщается, что двое особо осторожных граждан США даже подали в суд на Европейскую организацию по ядерным исследованиям (СERN).

По мнению же представителей CERN, землянам ничего не угрожает. По их словам, миллиарды лет в природе происходят куда более мощные столкновения, чем предполагается в коллайдере, но никакого влияния на Землю они не оказывают.

И все же очень хотелось бы узнать: попадем мы в одну пятидесятимиллионную (вероятность рождения черной дыры, о чем пишут во многих СМИ) или нет. Мы попросили прокомментировать ситуацию академика РАН председателя комиссии РАН по борьбе со лженаукой Эдуарда Круглякова.

— Эдуард Павлович, во-первых, почему коллайдер именуется адронным?

— Те частицы, которые предполагается ускорять и сталкивать в Большом Адронном Коллайдере (БАК), — это протоны и тяжелые ионы различных элементов, ядра которых состоят из протонов и нейтронов, входят в класс частиц, называемых адронами.

— Насколько нам известно, установки Института ядерной физики как раз и работают на встречных пучках, и здесь, у нас, было сделано немало научных открытий?

— Да, это так, можно сказать даже больше: метод встречных пучков получил мировое признание именно благодаря работам нашего Института. В сегодняшних работах ИЯФ максимальные энергии, достигаемые во встречных пучках — 2 × 6 ГэВ (1 ГэВ — миллиард электронвольт). На БАКе же будет получено 2 × 7 ТэВ (1 ТэВ — триллион электронвольт) — в тысячу с небольшим раз больше!

Впрочем, с пуском БАКа эксперименты, проводимые в ИЯФ, отнюдь не потеряют своего значения. Поиск нового в физике элементарных частиц идет широким фронтом по всей шкале энергий, доступных физикам. Так что данные, получаемые на ускорительных комплексах ИЯФ, заведомо будут востребованы в физике элементарных частиц. Но, конечно, на эксперименты в ЦЕРНе на БАКе возлагаются особые надежды. В частности, здесь может быть открыт предсказанный теоретически бозон Хиггса (а может быть и бозоны Хиггса). Вы, конечно, слышали о том, что происходит в другой науке — космологии. Там открыты “темная энергия”, ответственная за ускоренный разлет нашей Вселенной, и “темная материя” — скрытая масса, о которой астрофизики не подозревали. По современным представлениям астрофизиков, темная материя должна состоять из стабильных (не распадающихся в течение десятка миллиардов лет) нейтральных, т. е. не имеющих заряда частиц, участвующих только в гравитационном и электрослабом взаимодействиях и имеющих массу покоя примерно в тысячу масс протона (M ~.1000m_p = 1 ТэВ), притом медленных, имеющих небольшую кинетическую энергию. Если такие частицы будут обнаружены, мы сильно продвинемся в понимании устройства Вселенной и ее эволюции. Сегодня астрофизики в общих чертах представляют историю эволюции Вселенной. Однако здесь немало белых пятен. Большой Адронный Коллайдер в значительной мере приоткроет тайну первых мгновений существования нашей Вселенной после Большого Взрыва. Так что запуск БАКа — огромное событие для науки.

Хотел бы отметить, что ИЯФ выполнил довольно внушительный объем работ для Большого Адронного Коллайдера. Работы эти очень сложные, выполнявшиеся с высочайшими точностями. Не буду их перечислять. Остановлюсь только на одном примере. Для инжекции протонов в коллайдер потребовалось создать две магнито-вакуумных системы длиной около 5,5 километра каждая. Для них были изготовлены собственно вакуумные системы, большое количество электромагнитов каждый длиной 6 метров и весом несколько тонн, а также серия магнитных линз. Все это оборудование общим весом 4000 тонн, изготовленное в ИЯФе, строго по графику отправлялось трайлерами в Женеву в течение нескольких лет. Ну, а когда все оно было доставлено к месту назначения, сборку производили наши сотрудники. Так вот, когда инжекционные системы были смонтированы, в первом же импульсе инжек-ции пучок протонов был проведен сквозь всю длину системы без единой коррекции. Надо сказать, на сотрудников ЦЕРНа это произвело впечатление.

— Почему коллайдер расположили на глубине 100 метров?

— Потому что есть радиационная опасность. В непосредственной близости от коллайдера людям находиться нельзя. Система защиты существует на любых ускорителях, в том числе и у нас в ИЯФе. Коллайдер в ЦЕРНе рассчитан на очень высокие энергии, поэтому и система защиты предусмотрена соответствующая.

— Почему заговорили вдруг об опасности возникновения черных дыр?

— Ну, положим, самые квалифицированные физики мира, которые причастны к разработке проекта и планированию экспериментов, никогда ничего подобного не говорили.

Хотя БАК и является одним из самых грандиозных проектов человечества, а в своей области — самый амбициозный, все же до того, что может природа, ему далеко. Как уже упоминалось, БАК будет производить протоны с энергией 7 ⋅ 10¹² эВ. Ученые, занимающиеся физикой космических лучей, обнаруживают огромное количество частиц, приходящих на Землю с неизмеримо большими энергиями. Самая большая энергия из зарегистрированных космических частиц оценена в 10²⁰ эВ. А мы все еще живы и здоровы. Даже такие частицы, залетающие к нам из Космоса, никаких черных дыр не образуют.

Недавно я увидел фрагмент телепередачи о скандалах в шоу-бизнесе. Знаете, сколько стоит придуманный (!) соответствующими “специалистами” средней руки скандал, который на время приподнимет звезду над окружающими?

Пятьдесят тысяч евро. Об этом без тени стеснения говорил один из таких “специалистов”. Мне кажется, что история про черные дыры в БАКе — такого же сорта. Говорят, что эту историю раздули два американских физика. Это правда, но физика сегодня столь необъятна, что физики, мало кому известные в научном мире, к тому же весьма далекие от физики элементарных частиц, едва ли вправе обращаться в суд по столь серьезному поводу, не имея за душой доказательств, которые могли бы убедить экспертов. Боюсь, за этим обращением в суд нет ничего, кроме желания прославиться любой ценой. Ну, а когда СМИ начали раздувать эту историю, тут уж хоть стой, хоть падай. Оказывается, Нострадамус предсказал, что мир погибнет из-за этого коллайдера. По большому секрету скажу Вам, что анализ катренов Нострадамуса, предпринятый Национальной академией наук США несколько лет назад, показал, что никаких предсказаний в них не содержится. Но благодаря усилиям переводчиков этих катренов с языка на язык, они начали содержать в себе нечто, что можно истолковать при желании как пророчества.

— Можно ли заранее говорить о каких-либо положительных последствиях в целом для развития науки, техники и экономики подобного рода масштабных исследований?

— Фундаментальная наука не ставит и не должна ставить перед собой утилитарных задач. Но хорошо известно, что информационные технологии и Всемирная паутина возникли благодаря внутренним потребностям физики высоких энергий и ядерной физики. Следует напомнить, что современная мобильная связь, цифровая запись звука и изображения и т. д. и т. п. — все это тоже результаты развития фундаментальной науки. Явление сверхпроводимости используется пока в интересах науки, но уже начинает внедряться в энергетику.

Что касается Большого Адронного Коллайдера, то в данном случае мы имеем дело с уникальным научным экспериментом, последствия которого предугадать невозможно. Ясно, что это будет новое, очень нужное для науки знание, которое приблизит нас к самым сокровенным тайнам мироздания.

— Адронный коллайдер — вещь настолько дорогая, что его создание возможно только при международном сотрудничестве. Есть ли у сибирских ученых в запасе идеи или проекты подобного рода?

— Ну, столь крупные проекты — большая редкость. Сегодня можно назвать лишь один проект, сопоставимый с коллайде-ром. Это проект международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, строительство которого начато, наконец, в Кадараше (Франция). Проект был инициирован Советским Союзом в последние годы его существования. Четырехстороннее (Евросоюз, СССР — в дальнейшем Россия, США, Япония) соглашение было подписано в конце 80-х годов. Проектные работы велись до 2004 г. Наконец, в конце 2006 г. было подписано Межправительственное соглашение о строительстве ИТЭРа. К этому моменту число сторон-участниц проекта увеличилось до семи. К четырем упомянутым добавились Китай, Индия, Южная Корея.

Применительно к Сибирскому отделению лучше поставить вопрос иначе: есть ли у нас проекты национального масштаба, то, что принято называть Мегасайенс — крупномасштабные проекты? Есть, конечно.

Наука сегодня многообразна. Существует “настольная” наука. Она, несомненно, приносит пользу. Но если говорить о серьезных научных прорывах, они нередко связаны с крупными проектами. К примеру, в астрономии до сих пор используются оптические телескопы с диаметром 0,5–1 метр, но если вы хотите “пощупать” далекие туманности, узнать, какой была Вселенная 10 миллиардов лет назад (и не просто узнать, а исследовать), вам потребуются более крупные, десятиметровые телескопы. Если говорить о радиоастрономии, то там размеры радиотелескопов приближаются к километру. А дальше эти гиганты, разнесенные на несколько тысяч километров, объединяются в единый комплекс, что дает новые возможности в астрофизических исследованиях.

У крупномасштабных проектов зачастую есть и еще одно важное свойство. Как правило, они позволяют вести междисциплинарные научные исследования. Хорошей иллюстрацией к данному утверждению служит ускорительный комплекс ВЭПП-3/ВЭПП-4, работающий в Новосибирском институте ядерной физики. С одной стороны, на нем ведутся фундаментальные исследования по физике элементарных частиц, а с другой — этот комплекс поставляет синхротронное излучение (СИ), которым длительное время кроме российских ученых пользовались ученые многих стран мира. Сегодня, когда в большинстве высокоразвитых стран появились собственные источники СИ, здесь работают, в основном россияне. Для Сибирского отделения РАН, где в буквальном смысле рядом работают ученые разных научных направлений, уже ощутившие преимущества междисциплинарных исследований, наличие мощного источника СИ особенно существенно. О важности Мегасайенс, о роли междисциплинарных исследований немало говорилось на последнем Общем собрании Сибирского отделения РАН.

О крупномасштабных проектах, превосходящих финансовые возможности института и даже Сибирского отделения, можно говорить много, но давайте ограничимся одним примером, достаточно широко известным. Несколько лет назад Институт ядерной физики запустил первый в мире мощный (порядка 500 Вт) лазер на свободных электронах (ЛСЭ), работающий в терагерцовой области спектра. Для химиков, биологов и даже для физиков открылось совершенно неожиданное поле деятельности. С научной точки зрения пуск лазера — важное событие. Но я бы хотел коснуться экономических проблем, связанных с ЛСЭ. В период всеобщей разрухи 90-х годов институт научился зарабатывать деньги на выполнении зарубежных контрактов (делал он это и в советские времена, но не в таких масштабах). Благодаря контрактным заработкам, институту удалось завершить первую очередь ЛСЭ. Но надо сказать, изобилия средств у нас никогда не было. Если деньги уходили, к примеру, на строительство ЛСЭ, не обновлялся парк приборов и оборудования в институте и т. д.

Сейчас с огромным напряжением сил достраивается вторая очередь. Впереди — третья, самая перспективная. Не буду на этом останавливаться, но поверьте, у третьей очереди просматриваются уникальные по важности практические применения. А что мы имеем? Государство всерьез проект не поддерживает. Можно больше сказать: мешает. Как? А вот как. Средства, поступающие от контрактной деятельности, по тысяче самых разных причин приходят в институт нерегулярно. По этой причине временами случалось, что у института не было денег. Несколько лет назад мы в таких случаях просто брали кредит в банке и тем решали проблему. Сегодня, благодаря “мудрости” высоких чиновников, это запрещено. Конечно, Сибирское отделение в меру своих сил помогает, но у него очень ограниченные возможности.

Я остановился на проблемах новой установки ЛСЭ. По меркам Мегасайенс это далеко не самая крупная установка, скорее самая маленькая в данном классе. В Институте есть существенно большие по масштабу установки. Государство на их содержание, а тем более модернизацию, средств не выделяет. Аналогичная ситуация складывается с содержанием телескопов в Институте солнечно-земной физики (Иркутск), мощного пинча ГИТ-12 в Институте сильноточной электроники в Томске.

Совсем недавно нам пообещали, что до конца 2008 года научные работники в среднем будут получать тридцать тысяч рублей в месяц. Увы, это не решает проблему крупных установок. Без дополнительных средств, направленных на поддержание собственно установок, проблема не будет решена. Что же касается повышения зарплат ученых, то, по крайней мере, в физико-технических науках это мина замедленного действия. Помимо научных сотрудников в институтах физико-технического профиля работает большое количество инженеров, которые в общем-то также занимаются исследовательской деятельностью. Разделение на “белых” и “черных” с огромным перепадом в уровнях зарплат, конечно, не будет способствовать творческому настрою в коллективе.^{27}

Государство должно понять следующую простую истину: средства, которые были затрачены на науку всеми странами мира за всю историю, ничтожны по сравнению с теми благами, которые принесла наука человечеству.

И еще: если государство не на словах, а на деле выбирает инновационный путь развития, оно должно изменить свое отношение к науке. Пока наша наука не угодила в черную дыру.

Вопросы задавал Алексей Надточий