Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider - LHC), он же Большой адронный ускоритель на противных пучках - амбициознейший проект по сотворению гигантского ускорителя частиц, с помощью которого будут прочерчиваться фундаментальные эксперименты, связанные со сверхпроводимостью, рослыми энергиями и ещё, бог знает, чем.

Одна из последних телосложений про чёрные дыры вызвала бурный отклик на форумах на тему "нужна ли нам чёрная дыра на Земле", как раз потому что, что в конце статьи приходилась информация об одном из готовящихся экспериментов - моделированию чёрной дыры в этом самом LHC.

Довольно чудно полагать, что кто-то сейчас позволил бы проводить твердо непредсказуемые эксперименты с материей и высокими энергиями, если бы жила сколько-нибудь серьёзная угроза века на Земле - времена не те, равно как и технологии.

Впрочем, всё новое имеет привычка пугать. А LHC действительно обещает быть чем-то новым.

Строящийся на границе Франции и Швейцарии, к востоку от Женевы, у подножья Юрских гор, Большой адронный коллайдер будет воображать из себя круговой ускоритель заряженных элементов на встречных пучках с кольцом длиной в 26,65 км.

"Зачем это нужно?" Дело, прежде всего, в длине кудри, в котором будет осуществляться разбег частиц до сверхвысоких скоростей, и соответственно, сверхвысоких энергий ссор. Создавая такие условия и изучая движения, происходящие при них, учёные надеются получить данные о самых фундаментальных законах физики частиц.

Как гласит уведомление на сайте проекта LHC, "всё свидетельствует на то, что при энергиях в районе 1 ТэВ (тераэлектронвольт) речь идёт о новоиспеченной физике, и именно там скрываются ответы на некоторые самые фундаментальные вопросы нашего времени".

Строительство Большого адронного коллайдера - интернациональное предприятие, в каком принимает участие и Российская Федерация, исполняется под эгидой CERN (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire - Европейский мир по ядерным исследованиям).

Вторая мировая война в огромной степени помешала созреванию физики и других фундаментальных наук в Европе, в то время как в США, державе, от Второй космический не слишком пострадавшей, урок в изрядной степени продвинулась вперёд. В частности, как написано на сайте LHC, в Америке началось строительство больших ускорителей частиц, а отдельные эксперименты уступили крупным научным предприятиям, в какие вступали десятки и сотни учёных и инженеров (собственно говоря, к 1945 году, как известно, Штаты владели атомной бомбой, которой и не преминули употребить против Японии и в назидание остальным).

В Европе, что называется, "опомнились" довольно скоро. Стало очевидно, что, несмотря на всю славу и традиции наиболее известных европейских университетов, ни одна европейская держава не сможет добиться реального научного прорыва в одиночку. В 1950 году мир ЮНЕСКО принял решение-рекомендацию сравнительно создания общеевропейской организации по научным исследованиям, и спустя менее трёх лет 12 краев подписали конвенцию о создании CERN.

Сейчас CERN ассоциируется, в первую очередность, с ускорителями частиц. Первым был протонный коллайдер Intersecting Storage Rings (ISR), запущенный в влияние в 1971 году и протонно-антипротонный суперсинхротрон (Super Proton Synchrotron), запущенный в 1981 году. С содействием него удалось доказать объединённую теорию электромагнитных и немощных взаимодействий.

В 1996 году на электронно-позитронном ускорителе LEP (Large Electron-Positron Collider) удалось донестись энергии столкновения в 90 ГэВ (гигаэлектронвольт), открыв окончательно новую область в науке. Однако основывали LEP, что называется, "с запасом". В частности, данные, получаемые с LEP, настолько точны, что они подают представление о явлениях, проходящих при энергиях, превышающих энергию самого ускорителя. Таков "предварительный" взор издалека на существующие открытия.

Большой адронный коллайдер (LHC) будет частично использовать уже существующую инфраструктуру того же самого LEP, отключенного в 2000 году: его 27-километровый туннель, а также ключи частиц и предускорители. При этом LHC будет снабжён самыми прогрессивными технологиями ускорения и наилучшим в мире сверхпроводящим магнитом (по крайней мере, на момент его запуска, теперь предполагающегося на 2006-2007 годы; ранее ожидалось, что запуск будет осуществлён в 2005 году).

Эксперименты, какие собираются проводить на LHC, ориентированы на ненастоящее воссоздание явлений, которые пока предсказаны лишь теориями. "Впрочем, не обходится упускать из виду и вероятность неожиданностей, так что от физиков и инженеров требуются колоссальное мастерство и изобретательность".

Предполагается, что на LHC уродится достичь энергии столкновения пучков протонов до энергий распорядка 7 ТэВ на 7 ТэВ, электронно-протонные пучки будут сталкиваться с энергиями до 1,5 ТэВ, а пучки тяжёлых ионов (например, свинца) встречаться с всеобщей энергией свыше 1250 ТэВ, что в 30 раз главным образом, чем на релятивистском коллайдере тяжёлых ионов (Relativistic Heavy Ion Collider), который сейчас основывает у себя Брукхейвенская лаборатория в США.

А теперь самое интересное.

Все эти колоссальные значения энергии, так сообщить, "вполне подходят" для проведения одного необыкновенной важности эксперимента. Точнее, речь идёт о подтверждении учения, согласно которой при тераэлектронновольтных энергиях и в условиях отвечающей гравитации происходит образование чёрных дыр.

Так вот, касательно темы их опасности: упомянутый в предыдущей статье Стивен Хокинс, автор чуть ли ни целых ныне существующих концепций чёрных дыр, сделал главное для понимания физики этих объектов открытие - чёрные дыры обязательно испаряются со временем. Даже самые крупные из них.

Крупные - медленно, за миллиарды лет. А вот убористые...

Мелкие скрываются моментально, за 10^-17 секунд, и, соответственно, у них просто нет времени на то, чтобы втянуть в себя хоть сколько-нибудь важный объём вещества.

Зато, испаряясь, они оставят после себя некое излучение, которое можно будет обнаружить с поддержкой сверхчувствительной аппаратуры LHC.

Ещё несколько лет назад профессор Стивен Джиддингс, профессор физики в Университете Америки Калифорния в Санта-Барбаре вместе со собственным коллегой, Скоттом Томасом из Стэнфордского университета, объяснили в своей работе, что при "тэраэлектронновольтной тяготения" возникают чёрные дыры. По словам Джиддингса, единственный известный сценарий появления чёрных дыр стеснен с возникновением новейших измерений в пространстве-времени, а следовательно, в теории, учёные, добившись возникновения чёрных дыр, приобретут возможность изучать как раз эти дополнительные измерения, от чьих характеристик зависят и характеристики чёрных дыр. Звучит сказочно, но это, по-видимому, пока лишь издержки недостаточного познания.

В общем и целом, ожидается, что чёрные дыры в LHC будут возникать примерно каждую секунду, исчезая, как уже сказано, за подобные короткие сроки, что никакой опасности представлять не будут даже в теории.

Зато с их помощью удастся лучше разгадать, как между собой соотносятся квантовая механика и тяготение, ведь испарение чёрных дыр является квантовомеханическим делом. Наблюдать это в космосе не представляется возможным в силу того, что громадные чёрные дыры испаряются слишком медленно, а маленькие - пойди поищи. Остаётся лишь созидать их искусственно. Изучение их эволюции очень многое прояснит в области фундаментальных физиологических процессов в нашей Вселенной.

И заключительное. Джиддингс, помимо всего прочего, заявил: "Если природа позволит нам и вправду создавать чёрные дыры в ускорителях, это будет также обозначать, что они (чёрные дыры) должны показываться и тогда, когда космические лучи бомбят земную атмосферу".

Если это так, то, кажется, вопрос "нужна ли нам чёрная дыра на Земле" чуть-чуть теряет в весе, не так ли?