Стремление человечества найти новую физику зависит от спорного ускорителя частиц

Этот коллайдер нового поколения может переопределить границы физики, но за него придется заплатить астрономическую цену.

Эксперименты на Большом адронном коллайдере (БАК) запланированы до 2040 года, но у ЦЕРН – Европейской организации ядерных исследований – уже есть планы по усовершенствованию БАКа и созданию чего-то гораздо большего: Будущего кругового коллайдера.

И “большего” – это, пожалуй, преуменьшение.

Будущий круговой коллайдер (БКК) стоимостью 21,5 миллиарда долларов “расширит границы энергии и интенсивности коллайдеров частиц с целью достижения энергии столкновений в 100 ТэВ для поиска новой физики”, – говорится в сообщении ЦЕРН. Ожидается, что его окружность составит 90 км по сравнению с 26,5 километрами БАКа, и он сможет работать с энергиями, примерно в семь раз превышающими энергию Большого адронного коллайдера.

“БКК будет не только замечательным инструментом для улучшения нашего понимания фундаментальных законов физики и природы”, – сказала генеральный директор ЦЕРН Фабиола Джанотти во время брифинга, – “он также станет движущей силой инноваций”. Как и БАК до него.

БАК, подземный кольцевой туннель, расположенный недалеко от границы между Швейцарией и Францией, начал сталкивать субатомные частицы друг с другом почти со скоростью света в 2008 году. Сила, которую он генерирует, больше, чем где-либо в мире, и это позволяет ученым изучать чрезвычайно трудно наблюдаемые столкновения. В 2012 году БАК помог подтвердить теорию 1964 года о существовании фундаментальной частицы, называемой бозоном Хиггса, он же “частица Бога”. И хотя за последнее десятилетие не было совершено ни одного прорыва схожего масштаба, крупнейший в мире коллайдер является постоянной лабораторией для проведения физических экспериментов, которые были бы просто невозможны, если бы коллайдера не существовало.

Но даже у БАКа есть свои пределы. Для тех физиков, которые считают, что коллайдеры потенциально могут рассказать нам о таких вещах, как темная материя, или о том, как частицы приобретают массу, БАК может оказаться недостаточно мощным, чтобы справиться с задачей. Именно здесь на помощь приходит БКК – в три раза больше и в семь раз мощнее.

БКК, расположенный под землей в том же регионе, будет построен в два этапа. На первом новый коллайдер начнет сталкивать электроны в 2040-х годах. Если все пойдет хорошо, то на втором этапе в 2070-х годах можно будет начать сталкивать протоны, используя еще не изобретенные мощные магниты. Все это создаст новую волну потенциальных экспериментов.

Несмотря на то, что БКК состоит практически из одних плюсов, но есть и минусы – в частности, финансовые затраты. Озвученная сумма в 21,5 миллиарда долларов – это только на строительство, без учета эксплуатационных расходов.

Сторонники говорят, что это цена за науку, но не все с этим согласны. Дэвид Кинг, бывший главный научный советник правительства Великобритании, сказал, что тратить такие деньги на Будущий кольцевой коллайдер “безрассудно”. Он считает, что при наличии множества других более насущных проблем, стоящих перед миром, таких как нынешняя чрезвычайная ситуация с климатом, исследования должны быть сосредоточены на помощи в управлении нашим будущим.

Сабина Хоссенфельдер из Мюнхенского центра математической философии придерживается схожих взглядов. Она рассказала, что исследования в области физики частиц разрослись далеко за пределы необходимого, – примерно в 10 раз больше, чем требуется.

Но для тех, кто занимается поиском частиц, БКК представляет собой ворота к следующему рубежу. “Это инструмент, который позволит человечеству сделать огромные шаги вперед в ответах на вопросы фундаментальной физики, касающиеся наших знаний о Вселенной”, – сказала Джанотти. “И для этого нам нужен более мощный инструмент, чтобы ответить на эти вопросы”.

Скоро мы увидим, решат ли чиновники, что потенциальные выгоды перевешивают затраты.

Читайте также: Цикличность Вселенной и цивилизаций согласно древним текстам