Выбрать главу

До теорії не інтегровано сили тяжіння — це також велика лакуна. Порівняно з квантовим тлумаченням гравітації нинішня Стандартна модель — це регрес. Один із найбільших викликів, що стоять перед теперішнім поколінням учених, — примирити гравітацію з квантовою механікою. Одначе гравітація — це основна сила, що діє у Всесвіті, адже саме вона відповідає за астрофізичні явища. Це була перша сила, обрахована Ньютоном. Залишається концептуальна проблема когерентності — досі не існує наукових рамок, у яких гравітація могла би тлумачитися нарівні з іншими силами.

Уже вивчаються спроби уніфікації всіх взаємодій. З’являються гідні, але ще недостатньо передбачливі сценарії. Теорія схиляється в бік ідеї про струни. Елементарні складники вже не є точковими об’єктами — вони посідають просторовий об’єм. Усі вони могли би походити від одної струни, типи вібрації якої пояснювали б розмаїття частинок. Як наслідок, ця теорія передбачає існування величезної кількості Всесвітів, що активізує антропогенні версії творіння. «А Вам відомо, що Александр Великий розплакався, дізнавшись, що, на думку одного з філософів, світів незліченно багато?» А коли запитали, чому він плаче, то відповів: «Бо досі я завоював лише один»[14].

По цей бік грандіозних універсальних теорій, які шукають пояснення геть усьому, дослідницька робота триває. Що саме шукають? Насамперед, як ми вже наголошували, бракує головного складника — бозона Гіґґза, покликаного пояснити загадку мас частинок. Це — необхідна ланка для зміцнення всієї моделі. І її бракує так само, як на початку 1980-х років бракувало бозонів W та Z. Вже зібрано дані про вірогідну масу такої частинки, пропонують вилку між 114 та 160 ГеВ/с2. З такою масою ускладнюється продуктивність. Аби щось відкрити, знову треба підвищити енергію під час зіткнення. Саме тому в ЦЕРНі взялися зводити новий колайдер — LHC (Великий адронний колайдер). Цього разу вдалися до зіткнень протонів із протонами за енергії досі небаченого рівня — 7 ТеВ на кожен потік. Тривалий час цей рівень вважатиметься рекордною енергією, якої досягнуто в приладі, зведеному людьми.

Колайдер зібрано в замкненому тунелі, що залишився від LEP. 27 кілометрів обводу приховують 1232 надпровідникові магніти, що працюють за температури 1,7 К — нижчої за температуру космосу. Деякі експерименти здійснюються з прямим переданням на потоки, що стикаються в кількох точках подвійного кільця на глибині 100 м.

Головне завдання LHC — пошуки бозона Гіґґза: існує один різновид чи потрібно декілька? Одначе надії фізиків на LHC — набагато більші: вони сподіваються відкрити ознаки надсиметрії — теорії, яка пов’язує бозони і ферміони в одну категорію об’єктів та ґрунтовно уніфікує наше бачення складників. Теоретики боготворять надсиметрію. Дослідникам нема чого вередувати, адже теорія передбачає подвоєння наявних частинок, а отже — вибух нових станів. Серед надсиметричних об’єктів сподіваються довести існування стабільної частинки, утвореної в мить Великого вибуху, яка пояснила би приховану масу Всесвіту — одну з найбільших загадок астрофізики, помічену завдяки ґравітаційному ефектові на рівні галактик.

Але, щоб перевірити ці припущення, потрібні були прилади рівня прискорювача. Один із них назвали іменем мітичного велетня — АТЛАС50. Це — величезний детектор, розмірами майже з «СуперКаміоканде», проте замість звичайного резервуару з водою АТЛАС наповнений спеціалізованими детекторами, де кожна точка має конкретне спрямування. Споруда залежить від двох потужних магнітів-надпровідників — внутрішнього і зовнішнього, що має дуже незвичну форму тороїда.

Одна з найбільших проблем під час зіткнень у LHC полягає у виборі актів — носіїв потенційно нових сигналів. Адже потрібний стан — вельми рідкісний, на мільярд актів, які повторюють стару структуру, припадає лише один із новою. Отже, щоб відкинути надмірні дані з потоку, тотожному двадцяти одночасним телефонним розмовам кожного мешканця земної кулі, потрібні дуже точні детектори та дієві алгоритми.

Повний детектор є одночасно величезним і дуже складним. Він має зернисту структуру і складається з кількох спеціалізованих шарів. Завдовжки детектор не менше 40 м, діаметр — 25 м. Важить він 7 тонн, і кожну точку всередині цього гіганта треба знати з точністю до 10 мікрон. Спеціалізовані детектори нашаровуються починаючи з точки взаємодії. Спершу траєктограф відтворює сліди, відштовхуючись від схем і відстежуючи прохід заряджених частинок із точністю до 20 мікрон. Потім приходить черга двох калориметрів — спершу електромагнітного, згодом адронного. Нарешті, довкола діє система, здатна дуже точно фіксувати сліди мюонів.

вернуться

14

Baldassar Castiglione, Le Livre du courtisan, Paris, GF-Flammarion, 1991