Грустный оптимизм счастливого поколения - Геннадий Козлов

В дальнейшем систему управления ускорителя переоборудовали на современный компьютерный лад, так что от производимого впечатления мало что осталось, и для «киношников» он утратил всякую ценность. К счастью, мудрые руководители института сохранили старый зал в неприкосновенности для истории.

Сегодня рядом со старым ускорителем работает новый, со сверхпроводящим магнитом. Он войдет в состав амбициозного научного проекта NICA, едва ли не единственного в современной России.

В шестидесятые годы ускорители появились в ряде физических институтов Москвы и других городов. Для реализации самых грандиозных проектов был специально организован Институт физики высоких энергий в Протвине. Сначала здесь был построен самый большой в то время ускоритель У-70, а в восьмидесятые годы началось строительство суперколлайдера. Так красиво называется установка с двумя ускорителями, приводящими в столкновение встречные пучки заряженных частиц.

Ускорители являются мощными источниками радиации и обычно располагаются в помещениях с толстенными бетонными стенами, предназначенными для защиты персонала. Для особо крупных ускорителей и этого недостаточно, их строят глубоко под землей. Под суперколлайдер был вырыт кольцевой тоннель длиною более двадцати километров с двумя залами, намного превосходящими по высоте обычные станции метро. Эти залы предназначались для размещения детекторов элементарных частиц, возникающих при соударениях ускоренных протонов.

Кризис начала девяностых годов загубил этот проект. Для его завершения не хватило буквально пары лет. Ставший ненужным тоннель так и остается памятником перестройки советской науки.

Коллайдер еще большего масштаба построен в ЦЕРНе (Женева) при активном участии наших ученых и специалистов. По моим представлениям, это самое сложное в техническом плане сооружение, которое когда-либо создавалось людьми. Больше всего поражают детекторы – циклопические установки, способные детально зарегистрировать каждое из невероятно большого числа событий, происходящих при столкновении двух встречных пучков протонов, ускоренных до энергий в 7ТэВ. Буковка Т (тера) означает, что семерку нужно умножить на десять в двенадцатой степени, чтобы получить энергию в электрон-вольтах.

Частиц с такой огромной энергией в распоряжении исследователей никогда не было. Потребовались они для поиска бозона Хиггса – неуловимой и загадочной субстанции – «темной материи», гравитационные силы которой предположительно «скрепляют» Вселенную и задают массу всем остальным элементарным частицам. Физики зашли так далеко в своих изысканиях, что возникли опасения, как бы это не привело к непредсказуемым катастрофическим последствиям при запуске ускорителя. Возможно, правда, что эти страхи спровоцированы специально, чтобы привлечь внимание общественности к данному проекту, обошедшемуся в 7 млрд долларов.

Недавно мир облетела весть о регистрации неуловимого бозона Хиггса. Физики могут торжествовать – предсказания выстраданной ими «стандартной» модели мироустройства подтвердились. Теперь можно и отдохнуть. Проблем подобного уровня вроде бы больше и не осталось.

Ускоренные частицы создаются не только в рукотворных установках. В глубинах космоса протекают мощнейшие естественные процессы. Но они очень далеки от Земли, и частицы с предельно высокими энергиями залетают к нам чрезвычайно редко, в то время как космические частицы с меньшими энергиями или, как их называют, космические лучи регистрируются постоянно. Земля достаточно хорошо защищена от космического излучения магнитным полем и атмосферой. Поэтому станции для их регистрации и изучения строятся в высокогорных районах. Статистику нужных событий приходится накапливать годами. Эта методика совсем дешевая по сравнению с ускорителями, но уж больно медленная. С учетом условий работы и проживания на высокогорных станциях, судьбе физиков этой специальности не позавидуешь. К тому же успех их дела зависит не только от усердия и навыков, но и от счастливого случая.

Среди множества открытых к настоящему времени элементарных частиц есть одна, практически не взаимодействующая с другими, это – нейтрино. Нейтрино свободно пролетает не только через атмосферу, но и через всю толщу Земли. Интерес к их регистрации связан с тем, что они рождаются при термоядерном синтезе и несут в себе недоступную для иных способов наблюдения информацию о процессах, протекающих в самом центре Солнца. В жизни почти всегда так – до самого интересного труднее всего добраться.

В России есть два уникальных нейтринных телескопа Института ядерных исследований Российской академии наук: один в Приэльбрусье – подземный, второй на Байкале – подводный.

Подземная нейтринная лаборатории расположена в одном из самых живописных месте Северного Кавказа – Баксанском ущелье. До Эльбруса рукой подать. Физики умели выбирать места для своих стойбищ. В прежние годы это была Мекка альпинистов. До сих пор сохранились следы их баз. Здесь буквально за несколько часов можно подняться из теплого, раскрашенного во все цвета лета в суровый край холода и вечных льдов. При этом на пути один за другим открываются чарующие горные горизонты. Удивительно, насколько все горы неповторимы и прекрасны в своем величии. Природа вообще мало что создает небрежно, а уж в своих грандиозных творениях она достигла вершин мастерства.

Нейтринная станция находится в шахте под огромной крутой горой. Гора служит экраном, закрывающим доступ к сердцу телескопа всех других космических частиц, кроме нейтрино. Попасть на станцию можно по узкому мрачному тоннелю, проехав три с половиной километра в вагонетке к центру горы. За массивными воротами открывается довольно хорошо оборудованное помещение площадью 700 кв. метров. Большую часть места в нем занимают объемные резервуары необычного и даже загадочного вида. В них содержится шестьдесят тонн жидкого галлия.

Галлий – это металл, который плавится при необычно низкой температуре – уже в руках. Но не это его свойство в данном случае главное. При пролете нейтрино через галлий случаются (чрезвычайно редко) превращения атома галлия в изотоп германия. Если подождать дней десять, то в шестидесяти тоннах галлия образуется 10–20 атомов германия (в зависимости от интенсивности нейтринного потока). Эти-то атомы и нужно отыскать ученым, чтобы потом судить о внутренней жизни Солнца.

Несравненно проще найти иголку в стоге сена. Говоря образно, но не преувеличивая, в данном случае речь идет об отыскании капельки слегка подкрашенной воды в Мировом океане. Задача дополнительно осложняется тем, что изотоп германия нестабилен и через пару недель превращается обратно в галлий.