Физик: черные дыры в БАК? Это возможно
сотрудничеству Джон Эллис (John Ellis). Поводом для визита было присуждение физику звания «Почетный доктор Национальной академии наук Украины».
Вместе со своим украинским коллегой по ЦЕРНу, заведующим отделом физики высоких плотностей энергии Института теоретической физики им.Боголюбова НАН Украины, представителем Украины в ЦЕРНе Геннадием Зиновьевым, ученый рассказал, над чем сегодня работают физики в Большом адронном коллайдере – крупнейшем в мире ускорителе заряженных частиц.
Будет ли обнаружена так называемая «частица бога» - бозон Хиггса? Действительно ли превышение скорости света – доказанный факт? Образуются ли в БАКе черные дыры и антивещество? Что такое темная материя? Достаточно ли безопасен коллайдер? На все эти вопросы физики ответили в пресс-центре «Обозревателя».
«Обозреватель»: В феврале БАК возобновил свою работу после зимних каникул. Какие интересные открытия сделаны за эти несколько месяцев?
Джон Эллис: С начала года коллайдер работает очень хорошо, но, конечно, экспериментов пока проведено слишком мало, чтобы говорить о результатах, полученных в этом году. Идет набор данных, затем они должны быть проанализированы. Это потребует какого-то времени.
Но самое важное – был проведен новый подробный анализ того, что было сделано в прошлом году в ходе экспериментов по поиску бозона Хиггса. Мы надеемся, что уже в конце года сможем получить ответ, существует бозон Хиггса или нет.
«Обозреватель»: Вы верите в то, что бозон Хиггса существует?
Джон Эллис: Я думаю, он существует. Но наши ощущения – это одно, а то, что нам преподнесет природа – совсем другое.
«Обозреватель»: Бозон Хиггса часто называют «частицей бога». Верите ли вы в то, что Вселенная была создана неким Разумом, Творцом? Верите ли вы в Бога?
Джон Эллис: Я не мог бы ответить на этот вопрос прямо. Но независимо от того, верю я в Бога или нет, мне кажется, это не зависит от того, что делает наука. Есть вопросы, на которые можно получить ответ с помощью экспериментов, есть такие, с которыми эксперименты не помогут.
Бозон Хиггса не имеет ничего общего с Богом. Это название частице дали те, кто пишут книги.
Геннадий Зиновьев: Я не считаю, что это что-то необычное. Скорее, это проявление возможностей человеческого ума, чем чего-то внематериального.
«Обозреватель»: Большинство физиков – атеисты?
Джон Эллис: Я не могу сказать, какой процент физиков являются верующими людьми, но я знаю физиков, которые являются католиками, православными христианами, протестантами, буддистами, мусульманами, шиитами и представителями других религий.
Геннадий Зиновьев: Чтобы перечислить всех, не хватит пальцев рук.
«Обозреватель»: Коллаборация «Алиса» занята экспериментами с кварк-глюонной плазмой. На прошлой пресс-конференции вы рассказывали об обнаружении нового состояния вещества, сходного с идеальной жидкостью.
Геннадий Зиновьев: Все, что было намерено в предыдущие годы, сейчас активно анализируется. Результатов очень много. Среди них есть и достаточно неожиданные.
Эта жидкость обладает совершенно невероятными свойствами. Она совершенно не имеет вязкости. Может быть, это действительно то самое новое состояние вещества. Но есть экспериментальные результаты, которые мы должны до конца проанализировать. Возможно, они подтвердят, что открытие есть, но не в той форме, в которой мы его ожидали.
«Обозреватель»: Речь идет о веществе, из которого была сотворена Вселенная?
Геннадий Зиновьев: Это, скорее, знает Джон, чем я (смеется).
Джон Эллис: Мы верим в то, что после Большого взрыва Вселенная была очень плотной и горячей, затем она стала развиваться и в первые 10 в минус шестой степени секунды, по-видимому, она была в том состоянии, которое мы называем кварк-глюонной плазмой, хотя сейчас мы стали реже употреблять этот термин.
Похоже, что речь идет о намного более идеальной жидкости, чем вода. Она бесконечно менее вязкая, чем вода.
Геннадий Зиновьев: Это то, чего мы еще не понимаем до конца. Но, безусловно, поймем.
«Обозреватель»: Одной из задач БАКа является подтверждение или опровержение Стандартной модели. Какие модели имеются в запасе у физиков на случай, если Стандартная модель не будет подтверждена?
Джон Эллис: Ответ на этот вопрос написан на моей футболке. Верхняя строка представляет фундаментальные силы, вторая – то, как они взаимодействуют. Эти две формулы очень хорошо подтверждены экспериментами в БАК и я буду очень удивлен, если они придумают что-то новое.
Еще две формулы – это отдельная история. То, что вы видите здесь, касается бозона Хиггса. Это может быть абсолютно неверно, но поскольку я ношу эту футболку, значит, я верю в бозон Хиггса (смеется).
Геннадий Зиновьев: Эти футболки производятся в Швейцарии. Интересно, что это почерк Джона.
Джон Эллис: На самом деле это лишь малая часть того, что должно быть сделано в Большом адронном коллайдере. Мы, конечно, зададимся вопросом, почему у материи так много свойств. Есть еще очень много вопросов, в частности, что происходит с темной материей. Это одна из больших загадок, на которые мы будем искаться ответ.
«Обозреватель»: Тот, кто читал книгу Дэна Брауна «Ангелы и демоны» или смотрел одноименный фильм, задается вопросом: может ли в БАКе образоваться большое количество антивещества? Мы знаем о том, что в небольших количествах оно образуется постоянно.
Джон Эллис: Очень простой ответ – нет. В БАКе невозможно создать очень большое количество антиматерии. Но на самом деле эта проблема исключительно важна, и ее изучением активно занимаются.
Задача состоит в том, чтобы понять разницу между материей и антиматерией. Это исключительно важная задача для науки в будущем.
«Обозреватель»: А как насчет темной материи? Занимаются ли в БАКе ее изучением?
Джон Эллис: Это мой личный научный интерес. Действительно, это очень важно. В экспериментах в БАКе люди активно изучают этот вопрос. Они полагают, что действительно существуют частицы, существенно отличающиеся от того, что мы знали до сих пор. Они должны обладать свойствами, которые могли бы объяснить существование темной материи.
Пока ответов нет, но они могут быть получены уже в этом году.
Геннадий Зиновьев: Я тоже считаю, что это не конец. Суперсимметрия и суперсимметричные партнеры пока не открыты, но эти открытия могли бы внести свой вклад в изучение темной материи. Но они вполне могут быть открыты.
Но я хотел бы обратить внимание на тот факт, что БАК еще не работает на предельной мощности. Пока он работает на 8ТэВ. А когда будет 14ТэВ… Все впереди.
«Обозреватель»: В прошлом году было обнародовано сенсационное сообщение: в ЦЕРНе был превзойден порог скорости света. Подтвердились ли эти данные?
Джон Эллис: Когда я впервые услышал об этом, я был очень удивлен. В принципе, превышение скорости света возможно, но жизнь научила нас, что ко всему нужно относиться сдержанно.
На самом деле это дает понимание того, что представляет собой современный научный процесс. Это создание всевозможных моделей, теорий, которые широко обсуждаются. Безусловно, есть ряд экспериментаторов, которые пытаются все это проверить.
«Обозреватель»: Если предположить чисто теоретически, что скорость света преодолена, как это открытие отразится на фундаментальных физических теориях?
Джон Эллис: Я думаю, это было бы чем-то очень значительным, что заставило бы изменить наше представление о том, как устроена Вселенная. Но все-таки надо подождать.
Но хочу напомнить, что еще в начале прошлого века существование антиматерии считалось невозможным, а сегодня антиматерия используется в электронных томографах, как рутинная, повседневная вещь.
Геннадий Зиновьев: Я задумывался над этим так же, как и Джон, поскольку меня пригласили в Институт физики, где я должен был рассказать об этих экспериментах. «Допрос» мой длился порядка 2,5 часов и тут же при мне люди, сидевшие в зале, стали творить всевозможные теории. После этого я подумал, что лучше бы этого не было.
«Обозреватель»: Таким образом, для физиков удобно, когда скорость света не превышается?
Джон Эллис: Удобно? Я не знаю. Думаю, это было бы впечатляюще. Тогда можно было бы изучать квантовую теорию гравитации и другие теории с помощью других моделей и теорий.
«Обозреватель»: Популярный вопрос – вопрос о черных дырах. Могут ли они образовываться внутри БАКа, если да, какую опасность они могут нести?
Джон Эллис: Я думаю, эту тему зачастую поднимают из спекулятивных соображений. Но этот вопрос в БАКе изучается и будет изучаться. Исходя из того, что мы знаем сегодня, можно говорить о том, что черные дыры могут образовываться. Но они очень маленькие. И самое главное – они мгновенно распадаются.
«Обозреватель»: Что такое черная дыра?
Джон Эллис: Черная дыра – это часть пространства, где гравитация очень сильна – настолько сильна, что ничто не может покинуть ее, даже свет. Но все население Земли постоянно испытывает на себе воздействие космических лучей различной природы на протяжении миллиардов лет – более мощных, чем те, которые можно создать в коллайдере. Если бы все это было связано с черными дырами, нас здесь просто не было бы. Но мы есть.
Но хочу заметить, что нет такой вещи, как черный пиар. Благодаря разговорам о черных дырах, о БАКе знают во всем мире (смеется).
«Обозреватель»: Еще один популярный вопрос – о роли БАКа в конце света. Часто ли вам задают такой вопрос и как вы на него реагируете?
Джон Эллис: Людей, которые говорят об этом, достаточно много. Конец света – это недоразумение. Очевидно, эта тема педалируется политиками. Но часто политики – сумасшедшие люди, их мысли непредсказуемы. Поэтому они могут организовать конец света даже в этом году.
«Обозреватель»: На одной из прошлых пресс-конференций Геннадий Зиновьев говорил о том, что одной из главных опасностей Большого адронного коллайдера является человеческий фактор. Насколько сегодня БАК защищен от человеческих ошибок?
Джон Эллис: Существует очень большая разница между Большим адронным коллайдером и Чернобыльской АЭС. Когда вы выключаете ускоритель заряженных частиц, он мгновенно останавливается. Кроме того, ускоритель находится на глубине более 100 метров под землей. Это исключительно безопасная и контролируемая система. Она не несет никакой серьезной опасности.
Но когда речь идет о ядерном реакторе – это цепная реакция, которая становится неуправляемой.
Геннадий Зиновьев: Ядерные реакторы, которые эксплуатируются на атомных станциях, могли бы быть скомбинированы с ускорителями. Ускорители могут запускать и останавливать эти реакторы. Тогда все будет значительно проще. Такая технология существует.
Тогда точно так же, как вы останавливаете ускоритель нажатием кнопки, вы останавливаете и ядерную реакцию.
«Обозреватель»: Что даст вывод БАКа на проектную мощность – 14ТэВ?
Джон Эллис: Чтобы решить проблему существования бозона Хиггса, нам достаточно 8ТэВ. Но повышение энергии позволит ответить на множество других вопросов, которые не связаны со Стандартной моделью. Это такие вопросы, как, например, существуют ли суперсимметричные частицы. Это приблизит нас к пониманию того, есть ли темная материя, черные дыры и т.д. Это развитие в нужном направлении.
Геннадий Зиновьев: В том, что касается кварк-глюонной плазмы или того, что связано с первичной материей – это вопросы, которые сейчас в меньшей степени зависят от того, на какой энергии работает БАК. В большей степени это зависит от того, насколько мы поймем, что будет решающим сигналом этих новых свойств материи.
«Обозреватель»: Задекларированной целью БАКа является вывод науки из тупика. Какой процент неразрешенных вопросов разрешен на сегодняшний момент с помощью Большого адронного коллайдера?
Джон Эллис: Количественно это трудно измерить. Сегодня мы близки к ответу на вопрос, существует ли бозон Хиггса, а также вопроса о происхождении массы частиц. Но вопросы, связанные с существованием суперсимметричных партнеров, с существованием темной материи и другие фундаментальные вопросы потребуют времени. Рассчитывать, что мы решим их в этом году, трудно. Но мы работаем.
Геннадий Зиновьев: Что касается проблемы происхождения масс, то это вопрос, который не упирается только в проблему бозона Хиггса. Джон очень много говорил об этом во время пребывания в Киеве. Будем надеяться, что в будущем все его предсказания сбудутся и мы получим ответы на многие вопросы.
Вместе со своим украинским коллегой по ЦЕРНу, заведующим отделом физики высоких плотностей энергии Института теоретической физики им.Боголюбова НАН Украины, представителем Украины в ЦЕРНе Геннадием Зиновьевым, ученый рассказал, над чем сегодня работают физики в Большом адронном коллайдере – крупнейшем в мире ускорителе заряженных частиц.
Будет ли обнаружена так называемая «частица бога» - бозон Хиггса? Действительно ли превышение скорости света – доказанный факт? Образуются ли в БАКе черные дыры и антивещество? Что такое темная материя? Достаточно ли безопасен коллайдер? На все эти вопросы физики ответили в пресс-центре «Обозревателя».
«Обозреватель»: В феврале БАК возобновил свою работу после зимних каникул. Какие интересные открытия сделаны за эти несколько месяцев?
Джон Эллис: С начала года коллайдер работает очень хорошо, но, конечно, экспериментов пока проведено слишком мало, чтобы говорить о результатах, полученных в этом году. Идет набор данных, затем они должны быть проанализированы. Это потребует какого-то времени.
Но самое важное – был проведен новый подробный анализ того, что было сделано в прошлом году в ходе экспериментов по поиску бозона Хиггса. Мы надеемся, что уже в конце года сможем получить ответ, существует бозон Хиггса или нет.
«Обозреватель»: Вы верите в то, что бозон Хиггса существует?
Джон Эллис: Я думаю, он существует. Но наши ощущения – это одно, а то, что нам преподнесет природа – совсем другое.
«Обозреватель»: Бозон Хиггса часто называют «частицей бога». Верите ли вы в то, что Вселенная была создана неким Разумом, Творцом? Верите ли вы в Бога?
Джон Эллис: Я не мог бы ответить на этот вопрос прямо. Но независимо от того, верю я в Бога или нет, мне кажется, это не зависит от того, что делает наука. Есть вопросы, на которые можно получить ответ с помощью экспериментов, есть такие, с которыми эксперименты не помогут.
Бозон Хиггса не имеет ничего общего с Богом. Это название частице дали те, кто пишут книги.
Геннадий Зиновьев: Я не считаю, что это что-то необычное. Скорее, это проявление возможностей человеческого ума, чем чего-то внематериального.
«Обозреватель»: Большинство физиков – атеисты?
Джон Эллис: Я не могу сказать, какой процент физиков являются верующими людьми, но я знаю физиков, которые являются католиками, православными христианами, протестантами, буддистами, мусульманами, шиитами и представителями других религий.
Геннадий Зиновьев: Чтобы перечислить всех, не хватит пальцев рук.
«Обозреватель»: Коллаборация «Алиса» занята экспериментами с кварк-глюонной плазмой. На прошлой пресс-конференции вы рассказывали об обнаружении нового состояния вещества, сходного с идеальной жидкостью.
Геннадий Зиновьев: Все, что было намерено в предыдущие годы, сейчас активно анализируется. Результатов очень много. Среди них есть и достаточно неожиданные.
Эта жидкость обладает совершенно невероятными свойствами. Она совершенно не имеет вязкости. Может быть, это действительно то самое новое состояние вещества. Но есть экспериментальные результаты, которые мы должны до конца проанализировать. Возможно, они подтвердят, что открытие есть, но не в той форме, в которой мы его ожидали.
«Обозреватель»: Речь идет о веществе, из которого была сотворена Вселенная?
Геннадий Зиновьев: Это, скорее, знает Джон, чем я (смеется).
Джон Эллис: Мы верим в то, что после Большого взрыва Вселенная была очень плотной и горячей, затем она стала развиваться и в первые 10 в минус шестой степени секунды, по-видимому, она была в том состоянии, которое мы называем кварк-глюонной плазмой, хотя сейчас мы стали реже употреблять этот термин.
Похоже, что речь идет о намного более идеальной жидкости, чем вода. Она бесконечно менее вязкая, чем вода.
Геннадий Зиновьев: Это то, чего мы еще не понимаем до конца. Но, безусловно, поймем.
«Обозреватель»: Одной из задач БАКа является подтверждение или опровержение Стандартной модели. Какие модели имеются в запасе у физиков на случай, если Стандартная модель не будет подтверждена?
Джон Эллис: Ответ на этот вопрос написан на моей футболке. Верхняя строка представляет фундаментальные силы, вторая – то, как они взаимодействуют. Эти две формулы очень хорошо подтверждены экспериментами в БАК и я буду очень удивлен, если они придумают что-то новое.
Еще две формулы – это отдельная история. То, что вы видите здесь, касается бозона Хиггса. Это может быть абсолютно неверно, но поскольку я ношу эту футболку, значит, я верю в бозон Хиггса (смеется).
Геннадий Зиновьев: Эти футболки производятся в Швейцарии. Интересно, что это почерк Джона.
Джон Эллис: На самом деле это лишь малая часть того, что должно быть сделано в Большом адронном коллайдере. Мы, конечно, зададимся вопросом, почему у материи так много свойств. Есть еще очень много вопросов, в частности, что происходит с темной материей. Это одна из больших загадок, на которые мы будем искаться ответ.
«Обозреватель»: Тот, кто читал книгу Дэна Брауна «Ангелы и демоны» или смотрел одноименный фильм, задается вопросом: может ли в БАКе образоваться большое количество антивещества? Мы знаем о том, что в небольших количествах оно образуется постоянно.
Джон Эллис: Очень простой ответ – нет. В БАКе невозможно создать очень большое количество антиматерии. Но на самом деле эта проблема исключительно важна, и ее изучением активно занимаются.
Задача состоит в том, чтобы понять разницу между материей и антиматерией. Это исключительно важная задача для науки в будущем.
«Обозреватель»: А как насчет темной материи? Занимаются ли в БАКе ее изучением?
Джон Эллис: Это мой личный научный интерес. Действительно, это очень важно. В экспериментах в БАКе люди активно изучают этот вопрос. Они полагают, что действительно существуют частицы, существенно отличающиеся от того, что мы знали до сих пор. Они должны обладать свойствами, которые могли бы объяснить существование темной материи.
Пока ответов нет, но они могут быть получены уже в этом году.
Геннадий Зиновьев: Я тоже считаю, что это не конец. Суперсимметрия и суперсимметричные партнеры пока не открыты, но эти открытия могли бы внести свой вклад в изучение темной материи. Но они вполне могут быть открыты.
Но я хотел бы обратить внимание на тот факт, что БАК еще не работает на предельной мощности. Пока он работает на 8ТэВ. А когда будет 14ТэВ… Все впереди.
«Обозреватель»: В прошлом году было обнародовано сенсационное сообщение: в ЦЕРНе был превзойден порог скорости света. Подтвердились ли эти данные?
Джон Эллис: Когда я впервые услышал об этом, я был очень удивлен. В принципе, превышение скорости света возможно, но жизнь научила нас, что ко всему нужно относиться сдержанно.
На самом деле это дает понимание того, что представляет собой современный научный процесс. Это создание всевозможных моделей, теорий, которые широко обсуждаются. Безусловно, есть ряд экспериментаторов, которые пытаются все это проверить.
«Обозреватель»: Если предположить чисто теоретически, что скорость света преодолена, как это открытие отразится на фундаментальных физических теориях?
Джон Эллис: Я думаю, это было бы чем-то очень значительным, что заставило бы изменить наше представление о том, как устроена Вселенная. Но все-таки надо подождать.
Но хочу напомнить, что еще в начале прошлого века существование антиматерии считалось невозможным, а сегодня антиматерия используется в электронных томографах, как рутинная, повседневная вещь.
Геннадий Зиновьев: Я задумывался над этим так же, как и Джон, поскольку меня пригласили в Институт физики, где я должен был рассказать об этих экспериментах. «Допрос» мой длился порядка 2,5 часов и тут же при мне люди, сидевшие в зале, стали творить всевозможные теории. После этого я подумал, что лучше бы этого не было.
«Обозреватель»: Таким образом, для физиков удобно, когда скорость света не превышается?
Джон Эллис: Удобно? Я не знаю. Думаю, это было бы впечатляюще. Тогда можно было бы изучать квантовую теорию гравитации и другие теории с помощью других моделей и теорий.
«Обозреватель»: Популярный вопрос – вопрос о черных дырах. Могут ли они образовываться внутри БАКа, если да, какую опасность они могут нести?
Джон Эллис: Я думаю, эту тему зачастую поднимают из спекулятивных соображений. Но этот вопрос в БАКе изучается и будет изучаться. Исходя из того, что мы знаем сегодня, можно говорить о том, что черные дыры могут образовываться. Но они очень маленькие. И самое главное – они мгновенно распадаются.
«Обозреватель»: Что такое черная дыра?
Джон Эллис: Черная дыра – это часть пространства, где гравитация очень сильна – настолько сильна, что ничто не может покинуть ее, даже свет. Но все население Земли постоянно испытывает на себе воздействие космических лучей различной природы на протяжении миллиардов лет – более мощных, чем те, которые можно создать в коллайдере. Если бы все это было связано с черными дырами, нас здесь просто не было бы. Но мы есть.
Но хочу заметить, что нет такой вещи, как черный пиар. Благодаря разговорам о черных дырах, о БАКе знают во всем мире (смеется).
«Обозреватель»: Еще один популярный вопрос – о роли БАКа в конце света. Часто ли вам задают такой вопрос и как вы на него реагируете?
Джон Эллис: Людей, которые говорят об этом, достаточно много. Конец света – это недоразумение. Очевидно, эта тема педалируется политиками. Но часто политики – сумасшедшие люди, их мысли непредсказуемы. Поэтому они могут организовать конец света даже в этом году.
«Обозреватель»: На одной из прошлых пресс-конференций Геннадий Зиновьев говорил о том, что одной из главных опасностей Большого адронного коллайдера является человеческий фактор. Насколько сегодня БАК защищен от человеческих ошибок?
Джон Эллис: Существует очень большая разница между Большим адронным коллайдером и Чернобыльской АЭС. Когда вы выключаете ускоритель заряженных частиц, он мгновенно останавливается. Кроме того, ускоритель находится на глубине более 100 метров под землей. Это исключительно безопасная и контролируемая система. Она не несет никакой серьезной опасности.
Но когда речь идет о ядерном реакторе – это цепная реакция, которая становится неуправляемой.
Геннадий Зиновьев: Ядерные реакторы, которые эксплуатируются на атомных станциях, могли бы быть скомбинированы с ускорителями. Ускорители могут запускать и останавливать эти реакторы. Тогда все будет значительно проще. Такая технология существует.
Тогда точно так же, как вы останавливаете ускоритель нажатием кнопки, вы останавливаете и ядерную реакцию.
«Обозреватель»: Что даст вывод БАКа на проектную мощность – 14ТэВ?
Джон Эллис: Чтобы решить проблему существования бозона Хиггса, нам достаточно 8ТэВ. Но повышение энергии позволит ответить на множество других вопросов, которые не связаны со Стандартной моделью. Это такие вопросы, как, например, существуют ли суперсимметричные частицы. Это приблизит нас к пониманию того, есть ли темная материя, черные дыры и т.д. Это развитие в нужном направлении.
Геннадий Зиновьев: В том, что касается кварк-глюонной плазмы или того, что связано с первичной материей – это вопросы, которые сейчас в меньшей степени зависят от того, на какой энергии работает БАК. В большей степени это зависит от того, насколько мы поймем, что будет решающим сигналом этих новых свойств материи.
«Обозреватель»: Задекларированной целью БАКа является вывод науки из тупика. Какой процент неразрешенных вопросов разрешен на сегодняшний момент с помощью Большого адронного коллайдера?
Джон Эллис: Количественно это трудно измерить. Сегодня мы близки к ответу на вопрос, существует ли бозон Хиггса, а также вопроса о происхождении массы частиц. Но вопросы, связанные с существованием суперсимметричных партнеров, с существованием темной материи и другие фундаментальные вопросы потребуют времени. Рассчитывать, что мы решим их в этом году, трудно. Но мы работаем.
Геннадий Зиновьев: Что касается проблемы происхождения масс, то это вопрос, который не упирается только в проблему бозона Хиггса. Джон очень много говорил об этом во время пребывания в Киеве. Будем надеяться, что в будущем все его предсказания сбудутся и мы получим ответы на многие вопросы.
Наш опрос
Меню сайта
Статистика
Онлайн всего: 6
Гостей: 6
Пользователей: 0