Теория Большого взрыва: гид по сериалу по версии Kuraj-Bambey

А ведь принцип, положенный в основу работы камеры самого современного телескопа и самого плохонького мобильника, один и тот же. Главную роль в нем играют так называемые ПЗС — приборы с зарядовой связью. Причем, это давно уже не передний край науки. Сейчас считается не настолько интересным разглядывать космос в телескопы, хотя, как мы недавно узнали, современные телескопы сильно отличаются от тех, в которые разглядывал небо Галилей. Настоящие современные игрушки ученых гораздо интереснее. Такими игрушками университеты хвастаются друг перед другом, как бизнесмены мобильниками Vertu, а размещать их стараются где-нибудь подальше от глаз налогоплательщиков, например, на Международной Космической Станции.

Самая последняя и навороченная из них — это размещенный совсем недавно на МКС альфа-магнитный спектрометр, в разработке которого Говард наверняка принимал участие (рис 3) [37]. Эта симпатичная штучка обошлась участникам проекта в полтора миллиарда долларов, но ее характеристики и то, что она может изучать, действительно впечатляют. Посмотрим, из чего она состоит:

• Сердце АМС — магнитная система. Представляет собой сделанный из 6000 блоков на основе неодимового сплава и уже опробованный на станции Мир постоянный магнит, а также настоящую гордость NASA — сверхпроводящий магнит из 14 катушек ниобиевой проволоки, работающий при силе тока 400 Ампер и охлаждаемый 2500 литрами сверхтекучего жидкого гелия;

• Детектор переходного излучения — анализатор AMS. Регистрирует рентгеновское излучение и отделяет зерна от плевел. Дело в том, что более тяжелые частицы при своем движении излучают гораздо сильнее, чем легкие;

• Времяпролетная система — секундомер AMS — содержит 4 сцинтилляционных счетчика и способна регистрировать емя прохождения частицей установки с точностью до 0,00000000015 сек;

• Кремниевый трекер — отслеживает траектории частиц. Точность — 0,000001 метра;

• Черенковский детектор — спидометр AMS. Излучение Черенкова (кстати, тоже Нобелевская премия) возникает, когда частица в среде движется быстрее, чем свет [38]. Излучение расходится широким конусом, характеристики которого однозначно связаны со скоростью частицы;

• Электромагнитный калориметр — весы AMS. 9 слоев сверхплотного вещества общим весом 496 килограмм. Поглощает частицы, определяя их тип и энергию;

• Система антисовпадений — сторожевой пес AMS. Отбраковывает частицы, которые AMS не может проанализировать.

^Рис. 3

Как и любая серьезная современная физическая установка, AMS может работать сразу на нескольких фронтах. Среди них — упомянутые ранее поиски частиц темной материи, исследование космических лучей, но, пожалуй, главное с точки зрения участников проекта — это поиски антиматерии.

Интерес тут связан с одной достаточно простой вещью. Если верить теории Большого взрыва (в которую просто обязан верить каждый зритель сериала), вся материя образовалась из сверхплотного сгустка энергии. При этом процесс образования частиц происходит таким образом, что на каждую образованную частицу приходится одна античастица, то есть частица, обладающая такой же массой, но противоположным зарядом. Но, как мы знаем, все окружающее нас пространство заполнено обычной материей, а антиматерия, если она существует, составляет лишь малую долю всего вещества. Эта проблема получила название барионной ассиметрии Вселеннойи до сих пор окончательно не решена. Основных вариантов тут два: либо в нашей Вселенной чередуются части, заполненные веществом и антивеществом, что даже несведущему в науке человеку может показаться странным, либо существует некий, пока ускользающий от нашего внимания процесс, который переводит античастицы в частицы. Таким образом, за время, прошедшее с образования Вселенной, практически все антивещество уже успело превратится в обычную материю. Поскольку процесс этого превращения носит вероятностный характер, а вещества во Вселенной много, какие-то частицы антиматерии все еще должны оставаться, и для того, чтобы понять сам процесс, нарушающий симметрию, было бы неплохо знать, сколько этих частиц существует в настоящий момент. Наибольший интерес при этом представляет гелий — основное топливо звезд. Предыдущие эксперименты показали, что на миллион атомов обычного гелия приходится меньше одного атома антигелия. Альфамагнитный спектрометр должен уточнить это отношение, по крайней мере, в тысячу раз.

Резонным представляется вопрос: стоит ли тратить такое количество денег на исследования подобного рода. Естественная тяга к знаниям всегда двигала человечеством, но еще никогда не обходилась ему так дорого. Тем не менее, решая проблемы, ранее даже не поднимавшиеся, ученые «по дороге» создают вещи, без которых люди уже не мыслят своего существования. Вспомним хотя бы интернет. Впрочем, этот вопрос уж точно выходит за рамки нашей книги.

> Послесловие по версии «Кураж-Бамбей»