Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир

Для решения этой проблемы в детекторы встраиваются десятки тысяч микропроцессоров, преимущественно связанных друг с другом. Регистрируя локальные сигналы от частиц, испущенных при столкновениях, эти микропроцессоры восстанавливают глобальную картину события и очень быстро определяют тип произошедшего столкновения. Как мы уже видели, в подавляющем большинстве случаев при столкновении протонов в результате уже хорошо изученных физических явлений рождаются более легкие частицы, и такие события можно сразу отбрасывать, сосредоточив все внимание на потенциально интересных событиях, встречающихся очень редко. Цепь, осуществляющая такой отбор, называется триггером – в этом названии заключается намек на спусковой механизм автоматического оружия. Благодаря ему решение о том, стоит ли записывать событие, принимается за несколько миллионных долей секунды. Из сорока миллионов событий, происходящих за одну секунду, в итоге останется менее тысячи. Объем информации становится вполне управляемым, однако для этой информации требуется теперь новая информационная структура, основанная на распределенных вычислениях.

Впечатляют и размеры используемой в экспериментах аппаратуры. В результате столкновений высокоэнергетических протонов образуются частицы, распадающиеся на целые струи других частиц с высокой проникающей способностью. Некоторые из них поглощаются только после того, как пройдут несколько метров сквозь вещество датчиков, а другие ускользают даже от самых массивных аппаратов, так что мы можем измерить их характеристики, лишь реконструировав часть их траекторий. Таким образом, физические приборы LHC превращаются в огромные сооружения высотой с пятиэтажный дом и весом с крейсер.

Но и этого мало: датчикам приходится работать очень быстро. Столкновения следуют одно за другим с такой бешеной скоростью, что можно использовать лишь самые быстрые регистраторы: они должны за доли секунды среагировать на самые слабые сигналы и тут же вернуться в исходное состояние и приготовиться к следующему событию.

Наконец, поскольку мы делали ставку на высокую светимость, количество частиц, ежесекундно образующихся вокруг зоны взаимодействия, ожидалось чрезвычайно большим. Поэтому все, что находится вблизи этой зоны – датчики, электроника, опорные конструкции, кабели и волокна для передачи сигналов, – должно быть устойчиво к работе в условиях радиации невиданного ранее уровня. В противном случае уже через несколько месяцев или несколько лет хрупкие приборы перестанут работать, а вложенные в них средства будут потеряны.

Гигантские конструкции весом в тысячи тонн, содержащие миллионы сверхбыстро работающих и устойчивых к радиации датчиков, да еще и достаточно “умных”, чтобы за несколько миллионных долей секунды оценить, следует ли сохранить только что зарегистрированное событие или о нем можно забыть… неудивительно, что, когда мы стали говорить окружающим, какими, на наш взгляд, свойствами должны обладать детекторы для LHC, многие сочли нас безумцами. Мы и сами прекрасно понимали, что задача перед нами стоит совсем не простая.

Глава 4 Надежды, страхи, разочарования

Сосиски и черная дыра

Женева,

9 декабря 2008 г., 21.30

До запуска LHC остается всего несколько часов, и вокруг творится нечто совершенно невообразимое, не похожее ни на что в истории физики высоких энергий. Внимание всего мира приковано к тому, что произойдет завтра в Женеве. В ЦЕРН съехались десятки телевизионных съемочных групп и сотни журналистов, которые упорно отлавливают нас в кафетерии или в коридорах наших корпусов, добиваясь интервью или комментария.

Все это безобразие началось несколько недель назад, и сперва на него никто не обращал внимания. Нам тогда стали приходить письма примерно такого содержания: “Остановите эксперимент! Вы рискуете погубить не только себя, но и всех жителей Земли, куда менее высокомерных и тщеславных живых существ, чем вы, ученые-франкенштейны из Женевы”.

Если вы ежедневно получаете тысячи писем, среди них всегда найдется несколько странных. Обычно их достаточно просто выкинуть в мусорную корзину, и на этом все заканчивается. Но в этот раз, похоже, дело было куда серьезнее. Во-первых, потому, что с каждым днем странных писем становилось все больше, а во‑вторых, потому, что, как выяснилось, в Сети параллельно распространялись петиции и алармистские призывы. Один видеоролик даже стал вирусным. Там было показано, как вся Земля за несколько мгновений поглощается крохотной черной дырой, созданной LHC. Изначально микроскопическая, эта черная дыра быстро растет, засасывая в себя сперва ускоритель, затем Женеву вместе с озером и, наконец, всю планету. Видеоряд был весьма впечатляющим. Ну, а когда даже в таком солидном журнале, как Time, появился материал под заголовком “Коллайдер поднял волну страхов: ждут конца света”[23], всем стало ясно, что пора реагировать и что придется потратить много времени и сил, которые бы нам очень пригодились для последних приготовлений.