Журнал «Компьютерра» № 14 от 10 апреля 2007 года

Однако при моделировании объектов, которые движутся друг относительно друга со скоростями, близкими к скорости света, это оказалось совсем не так. Такая ситуация типична при расчете лазеров на свободных электронах, плазменных ускорителей, взаимодействия быстрых частиц с веществом и в ряде других задач. Как известно, движущиеся прямолинейно и равномерно системы отсчета связаны преобразованием Лоренца. А оно предсказывает сокращение длин и замедление времени в движущейся системе отсчета. Соответственно изменяется и шаг сетки. Вэй показал, что в каждой задаче имеется оптимальная система отсчета, в которой можно обойтись более грубой сеткой и заметно сократить время расчетов. Например, при моделировании пролета быстрого протонного пучка сквозь электронное облако в оптимальной системе отсчета требуется в тысячу раз меньше шагов по сравнению с вроде бы естественной системой отсчета, связанной с электронным облаком. Это сокращает время прогона типичной задачи с одной недели до получаса. Другие задачи могут просчитаться и вовсе в миллион раз быстрее.

Работа Вэя, которая недавно опубликована в журнале Physical Review Letters, произвела неизгладимое впечатление на специалистов. Все удивляются, почему за столетнюю историю теории относительности и полвека активного использования компьютеров никому не пришло в голову изучить, как релятивистские эффекты могут повлиять на вычисления. А то, что это влияние существенно, ясно уже из старого парадокса близнецов. Очевидно, что отправившийся в путешествие к далеким звездам и вернувшийся более молодым близнец, если он возьмет с собой обычный компьютер, успеет посчитать на нем меньше, чем его постаревший брат-домосед с точно таким же неподвижным компьютером.

Будем надеяться, что пионерская работа Вэя ускорит прогресс в этой области. Быть может, релятивистские эффекты удастся использовать не только при моделировании быстрых физических процессов. Сейчас трудно даже представить, к каким последствиям могут привести эти исследования, по крайне мере в принципе способные повлиять как на решение абстрактных проблем, вроде информационных парадоксов черных дыр, так и на конструкцию фотонных компьютеров будущего. ГА

Коллайдерный долгострой

Оказалась под угрозой запланированная дата запуска принадлежащего ЦЕРНу нового гигантского ускорителя протонов, Большого Адронного Коллайдера (Large Hadron Collider, LHC). Он будет разгонять в кольцевом 27-километровом подземном туннеле встречные пучки протонов, энергия лобовых соударений которых достигнет 14 ТэВ. По расчетам, ее может хватить для рождения целого букета еще не известных науке элементарных частиц, в том числе и гипотетического бозона Хиггса, который был предсказан много лет назад, но до сих пор так и не открыт. Не исключено, что на новом ускорителе удастся получить информацию и о частицах, из которых состоит темная материя.

Сроки пуска LHC откладываются с позапрошлого года. Еще недавно считалось, что в конце осени нынешнего года начнутся пробные прогоны, а летом 2008-го ускоритель заработает в полную силу. Теперь эти планы могут быть пересмотрены из-за конструктивного дефекта одной из групп сверхпроводящих магнитов.

LHC оснащен примерно шестью тысячами таких магнитов, львиная доля которых используется для удержания разгоняемых протонов на круговой траектории. Среди них есть и установки с другими функциями, в том числе 392 источника квадрупольных магнитных полей, которые будут фокусировать протонные пучки непосредственно перед столкновениями. 27 марта три таких магнита были подвергнуты контрольным испытаниям. В программу испытаний, в частности, входила имитация аварийной ситуации, вызванной внезапным нагревом катушек с токами выше критической температуры. Это привело бы к переходу токоносителей из сверхпроводящего состояния в нормальное, нагреву системы, быстрому испарению охладителя (жидкого гелия) и наконец — к резкому увеличению давления на магнит и опорные конструкции.

В ходе теста давление внутри установок было доведено до двадцати атмосфер. Два блока выдержали испытание, но третий с громким треском сошел с опоры, повредив и соседние блоки. Проверка показала, что подвела опорная конструкция из стекловолокна, которая не соответствовала техническим спецификациям. Ответственность за это взяла на себя американская Национальная лаборатория ускорителей имени Ферми, где были изготовлены установки. Проектировщики, однако, надеются, что дефектные конструкции удастся заменить, не извлекая магниты из туннеля. АЛ

Пошел Инет по трубам

Известно, что, пробегая взглядом по первоапрельским новостным лентам, надо быть настороже: лукавые репортеры так и норовят повесить на уши доверчивой интернет-аудитории первосортную лапшу. Впрочем, стреляных читателей на мякине не проведешь: желающие дать отпор расшалившимся журналистам «охотники за розыгрышами» бдительно следят за подозрительными новостями.