БАК, или Большой адронный коллайдер
Как же изучают элементарные частицы? А делают это, бомбардируя ими атомные ядра и исследуя их осколки. Также исследования заряженных частиц (элементарных частиц и ионов) проводят, разгоняя их до высоких энергий. Для этого используют ускорители различных конструкций. Заряженные частицы в ускорителе взаимодействуют с магнитными и электрическими полями. Магнитное поле отклоняет частицу, задавая орбиту, по которой она движется. Электрическое поле непосредственно увеличивает ее энергию.
Ускорители разделяются на две группы: линейные, в которых пучок частиц проходит ускоряющие промежутки однократно, и циклические, где пучки частиц постоянно движутся по замкнутым кривым — эллипсам и окружностям. К циклическим ускорителям относятся и синхрофазотрон, и Большой адронный коллайдер (БАК), который начал работать в 2008 г.
Большой адронный коллайдер предназначен для разгона протонов и тяжелых ионов (ионов свинца) и исследования продуктов их соударений. Этот гигантский «бублик» окружностью в 27 км пролегает на границе Франции и Швейцарии на глубинах от 50 до 175 м. Построен он Европейским центром ядерных исследований (ЦЕРН).
Большим коллайдер назвали из-за размеров. Ускоряет он адроны — частицы, которые состоят из кварков. К адронам относится и протон. Слово «коллайдер» (от англ, collider) буквально означает «сталкиватель». Пучки частиц в нем двигаются навстречу друг другу и сталкиваются в особых точках.
Это грандиозное сооружение — самое большое в мире. Стоимость его составила 10 млрд долларов, и он постоянно требует дополнительных денег — ведь энергии он тратит очень много. Ни одна страна не могла бы позволить себе столь дорогое оборудование и затратные исследования. Ученые и инженеры из более чем сотни стран, в том числе России, принимали и принимают участие в его строительстве и работе.
В чем же заключается задача Большого адронного коллайдера? Он должен найти отклонения от Стандартной модели элементарных частиц, которая описывает три из четырех видов фундаментальных взаимодействий — сильное, слабое, электромагнитное. Считается, что Стандартная модель — это всего лишь часть более глубокой теории — так называемой Новой физики. Вот эту Новую физику и пытаются создать с помощью Большого адронного коллайдера. Одним из важнейших вопросов являлся поиск бозона Хиггса — элементарной частицы, которую называют частицей Бога.
Считается, что этот бозон придает массу всем остальным элементарным частицам, и, значит, благодаря ему существует Вселенная. И не так давно бозон Хиггса был обнаружен.
Опасен ли коллайдер
В прессе немало пишут про опасность Большого адронного коллайдера. Предполагают, что при столкновении частиц в нем могут образоваться микроскопические черные дыры, которые способны вырасти в огромную черную дыру и поглотить Землю. Однако ученые утверждают, что микроскопические черные дыры, даже если они и образуются, никакой опасности не представляют, а планета постоянно подвергается бомбардировке частицами, чья энергия намного выше, чем может дать Большой адронный коллайдер. Поэтому он ничем не угрожает существованию Земли.
