Птичка-невеличка
Забор Европейского Центра Ядерных Исследований (он же ЦЕРН) весной пестрит всеми цветами радуги: от красного и розового до фиолетового: сквозь металлическую сетку с внутренней стороны пробиваются ветви «зеленой» ограды. Особенно удивляют кусты с огненно-желтыми молодыми листочками, через неделю-другую они зеленеют. Вдоль забора идет прямая дорога из Франции от горного массива Юра, что дал название Юрскому периоду, в Женеву и Альпы. Ближе к забору есть еще велосипедная и пешеходная дорожки, отделенные от шоссе высоким бордюром.
Граница между Францией и Швейцарией делит этот международный Институт посередине, соответственно, на той дороге расположены пограничные посты и таможни обеих стран. Впрочем, понятие границы здесь всегда было достаточно условным, даже еще до Шенгенских соглашений. Многие живут во Франции - цены ниже - а работают в Швейцарии - зарплаты выше. Чтобы ездить через «зеленый коридор» на автомобиле нужно на тех же постах просто взять бумажный квадратик с зеленой стрелкой и приладить его на лобовом стекле. Потом, проезжая через границу, не забыть сделать три вещи: опустить стекло в дверце водителя, снять темные очки и снизить скорость до 30 километров в час. Ну, а на велосипеде, понятное дело, и того проще.
То весеннее утро было действительно прекрасным, и ехал я на работу вдоль этого чудо-забора на велосипеде в Швейцарию из Франции, поскольку, имея право выбора страны проживания, руководствовался соображениями, выше уже изложенными. К таможенным постам приличный спуск – только тормози – все-таки нужно проявить уважение к пограничникам из двух стран, а не пролетать мимо них на полной скорости. На «нейтральной полосе» есть небольшой газончик. Его можно объехать по асфальту, а можно, все-таки, прямо - там предусмотрительно постелена зеленая, под цвет травы, пластмассовая дорожка-сетка. И травка сквозь неё растет, и проехать можно. У них там много подобных выдумок.
Несколько секунд – и уже в другой стране я снова немного на педали поднажал, да только вдруг, как током ударило в подсознание: «В этом прекрасном мире что-то не так» - это боковым зрением увидел ЕЁ – серенькую пичужку. Она стояла посередине автомобильного шоссе, вытянувшись в струнку так, что кончик носа торчал вверх и навстречу движению. И было в ней всего-то, наверное, сантиметров 10 вместе с ее сравнительно длинными ножками. Позади нее лежала такая же. Мертвая.
И вот уже огромный грузовик, о четырнадцати колесах, набирая скорость от пограничного поста, принял чуть левее и, обдавая жаром хорошо организованного металла, прошел над ними. Следующим летел от поста черный БМВ. Но к этому моменту я уже затормозил, бросил велосипед и, делая останавливающий жест левой рукой, выбежал на дорогу и подхватил пичугу. Водитель БМВ, я уверен, все понял и не был в претензии ко мне за задержку. Они там правила дорожного движения воспринимают творчески. Если надо, то можно и сплошную пересечь на светофоре, но жестом дать понять: «Извини, приятель, у меня под колесами на асфальте “LOZANNA” написано, а мне туда не надо». Ошибку простят без ругани, а вот нахальства на дороге не любят.
Птичка у меня в руке. В каком застывшем состоянии я подхватил ее под брюшко, в таком и осталась, ни малейшего движения, только сердце стучит моторчиком. Ножки, толщиной не более чем спица велосипеда, но длинные, наверное, половина из этих десяти сантиметров – между моих расставленных пальцев. Так ее и поставил, как неживую, в цветущих кустах зеленой ограды. Уверен, положи я ее на бок, она бы в таком положении и осталась.
Весь день было как-то не по себе. Возвращаясь с работы, оставленную птичку на месте не обнаружил. Понятно, что произошло: влюбленные пары этих птичек, как шальные, носятся весной, закладывая немыслимые пируэты. Одну сбила машина, другая стала ее охранять – второе понять уже нельзя. Сколько машин над ними прошло до моего появления? Спас я или не спас птичку, а главное, нужно ли ей это было? Кто из них Ромео, а кто Джульетта? Вышла ли она из этого застывшего состояния? Какой такой инстинкт или логика двигали ею? Где Вы, академик И.П.Павлов, загубивший столько собачек, чтобы доказать, что при виде пищи у них выделяется желудочный сок? Да и Вас, «Красный академик», наверное, мучила совесть за загубленные собачьи жизни, если Вы увольняли своих сотрудников из Вашего Института за одну только фразу типа: «Собака думает, что…».
И все-таки они думают! Но об этом в другой раз, а вот насчет выхода птиц из ступора у меня был уже большой личный опыт еще с детства, когда я рыбачил на реке Сухона. Приходя на реку рано утром, мы частенько находили стрижей, неподвижно лежащих на плотах. Почему это с ними происходило, я так и не пойму до сих пор. Либо они, летая низко над водой, ударялись, например, о проволоки, связывающие плоты, либо просто от усталости: говорят, что ласточки и стрижи могут проводить целую ночь в полете. Приносишь такого бедолагу домой, кладешь на веранде на подоконник, а потом смотришь, он уже стоит – как раз такой - «застывший». Ставишь его на палец, при этом он ужасно больно впивается коготками, и в таком положении выносишь на улицу. Он еще долго не верит в свою свободу, а только все сильнее вдавливает коготки. Что такое свобода для тех, кому подвластно третье измерение, нам понять не дано. А потом, все-таки, взмывает вертикально вверх, и даже, минуя своих собратьев, что носятся стаей, уходит в поднебесье, превращаясь в точку.
Нечто подобное происходило, когда я работал в Протвино. Под застрехой нашего вычислительного центра практически по всей длине были ласточкины гнезда. Однажды во время сильной ночной грозы часть гнезд была разрушена, и множество птенцов лежали на пандусе около стены и в траве газона. Тех, что были живы, мы принесли в рабочую комнату, устроили им два гнезда из ваты в коробках из-под сахара. Основным кормом были сухие мухи из плафонов ртутных ламп (заодно и плафоны почистили). Сухой корм полагается запивать – это делалось из пипетки. Четырех из шести выходили. Потом они стали пробовать летать, но в помещении, казалось, как-то неуверенно. Иногда ударялись о стекло и падали. Но когда попробовал, как обычно: поставить на палец, а руку – в форточку – взмывают в поднебесье выше всех. А по умению летать (откуда взялось?!) не отличишь от старших.
И потом еще множество раз приходилось выпускать стрижей все таким же способом – это уже когда последние годы работал в ИФВЭ, и дело было все в том же вычислительном центре. Сидел я тогда один в угловой комнате на верхнем этаже. Комната эта имела специфическую особенность, хорошо видимую с улицы: над всеми окнами было по две бетонные балки, а над окном этой комнаты – одна, а вместо второй просто дыра. Видимо, строители очень спешили сдать объект к 100-летию со дня рождения В.И.Ленина. Над входом в тот ИВЦ (измерительно-вычислительный центр) из кирпичей красного цвета выложено «1870-1970». Дыра эта имела (да и сейчас, уверен, она никуда не делась) прямой выход на чердак здания. Так что зимой через нее залетали погреться воробьи, возились надо мной, чирикали. Летом стрижи вили гнезда. Но поскольку и навесной потолок тоже сдавался к тому дню рождения, то и у него были огрехи, т.е. дыры, достаточные для того, чтобы через них проваливались птицы. Почему-то это были только молодые стрижи, но уже умеющие летать. Так что в определенный период года практически каждый день было одно и то же: только начнешь утром работать, слышишь – шуршит за батареей центрального отопления. Иногда и не один. И опять та же последовательность: коготки впиваются в указательный палец левой руки, рука в форточке, а потом видишь черную точку в зените. Счастливого вам полета, да впредь избегайте подобных ловушек!
Десять лет Большому адронному коллайдеру: чудо современной физики
10 сентября 2008 года в ЦЕРНе было официально объявлено о запуске Большого Адронного Коллайдера. Сегодня мы расскажем вам о том, как появилась идея этого грандиозного проекта и чем современная физика ему обязана.
Вначале о терминологии и ее следствиях. Адроны — это элементарные частицы. Конкретно БАК сделан для столкновений пучков протонов, запущенных в кольцо ускорителя на очень больших (меньше скорости света всего на 3 метра в секунду) скоростях. Сталкиваясь, они порождают уйму других частиц. Многие из них живут слишком недолго, чтобы их можно было непосредственно обнаружить. Физики регистрируют продукты их распада, а то и результаты последующих распадов.
Примерно один месяц в году вместо протонов в кольцо БАКа отправляются ионы свинца, которые тоже сталкиваются на приличных скоростях.
Коллайдер — это ускоритель, в котором сталкиваются пучки разогнанных частиц. Возможен и иной вариант — когда эти частицы бомбардируют неподвижную мишень. Нам это сейчас неинтересно, поскольку на БАКе этого нет.
Ну, а «большой» он из-за геометрических размеров. Длина основного кольца — 26 659 м. Сегодня это — самый большой ускоритель в мире.
Немножко истории
Концепция коллайдера рождалась примерно с 1984 года. Спустя десять лет она получила официальное признание и началось проектирование. Для размещения конструкций был использован кольцевой тоннель, прежде занятый Большим электрон-позитронным коллайдером. Последний был демонтирован в 2000 году. Первые устройства БАК были смонтированы в следующем году.
Зачем это все?
Главная задача БАК (иногда используется латинская аббревиатура LHC) — поиск данных, свидетельствующих о том, что реальная физика элементарных частиц отличается от Стандартной модели. Последняя была сформулирована теоретиками во вторую половину XX века и описала взаимосвязь сильного, слабого и электромагнитного взаимодействий и порождаемые ими последствия в мире элементарных частиц.
«За кадром» осталась гравитация. Она, очевидно, есть, но сформулировать теорию, объединяющую ее с другими взаимодействиями, ученые пока не смогли. Это порождает предположения, что Стандартная модель должна быть частью какой-то более общей концепции. В популярной литературе она условно называется «Новой физикой». Или — что Стандартная модель в принципе неверна и надо все придумывать заново. Последний вариант для большинства физиков даже симпатичнее, поскольку сулит большую свободу для творческой фантазии.
Отдельная тема — опыты со столкновенями ионов свинца, во время которых изучается кварк-глюонная плазма, очень интересный вид материи.
Что из этого вышло?
Да, по‑хорошему, ничего. Стандартная модель оказалась очень живучей, за десять лет так и не удалось найти чего-то существенно ставящего ее под сомнение. Было документировано несколько событий, которые не наблюдались ранее, но, в целом, не стали большим сюрпризом. Так, в 2011 году были открыты два новых вида распада Bs-мезонов — частиц, в составе которых есть как «странный кварк» (s-кварк), так и «прелестный кварк» (b-кварк).
Бозон Хиггса
Это самое громкое на сегодня открытие, сделанное на LHC. Частица была предсказана в рамках Стандартной модели еще в середине 60-х годов, но экспериментально ее обнаружить все это время не удавалось — имеющимся ускорителям не хватало мощности. Автор гипотезы британский физик Питер Хиггс неоднократно заявлял, что знаменитый бозон не будет открыт при его жизни. Он не был единственным скептиком — Стивен Хокинг даже выразил готовность заключить пари на небольшую сумму относительно того, что бозон Хиггса на БАКе обнаружен не будет.
Тем не менее, в июле 2012 года коллаборации ATLAS и CMS объявили о нахождении бозона массой 125.3 ± 0.6 ГэВ. Скорее всего, это и есть знаменитый бозон Хиггса, хотя некоторые специалисты в этом по‑прежнему не уверены.
Во всяком случае, Питер Хиггс за подтвердившееся предсказание получил Нобелевскую премию 2013 года. Нобелевский комитет очевидно торопился — лауреату было уже хорошо за 80.
Выплатил ли Хокинг свой проигрыш достоверно неизвестно, но можно предполагать, что его гораздо больше огорчило очередное подтверждение Стандартной модели. Как было бы здорово формулировать Новую Физику!
Что дальше?
Большой адронный коллайдер проработает до 2037 года. Что будет следующим шагом в строительстве ускорителей пока не очень понятно. Физиков интересует увеличение светимости, т. е., выражаясь упрощенно, количества детектируемых столкновений. Может быть этого можно достичь на ускорителях традиционной, кольцевой, архитектуры. Все принципы и технологии освоены и изучены, но кольцо получается очень большим и дорогим.
Может быть следующий флагман физики будет линейным ускорителем. Это существенно экономнее по энергии, но тогда нужны новые способы разгона частиц, иначе установка опять оказывается слишком большой — порядка сотен километров.
Может быть речь пойдет об ускорителе на основе иных принципов — фотонном или мюонном, но этих принципов в разработанном виде пока нет.
Отдельная интересная тема — вероятный ускоритель для изучения бозона Хиггса. БАК вполне подошел для его обнаружения, но изучать частицу на нем неудобно. Слишком много посторонних событий, на фоне которых трудно выявить нужное. Напрашивается конструкция, оптимизированная именно под бозон Хиггса, на которой его образование/распад регистрировались бы значительно чаще, чем сейчас и с меньшим количеством помех.
А как же черные дыры?
Это страшилка десятилетней давности: вот запустят свихнувшиеся очкарики свой коллайдер, в нем там возникнет маленькая черная дыра, она скушает вещество вокруг себя, подрастет, скушает еще и т. п. Короче говоря, в итоге поглощена будет вся планета.
Это смешно звучит, но были ведь пылкие люди, педалировавшие эту тему и даже подававшие судебные иски.
Прошло десять лет. Видимо, дыра родилась, поглотила все вокруг, включая нас, а мы этого и не заметили. Так и живем.
Источник: Популярная Механика
Ученые из ЦЕРН собираются охладить антиматерию
Антиматерия остается одним из малоизученных феноменов, который в то же время может многое прояснить в понимании Вселенной. Для того чтобы лучшее изучить антиматерию, ученые намерены охладить ее. Несмотря на то что антиматерия еще не до конца исследована, ученые уже вовсю стремятся ею манипулировать.
Физики из ЦЕРН на шаг приблизились к охлаждению антиматерии при помощи лазеров, что, по идее, поможет им разгадать многие ее тайны. Свое исследование они опубликовали в журнале Nature. По сути, антиматерия — противоположность «обычной» материи. В то время как протоны обладают положительным зарядом, их античастицы — антипротоны — обладают той же массой, но отрицательным зарядом.
У электронов и их античастиц — позитронов — масса одинаковая, но они отличаются зарядами (у электронов он отрицательный, у позитронов — положительный). Когда частица сталкивается со своей античастицей, они аннигилируют, уничтожая друг друга. Теоретически Большой взрыв должен был воспроизвести одинаковое количество материи и антиматерии, но в таком случае все попросту бы аннигилировало.
Однако по какой-то причине во Вселенной существует больше материи, чем антиматерии. Исследователи не знают, почему так произошло, у них не было возможности в этом разобраться, ведь антиматерию крайне тяжело изучать. Именно поэтому ученые из ЦЕРН надеются охладить антиматерию, чтобы получить возможность лучше ее рассмотреть.
При помощи ALPHA (аппарат для получения антиводорода при помощи лазерного излучения) исследователи соединили антипротоны с позитронами для создания атомов антиводорода. «Лайман-альфа — самый базовый, важный переход в обычных атомах водорода, и регистрация этого же феномена в антиводороде открывает новую эпоху в изучении антиматерии», — говорит один из исследователей Такамаса Момосе.
Согласно Момосе, этот фазовый сдвиг — важный первый шаг по направлению к охлаждению антиводорода. Исследователи долгое время использовали лазеры, чтобы охладить другие атомы для упрощения их изучения.
Если то же удастся сделать с атомами антиматерии, их также можно будет исследовать. Ученые могут провести более точные измерения и разгадать давно волнующие их тайны: в частности, как антиматерия взаимодействует с гравитацией. Сейчас команда планирует далее работать над охлаждением антиматерии. Если все получится, исследователи ответят на одни из самых важных вопросов, связанных с нашим пониманием Вселенной.
Главное здание CERN. 1962 год.
Как монтажники из Сарова в ЦЕРНе женевскую полицию выручили
Товарищ рассказал мне на днях историю, которая произошла в Швейцарии с монтажниками из Сарова.
Саров, бывший Арзамас-16, - основная кузница ядерного оружия России, но научные работы там тоже ведутся. По науке Саров сотрудничает с Европейским ядерным центром ЦЕРНом (Женева), тем самым, где Большой Адронный Коллайдер лет десять назад запустили. Саровские физики проводят в ЦЕРНе совместные эксперименты на ускорителях. Иногда бывает необходимо устанавливать дополнительное отечественное оборудование и тогда из Сарова посылают в ЦЕРН бригаду монтажников.
Вот однажды поехала такая бригада, 12 человек, в ЦЕРН монтировать оборудование для очередного эксперимента. Ребята, хоть и спецы по ускорителям, но обычные монтажники. Одного монтажника с французским языком взяли. Приехали в Женеву, поселили их в хорошей гостинице и выделили им евробытовку на объекте - переодеться, на работе отдохнуть. Начали они свою работу делать - оборудование устанавливать и настраивать. Освоились. С бригадами других стран контакт наладили. Бывало, те к ним обращались в затруднительных случаях. В нашей бригаде пара спецов экстра-класса было.
Ну а после напряжённого трудового дня возникала иногда потребность технические проблемы в неформальной обстановке обсудить и расслабиться. Методом перебора подобрали недорогое хорошее розовое креплёное вино и по вечерам в бытовке иногда "планёрки" устраивали. Дома бы они от такого напитка воздержались, а здесь вполне нормально пошло. Что значит «местный напиток», видимо горной местности соответствует. Без фанатизма, по одной-две бутылки на человека и не так, чтобы каждый день. Горы, воздух, тишина - красота❗️ Одна проблема - туалета рядом не было. Явное упущение руководства ЦЕРНа❗️
Недалеко от евробытовки кустики росли, ну и начали туда ходить, старым казачьим способом.
Всё было чинно, в тёмное время суток, рядом людей не было, но однажды-таки приехал наряд швейцарской полиции и задержал в кустах четверых саровских монтажников "при исполнении". Протокол составили.
В гостиницу мужики возвращались в подавленном настроении. И неудобно как-то, и на работе узнают, смеяться и стыдить станут. И в следующий раз в Женеву уже не пошлют.
А с утра к ним в бытовку пришёл офицер полиции и попросил конфиденциальной беседы. Мужики пообещали, что всё останется в секрете.
- Я прошу прощения, - вежливо по-французски сказал офицер полиции, - но не могли бы мы сделать так, что как будто ничего вчера не было. А протокол мы порвём.
- Вообще-то, наверное, можно... - призадумались в ожидании подвоха мужики. - А что с нас-то требуется? - а сами прикинули, ну сейчас запросит небось франков 300 за сокрытие нарушения. Хоть и предупреждали перед поездкой, что местная полиция "не берёт", но, похоже, что менты везде одинаковые.
- Я прошу вас сохранить этот инцидент в секрете. И всё. А протокол мы уничтожим. - Просительно глядя в глаза сказал офицер. - Вас же четверо было, и, похоже, что вы не первый раз эти кусты вместо туалета используете. А по нашим законам положено строить туалет в местах, пользующихся повышенным спросом. Но у нас туалет в этих кустах в смете на ближайший год не предусмотрен и согласовывать его надо очень долго. Поэтому, если вы не возражаете, то мы протокол порвём, а вы про этот случай забудете. Только, пожалуйста, больше кусты не используйте. Сильвупле...
- Ну так... Если это вам так надо, то мы помочь не отказываемся. Согласные. Рвите ваш протокол. - облегчённо выдохнули мужики.
Вечерние посиделки правда пришлось прекратить.
А вино было хорошее...
ЦЕРН: Вселенной не должно существовать
Ученые не понимают, почему она до сих пор не разрушена.
Лучшие физики мира все еще не понимают, почему существует наша Вселенная, поскольку их расчеты показывают, что она должна была быть уничтожена в момент своего рождения, когда одни и те же количества материи и антиматерии должны были убить друг друга.
Хотя специалисты выдвигали различные теории о причинах, по которым этого не произошло, - у них была масса, электрический заряд или другие характеристики, - прийти к какому-либо выводу им так и не удалось.
В новом исследовании, проведенном Европейской организацией ядерных исследований (CERN), ставилась цель продемонстрировать, что материя и антиматерия имеют разный магнетизм, сообщает Cosmos.
Исследовательская группа поймала частицы антиматерии - антипротоны - в так называемые ловушки Пеннинга и обнаружила, что они идентичны их эквивалентам материи, за исключением противоположного электрического заряда.
«Все наши наблюдения показывают, что они абсолютно идентичны», так что «Вселенная не должна существовать», объяснил Кристиан Сморра, автор исследования.
Ученый отметил, что это различие должно быть отражено в каком-то аспекте, но «мы просто не знаем, в каком именно».
Теперь исследователи планируют более тщательно изучить антипротоны, чтобы разрешить эту тайну.
Источник NewsFrol