Детали для адронного коллайдера штамповали на Тракторном заводе

А белорусские физики и инженеры в Европейской организации ядерных исследований, обнаружившей бозон Хиггса, работают уже почти 20 лет [фото + видео]

Про Большой адронный коллайдер слышали, наверное, все. Но вот понять, зачем он нужен, мы, обычные люди, смогли только 4 июля. В тот день ученые Европейской организации ядерных исследований (CERN) в Швейцарии объявили, что они зафиксировали «бозон Хиггса» – поле, пронизывающее всю Вселенную и придающее массу элементарным частицам. Скорее всего, это Нобелевская премия по физике и, скорее всего, об этом открытии будут говорить еще много лет. Во многом для того, чтобы найти и изучить этот бозон, физики и инженеры подготовили эксперименты длиною в 40 лет и построили самую сложную, дорогую и высокотехнологичную машину в мире – Большой адронный коллайдер (БАК) с несколькими уникальными детекторными комплексами на нем (например, ATLAS и CMS).

Профессор Николай Максимович Шумейко.
Профессор Николай Максимович Шумейко.

О вкладе белорусских ученых в открытие бозона Хиггса «Комсомолка» поговорила с директором Национального научно-учебного центра физики частиц и высоких энергий БГУ, доктором физико-математических наук, профессором Николаем Максимовичем Шумейко.
«Чтобы услышать эти доклады, физики дежурили всю ночь под дверями аудитории»

Профессор Шумейко участвовал в семинарах, на которых готовился итоговый доклад координатора проекта CMS профессора Калифорнийского университета Джозефа Инканделы. Это один из тех самых докладов, о которых сообщили все мировые новости. Джозеф Инкандела рассказал о следах бозона на детекторе CMS, его коллега Фабиола Джианотти – о результатах на детекторе ATLAS. Это условие современной физики – два независимых коллектива ученых искали одну и ту же частицу на разных устройствах. Кстати, несколько узлов этих устройств строили белорусы. Работы велись годами, итоговый доклад готовили несколько недель. Николай Шумейко среди сотни физиков высочайшего уровня участвовал в «причесывании» доклада Инканделы.

- Я уехал из CERN ночью 4 июля, надо было организовывать трансляцию семинара в Объединенном институте ядерных исследований в городе Дубна, – рассказывает Николай Шумейко. – В Швейцарии на докладе остался наш сотрудник, но в зал не попал. Центральная аудитория вмещает 500 человек. Так очередь физики занимали с вечера! Составляли списки и делали переклички – как когда-то за хлебом после войны. Аудиторию открыли в 7.30, кто пришел в 5 утра, в зал не попал. Трансляция шла на экранах и в других аудиториях научного центра. Но это как на футболе – можно по телевизору посмотреть, а хочется увидеть и услышать лично. Такой вот интерес.

Попавшие на чтение докладов физики аплодировали англичанину – 83-летнему Питеру Хиггсу, который с коллегами теоретически предсказал явление еще в 1964 году. Питер Хиггс заплакал и признался: не думал, что частицу, названную его именем, найдут при его жизни.
Найти бозон Хиггса помог Большой адронный коллайдер (БАК), построенный в CERN.

Большой адронный коллайдер расположен на границе Франции и Швейцарии.
Большой адронный коллайдер расположен на границе Франции и Швейцарии.

«Чтобы сделать несколько узлов коллайдера, в Минск привозили вагоны стали, латуни, алюминия»

- БАК – это самый сложный аппарат, который построило человечество?

- Да. Я не специалист в космической технике, но общее утверждение такое: детекторы коллайдера – это средоточие всех самых-самых топовых технологий и материалов. Эти машины намного более сложные, чем космический корабль или атомная подводная лодка.

- И в его строительстве участвовали белорусы?

- В детекторах БАКа есть адронный калориметр – бочкоподобный прибор с днищами, измеряющий энергию адронов, сильно взаимодействующих частиц. Мы, белорусы, в жесткой конкурентной борьбе получили право на то, чтобы участвовать в разработке и, главное, затем изготовить из латунных пластин днища этого прибора для установки CMS. Минский завод им. Октябрьской революции с блеском справился с задачей, изготовив с микронными точностями две «пробки» весом каждая по 300 тонн и сложнейшие системы подвески их из высокопрочной стали и алюминия. Внутри каждой «пробки» – по 32 латунных слоя. Приборы смонтированы в CERN с участием наших механиков и инженеров и эксплуатируются нашими физиками. Для еще одного калориметра детектора ATLAS 12 типов крупногабаритных стальных пластин были изготовлены на нашем Тракторном заводе. К нам приезжали бесчисленные комиссии, следили за тем, чтобы не было дефектов и неровностей в наших изделиях. Еще есть наш вклад в электронику. Мы делали несколько прототипов и малых серий схем и плат. Но по разным причинам – и в том числе из-за задержек на «Интеграле» и нехватки денег – массовое производство этих плат было сделано в США, Франции, Италии. Но наши головы и руки работали. Бозон Хиггса открыли ученые 50-ти стран из порядка 200 институтов и университетов, участвующих в каждом из проектов: CMS и ATLAS. Наша Беларусь, хоть и небольшая страна, равноправно участвовала в этих экспериментах.
«Работать в CERN белорусы едут за свой счет»

- Сейчас на БАКе работают наши ученые?

- Конечно! Наш очень квалифицированный инженер Роман Стефанович работает там, в проекте CMS, уже семь лет. Он возглавляет группу людей, которые поддерживают точную механику установки. Его оттуда не отпускают. Он и нам нужен. Но, как говорится, ладно, пусть воюет на западном фронте. Это большой вклад Беларуси в эксплуатацию и поддержание детектора. Работают наши электронщики – Владимир Чеховский, Александр Солин и другие. И, к сожалению, едут только за счет принимающей стороны.

- Почему к сожалению?

- Денег на такого рода командировки у нас нет. CERN платит нашим специалистам и сам выбирает, кого приглашать. К счастью, они не могут обойтись без нас.

Когда Хиггс услышал, что его частица зафиксирована, он прослезился...
Когда Хиггс услышал, что его частица зафиксирована, он прослезился…
...и обнял автора доклада.
…и обнял автора доклада.

- Как устроен быт ученых?

- Проезд, проживание, питание, суточные – все это за счет принимающей стороны. Покупаем билеты за свой счет, их стоимость потом компенсируется суточными. Поэтому ехать на неделю, скажем так, экономически невыгодно, окажешься в убытке. В CERN есть хостел с доступными номерами, но в последнее время туда трудно попасть в связи с наплывом физиков. Я вот в хостел не попал. Снимал квартиру, которую для своих сотрудников бронирует Объединенный институт ядерных исследований. Это обычный дом в пригороде Женевы, в двух километрах от CERN. Самые рабочие дни там – выходные. Я приезжаю на совещания обычно по всем направлениям работы в проекте CMS. Питаемся мы в CERN или готовим еду дома. Примерно на таких условиях работают ученые Балканских стран, украинцы, грузины, армяне. Наши специалисты выгодны CERN еще тем, что нам платят существенно меньше, чем ученым стран – участников организации. Ученые постсоветского пространства соглашаются на 4000 – 4200 швейцарских франков (около 4120 – 4300 долларов) в месяц. В них входит все: питание, жилье, страховка, дорога. Минимальная оплата, например, у поляков и чехов – 8000 в месяц.
«Физики открыли «божественную частицу», но в Бога верят немногие»

Бозон Хиггса в последние годы называют «частицей Бога». Самому Хиггсу это название не нравится, он атеист. Но метафора прижилась даже в научном мире.

- Почему частицу называют божественной?

- Ее долго искали. Нужно было собрать большую статистику для того, чтобы ее найти. Это настолько редкое явление, что нужно среди многих миллиардов столкновений и рождающихся частиц, о которых мы что-то знаем, обнаружить вот эту неизвестную частицу. Она запрятана намного глубже в материи, нежели все другие частицы. Мы не знаем точно, на каком этапе развития Вселенной у частиц возникла масса. Но эта частица дает право на существование всему остальному сущему, придавая массу, основную характеристику всего сущего. Поэтому она может называться частицей Бога. Такая метафора.

- Как бозон Хиггса поможет понять космос?

- В момент, когда сталкиваются протоны или ядра на БАКе, образуется некая среда. Эта имитация этапа того первичного состояния материи, которое существовало во Вселенной в начальные моменты после Большого Взрыва. Изучив продукты распада этой среды, мы восстанавливаем картину того, что тогда происходило. Это сложный философский вопрос. Но пространство и время возникло вместе с нашей Вселенной. Установленный факт – это возраст Вселенной – 13,7 миллиарда лет.

- Не страшно устраивать Большие Взрывы?

- Мы создаем состояние, близкое к Большому Взрыву. Но до Большого Взрыва бесконечно далеко. Свойства бозона Хиггса и другие возможные новые частицы и явления на БАК будут изучать годами. И, возможно, это приблизит нас к ответу на вопрос, который вообще мало волнует обычного человека: «Какова судьба нашей Вселенной?».

- Физики, занимающиеся возникновением мира и его устройством, могут верить в Бога?

- Вполне. Но в основном это атеисты, верящие в то, что Бог дал толчок, возможно, создал Вселенную. А дальше все объясняют законы естественных наук. Но среди физиков много атеистов. Я считаю себя православным атеистом. Православным – потому что вырос в Восточной Беларуси, мама в церковь не ходила, но, как я видел, верила. А атеист, поскольку занятия наукой, особенно такой, как наша, – физикой фундамента материи – дают много фактов, которые минимизируют гипотезу Бога. Для объяснения материального мира Бог вроде бы не нужен. Хотя противоречия у физики и веры нет. Эйнштейн, как известно, был верующим человеком. Вполне допустимо, физики могут верить в божественное происхождение. К этому подталкивает разнообразие нашей жизни, биосфера, растительный и животный мир. Да, к примеру, на цветы смотришь и думаешь – неужели это могло само произойти?
ДОСЬЕ «КП»

ЦЕРН (CERN) – Европейская организация по ядерным исследованиям. Это самая крупная в мире лаборатория физики высоких энергий. CERN находится на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы. Организацию создали в середине 50-х. В CERN постоянно работают около 2500 человек, еще около 8000 физиков и инженеров из 580 университетов и институтов из 85 стран участвуют в международных экспериментах CERN и работают там временно.

Основной проект CERN сейчас – Большой адронный коллайдер. Это супермашина в виде гигантского кольца протяженностью 27 километров и стоимостью 10 миллиардов долларов, которую построили в основном ради поисков бозона Хиггса.

На коллайдер «одеты» четыре детектора, расположенные в четырех подземных шахтах. Белорусы работают на двух установках – на ATLAS – на швейцарской территории, и на CMS – на французской. Диаметр первого аппарата 22 метра (махина с семиэтажный дом. – Ред.), CMS чуть меньше – 15 метров. А поиск бозона Хиггса – это намного сложнее, чем поиск иголки в стоге сена. Это все равно что найти одно явление из 10 000 000 000 000.

Фото Дмитрия БРУШКО, из архива Николая Шумейко, с сайтов 3dnews.ru и dailymail.co.uk.

Category: Разное