CERN - самый большой в мире центр,
занимающийся исследованиями в области физики
частиц, - блестящий образец международного
сотрудничества. CERN занимается чистой наукой, в
его задачи входит изучение следующих
фундаментальных вопросов:
Что такое вещество?
Откуда оно появилось?
Как соединяются частички вещества, превращаясь в
сложные объекты, такие как звезды, планеты и …
человек?
С помощью пучков частиц ученые
проникают в самое сердце материи; исследуя
столкновения частиц, пытаются ответить на
поставленные вопросы.
Более половины (около 7000) ученых всего
мира, занимающихся физикой частиц, работают на
оборудовании CERN. Они представляют 500
университетов и 80 национальностей.
В ближайшие десятилетия CERN станет
главным центром изучения фундаментальных
свойств материи, поскольку в 2007 г. будет запущен
Большой адронный коллайдер (БАК) - крупнейшая в
мире установка для ускорения, накопления и
столкновения пучков частиц сверхвысоких
энергий.
Ускорительный комплекс
разрабатывался и совершенствовался на
протяжении полувека. Ведущий ускоритель CERN -
большой ускоритель со встречными электронными и
позитронными пучками (ЛЭП) демонтирован, и в его
туннеле, который имеет в окружности 27 км и
находится глубоко под землей, установят БАК (LHC –
Large Hadron Collider).
Большой Адронный Коллайдер
Большой адронный коллайдер –
ускоритель частиц, благодаря которому физики
смогут проникнуть так глубоко внутрь материи,
как никогда ранее. Работы на коллайдере
предполагается начать в 2007 году. Их суть
заключается в изучении столкновения двух пучков
протонов с суммарной энергией 14ТэВ на один
протон. Эта энергия в миллионы раз больше, чем
энергия, выделяемая в единичном акте
термоядерного синтеза. Кроме того, будут
проводиться эксперименты с ядрами свинца,
сталкивающимися при энергии 1150 ТэВ.
Обладая самой высокой энергией из всех
ускорителей в мире, БАК также будет иметь самые
интенсивные пучки. Столкновения в ускорителе БАК
будут порождать тысячи частиц, и их отслеживание
– гигантская задача. Ключ к успеху проекта БАК –
понимание того, что происходит во время
столкновений. Для этой цели в CERN будут построены 4
огромных детектора – ATLAS, CMS, ALICE и LHCb.
Высотой с многоэтажный дом каждый они
будут буквально напичканы электроникой. В центре
каждого детектора и будут происходить
столкновения протонов с частотой около 800 млн.
раз в секунду. Столкновения будут происходить
так часто, что одни частицы после столкновений
еще будут проходить через детектор, а в это время
уже произойдут следующие столкновения. Каждое
столкновение даст около 10 миллионов единиц
информации. Каждый детектор БАК предоставит в 20
раз больше информации, нежели самый большой
детектор, имеющийся на сегодня в CERN.
В целом эти детекторы будут давать
такое количество информации, какое на
сегодняшний день сопоставимо с суммарной
информацией, циркулирующей во всей европейской
телекоммуникационной системе.
Чтобы обработать всю информацию
требуются передовое математическое обеспечение
и электроника. Будут созданы распределенные по
всему миру региональные компьютерные центры, в
том числе и в России, связанные с центральным
вычислительным центром CERN высокоскоростной
компьютерной сетью. Для проведения таких
глобальных распределенных вычислений
разрабатывается новейшая технология, получившая
название GRID.
Тысячи физиков и инженеров со всего
света вовлечены в сооружение детекторов БАК, и
промышленность здесь играет существенную роль.
Хотя детекторы строятся для решения вопросов
фундаментальной науки, новые технологии, которые
требуются для реализации этого строительства,
уже способствуют возникновению идей, которые
обещают огромные результаты в будущем.
Рис. 1. Большой Адронный коллайдер.
Ускорительное кольцо ЛЭП/БАК на фотографии
(слева, верхняя) обозначено большим белым
кольцом. Женевский аэропорт, находящийся в 4 км,
виден на переднем плане фотографии, он дает
представление о размерах ускорителей CERN.
Рис. 2. Расположение четырех детекторов: CMS, LHCb, ATLAS
и ALICE (по часовой стрелке, начиная с левого
нижнего рисунка).
