Ученые заканчивают приготовления к самым масштабным экспериментам в истории человечества. С его помощью они надеются обнаружить новые элементарные частицы, подтвердить существование миниатюрных черных дыр, а также найти ответы на множество фундаментальных вопросов современной науки — например, откуда берется масса, какова размерность пространства, в котором мы обитаем, что представляет собой темная материя, и так далее, и так далее.

С помощью крана соленоид опускается в шахту LHC

«Наполеоновские» планы связаны с Модульным мюонным соленоидом (Compact Muon Solenoid, CMS) — гигантским детектором частиц, в создании которого приняли участие тысячи инженеров и ученых из 37 стран мира. Этой армии специалистов понадобилось целых 15 лет на то, чтобы спроектировать и построить самый чувствительный и сложный детектор из всех, когда-либо созданных человечеством. В настоящий момент идет финальный монтаж установки. Ее узлы опускаются в стометровую шахту с помощью специально приспособленного подъемного судостроительного подъемного крана (вес некоторых компонентов устройства достигает 2 тыс. тонн). CMS станет главным исследовательским инструментом Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, LHC) — гигантского ускорителя частиц, построенного в замкнутом подземном туннеле диаметром в 27 км на границе Франции и Швейцарии. С помощью мощнейших электромагнитов он будет разгонять частицы до скоростей, близких к световым, после чего их пучки будут сталкиваться в центре детектора.

Поясняет английский профессор Тейиндор Вирдее, руководитель международной команды ученых, работающих с CMS: «Энергия частиц, сталкивающихся внутри детектора, будет настолько велика, что в результате удастся создать условия, соответствующие положению вещей спустя какие-то мгновения после Большого Взрыва. Из-за чрезвычайно высоких энергий в точке пересечения пучков будут в изобилии рождаться экзотические частицы, широко представленные в очень ранней Вселенной. Различные слои детектора будут определять свойства этих частиц, отслеживать направление их полета, измерять их энергию. Мощный электромагнит, составляющий важную часть устройства, будет искривлять траектории рассеивания заряженных объектов, что поможет нам лучше идентифицировать различные типы частиц, образовавшихся в результате столкновений».

Профессор Вирдэ и его коллеги надеются, в частности, обнаружить с помощью CMS легендарный бозон Хиггса. Существование этой частицы было теоретические предсказано шотландским астрономом Питером Хиггсом еще в 1964 г. Предполагается, что именно бозон Хиггса отвечает за такое фундаментальное свойство материи, как масса. Согласно главенствующей научной модели, благодаря этой субатомной частице другие частицы (например, электроны и протоны) обладают массой, в то время как фотоны, не имеющие в своем составе бозона Хиггса, оказались лишены данного свойства. «Если мы получим доказательства того, что бозон Хиггса действительно существует, это будет настоящим прорывом. Подобное открытие позволит нам значительно продвинуться в понимании фундаментальных физических процессов, а также того, что произошло в момент зарождения нашей Вселенной».

Европейский центр ядерных исследований (CERN) планирует запустить Большой адронный коллайдер к концу 2007 г. Сразу после этого начнут поступать первые данные, полученные с помощью детектора CMS. Как утверждает профессор Вирдее, информация, полученная с помощью ускорителя и детектора, поможет ученым приблизиться к выработке единой физической теории, способной объяснить феномены, наблюдаемые в нашей Вселенной.

По сообщению ScienceDaily