Содержание:
- 1 Божественная частица
- 2 Сталкиватель атомов
- 3 LHC откроет темную материю
- 4 Ученые намерены воспроизвести Большой взрыв Или: LHC воссоздаст свойства Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва. Непосвященному читателю может показаться, что физики таким способом попытаются создать как бы новую вселенную. Это конечно же не так. Речь идет лишь о том, что при столкновении лоб в лоб тяжелых ядер на LHC на очень короткое время образуется «комок» адронного вещества с очень высокой температурой и давлением. Похожие температуры и давления действительно имели место в ранней Вселенной, однако на этом сходство заканчивается. В ранней Вселенной расширялось пространство вместе с веществом, в то время как «горячий комок», возникший в ядерном столкновении, просто расширяется и остывает в обычном пространстве. Кроме того, состав и течения этой горячей ядерной материи в ранней Вселенной и в столкновении сильно различаются. Поэтому говорить о воссоздании ранней Вселенной можно только с оговорками. Ну и, конечно, сам Большой взрыв такие опыты ни в коей мере не могут смоделировать. Физиков такие столкновения интересуют, разумеется, не для того, чтобы просто «копировать природу», а для того, чтобы узнать, как плавится ядерное вещество. Лучшее понимание теории сильных взаимодействий, которое должно возникнуть по результатам этих экспериментов, окажется полезным как для ядерной физики, так и для космологии и астрофизики нейтронных звезд. LHC откроет окно в параллельные вселенные Или: создаст машину времени, проверит квантовую гравитацию и т. д. Теоретики в последние годы активно изучают гипотезу о том, что гравитация — влияние которой на элементарные частицы при обычных энергиях очень слабо — становится неожиданно сильной при энергиях столкновений, доступных на LHC. Эту гипотезу обычно называют «гравитация на Тэвном масштабе». На ее основе уже построено много конкретных теорий, но общее мнение специалистов таково: такие теории, конечно, пока имеют право на существование, раз они пока не запрещены экспериментальными данными, но очень уж они экзотические, и мало кто всерьез верит в то, что они реализуются в природе. Если же все-таки одна из этих моделей окажется верна, то на LHC можно будет наблюдать совершенно новый класс событий и объектов, связанных с гравитацией, — высокоэнергетические гравитоны (возможно, уходящие из нашего мира в дополнительные измерения), гравитонные резонансы (связанные состояния гравитонов) и микроскопические черные дыры. Кроме этого, в определенных разновидностях этих теорий есть и совсем экзотические возможности — например, теоретически возможны такие микроскопические пространственно-временные конфигурации, в которых время может течь назад. Важно понимать, что ни к каким макроскопическим явлениях это не приведет, поэтому воспользоваться этим «окном в другие миры» не удастся. Дело тут не столько в размерах, сколько в том, что все эти объекты крайне нестабильны и быстро распадаются на обычные частицы. При этом выделяется ровно та же энергия, которая пошла на их создание, поэтому с энергетической точки зрения нет никакой разницы между процессами pp → частицы и pp → черная мини-дыра → частицы. LHC может разрушить Землю или даже всю Вселенную
LHC уже давно привлекает повышенное внимание СМИ. Подавляющее большинство изданий не пишут полностью оригинальный текст, а заимствуют многие выражения из чужих, более ранних материалов. В результате появляются журналистские штампы — избитые выражения, кочующие из одной новости про LHC в другую. В одних случаях это ошибочные утверждения, которые журналисты с удовольствием приводят в силу их «яркости». В других случаях это просто метафоры, но, будучи многократно повторенными без должного объяснения, они становятся просто бессмысленными присказками.
Здесь собраны и объяснены некоторые из таких расхожих выражений.
Божественная частица
«Божественной частицей» (God particle) журналисты любят называть хиггсовский бозон, поиск которого — одна из главных задач LHC. Под «божественностью» обычно подразумевают свойство хиггсовского поля наделять другие частицы массами через хиггсовский механизм. Иногда встречается другой, столь же малоосмысленный эпитет — «Святой Грааль», — который намекает на то, что поиск хиггсовского бозона является центральной задачей LHC.
Сталкиватель атомов
Это словосочетание (atom smasher) очень популярно среди англоязычных изданий. В нём есть важная ошибка — в коллайдере LHC сталкиваются не атомы, а протоны или атомные ядра. Это может показаться излишней придиркой, но не стоит забывать, что атомные явления (то есть взаимодействие цельных атомов) происходит при энергиях в триллионы раз меньше, чем энергия протонов на LHC. Атомные явления и то, что изучается на LHC, — это совершенно разные миры.
К сожалению, другие подобные словосочетания (атомная бомба, энергия атома), будучи столь же неправильными, уже настолько вошли в нашу жизнь, что искоренить их невозможно. Впрочем, эти словосочетания родились полвека назад, когда ядерные явления были для людей чем-то новым. Сейчас же повторять эти ошибки уже недопустимо.
LHC откроет темную материю
Астрономические наблюдения показывают, что подавляющее большинство вещества во Вселенной находится в виде некой темной материи. Из чего именно она состоит, пока не известно, но астрофизики склоняются к мысли, что главный ее компонент — это некие стабильные тяжелые частицы, очень слабо взаимодействующие с обычным веществом. Существует очень много теоретических конструкций, в которых такие частицы появляются. Среди них особенно популярные суперсимметричные теории, в которых часто возникают тяжелые стабильные нейтральные частицы под названием нейтралино.
То, что сможет сделать LHC (если конечно эти теории отражают реальность), — это открыть нейтралино в эксперименте. Однако это еще вовсе не будет доказательством того, что именно нейтралино образуют темную материю. Может случиться, например, так, что вклад нейтралино в «общую копилку» темной материи невелик, а главный вклад дают какие-то еще более тяжелые и неведомые пока частицы.
Для определения того, из чего же состоит темная материя, потребуется прямая регистрация составляющих ее частиц, как это делается, например, в эксперименте DAMA. Поэтому LHC, возможно, сможет уточнить наши знания о темной материи, но не откроет ее.
Ученые намерены воспроизвести Большой взрыв
Или: LHC воссоздаст свойства Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва.
Непосвященному читателю может показаться, что физики таким способом попытаются создать как бы новую вселенную. Это конечно же не так. Речь идет лишь о том, что при столкновении лоб в лоб тяжелых ядер на LHC на очень короткое время образуется «комок» адронного вещества с очень высокой температурой и давлением. Похожие температуры и давления действительно имели место в ранней Вселенной, однако на этом сходство заканчивается. В ранней Вселенной расширялось пространство вместе с веществом, в то время как «горячий комок», возникший в ядерном столкновении, просто расширяется и остывает в обычном пространстве. Кроме того, состав и течения этой горячей ядерной материи в ранней Вселенной и в столкновении сильно различаются. Поэтому говорить о воссоздании ранней Вселенной можно только с оговорками. Ну и, конечно, сам Большой взрыв такие опыты ни в коей мере не могут смоделировать.
Физиков такие столкновения интересуют, разумеется, не для того, чтобы просто «копировать природу», а для того, чтобы узнать, как плавится ядерное вещество. Лучшее понимание теории сильных взаимодействий, которое должно возникнуть по результатам этих экспериментов, окажется полезным как для ядерной физики, так и для космологии и астрофизики нейтронных звезд.
LHC откроет окно в параллельные вселенные
Или: создаст машину времени, проверит квантовую гравитацию и т. д.
Теоретики в последние годы активно изучают гипотезу о том, что гравитация — влияние которой на элементарные частицы при обычных энергиях очень слабо — становится неожиданно сильной при энергиях столкновений, доступных на LHC. Эту гипотезу обычно называют «гравитация на Тэвном масштабе». На ее основе уже построено много конкретных теорий, но общее мнение специалистов таково: такие теории, конечно, пока имеют право на существование, раз они пока не запрещены экспериментальными данными, но очень уж они экзотические, и мало кто всерьез верит в то, что они реализуются в природе.
Если же все-таки одна из этих моделей окажется верна, то на LHC можно будет наблюдать совершенно новый класс событий и объектов, связанных с гравитацией, — высокоэнергетические гравитоны (возможно, уходящие из нашего мира в дополнительные измерения), гравитонные резонансы (связанные состояния гравитонов) и микроскопические черные дыры. Кроме этого, в определенных разновидностях этих теорий есть и совсем экзотические возможности — например, теоретически возможны такие микроскопические пространственно-временные конфигурации, в которых время может течь назад.
Важно понимать, что ни к каким макроскопическим явлениях это не приведет, поэтому воспользоваться этим «окном в другие миры» не удастся. Дело тут не столько в размерах, сколько в том, что все эти объекты крайне нестабильны и быстро распадаются на обычные частицы. При этом выделяется ровно та же энергия, которая пошла на их создание, поэтому с энергетической точки зрения нет никакой разницы между процессами pp → частицы и pp → черная мини-дыра → частицы.
LHC может разрушить Землю или даже всю Вселенную
Существуют физические теории, в которых предполагается, что наша Вселенная — в том виде, в каком мы ее знаем, — нестабильна и может превратиться в другую, более стабильную Вселенную с иными свойствами. Этот переход будет сопровождаться выделением огромной энергии и разрушением вещества в том виде, как мы его знаем. Существуют опасения, что столкновения на LHC могут породить «зародыш» этой более стабильной Вселенной, который начнет разрастаться со скоростью света и разрушит нашу Вселенную. В другом «катастрофическом сценарии» предполагается, что могут существовать некие экзотические частицы или иные объекты, которые начнут поглощать обычное вещество и разрушат Землю.
Эти опасения совершенно беспочвенны потому, что в природе уже давно есть ускорители мощнее, чем LHC. Если бы такой «распад Вселенной» или разрушение Земли могли произойти на LHC, то они бы давным-давно уже произошли по вине частиц космических лучей гораздо большей энергии. Эти частицы непрерывно бомбардируют Землю и другие небесные тела, и длилось это практически всегда, миллиарды лет. Поскольку Вселенная дожила до наших дней и не распалась (Земля дожила и не разрушилась), этого не произойдет и в экспериментах на LHC.
(Подробнее про безопасность экспериментов на LHC)
Или: создаст машину времени, проверит квантовую гравитацию и т. д.
Теоретики в последние годы активно изучают гипотезу о том, что гравитация — влияние которой на элементарные частицы при обычных энергиях очень слабо — становится неожиданно сильной при энергиях столкновений, доступных на LHC. Эту гипотезу обычно называют «гравитация на Тэвном масштабе». На ее основе уже построено много конкретных теорий, но общее мнение специалистов таково: такие теории, конечно, пока имеют право на существование, раз они пока не запрещены экспериментальными данными, но очень уж они экзотические, и мало кто всерьез верит в то, что они реализуются в природе.
Если же все-таки одна из этих моделей окажется верна, то на LHC можно будет наблюдать совершенно новый класс событий и объектов, связанных с гравитацией, — высокоэнергетические гравитоны (возможно, уходящие из нашего мира в дополнительные измерения), гравитонные резонансы (связанные состояния гравитонов) и микроскопические черные дыры. Кроме этого, в определенных разновидностях этих теорий есть и совсем экзотические возможности — например, теоретически возможны такие микроскопические пространственно-временные конфигурации, в которых время может течь назад.
Важно понимать, что ни к каким макроскопическим явлениях это не приведет, поэтому воспользоваться этим «окном в другие миры» не удастся. Дело тут не столько в размерах, сколько в том, что все эти объекты крайне нестабильны и быстро распадаются на обычные частицы. При этом выделяется ровно та же энергия, которая пошла на их создание, поэтому с энергетической точки зрения нет никакой разницы между процессами pp → частицы и pp → черная мини-дыра → частицы.
LHC может разрушить Землю или даже всю Вселенную
Существуют физические теории, в которых предполагается, что наша Вселенная — в том виде, в каком мы ее знаем, — нестабильна и может превратиться в другую, более стабильную Вселенную с иными свойствами. Этот переход будет сопровождаться выделением огромной энергии и разрушением вещества в том виде, как мы его знаем. Существуют опасения, что столкновения на LHC могут породить «зародыш» этой более стабильной Вселенной, который начнет разрастаться со скоростью света и разрушит нашу Вселенную. В другом «катастрофическом сценарии» предполагается, что могут существовать некие экзотические частицы или иные объекты, которые начнут поглощать обычное вещество и разрушат Землю.
Эти опасения совершенно беспочвенны потому, что в природе уже давно есть ускорители мощнее, чем LHC. Если бы такой «распад Вселенной» или разрушение Земли могли произойти на LHC, то они бы давным-давно уже произошли по вине частиц космических лучей гораздо большей энергии. Эти частицы непрерывно бомбардируют Землю и другие небесные тела, и длилось это практически всегда, миллиарды лет. Поскольку Вселенная дожила до наших дней и не распалась (Земля дожила и не разрушилась), этого не произойдет и в экспериментах на LHC.
(Подробнее про безопасность экспериментов на LHC)
