В марте 2007 года в Европейском центре ядерных исследований CERN, расположенном на границе Франции и Швейцарии, произошло событие, которое без преувеличения можно назвать инженерным подвигом. В гигантскую подземную пещеру на стометровой глубине был опущен магнит весом 1920 тонн — это примерно как пять самых больших пассажирских авиалайнеров, поставленных на весы разом. Операция потребовала специального крана и сложной гидравлической системы, но результат того стоил: этот магнит стал сердцем будущего Большого адронного коллайдера, самого мощного ускорителя частиц в истории.

Сам по себе магнит — лишь часть грандиозной установки. Основной элемент коллайдера — 27-километровый кольцевой туннель, где частицы будут разгоняться в противоположных направлениях почти до скорости света, а затем сталкиваться лоб в лоб. Запуск ускорителя намечался на конец 2007 года, а выход на полную мощность — к середине 2008-го. Учёные рассчитывали, опираясь на разгонные механизмы от предыдущей версии коллайдера, достичь ошеломляющей частоты — около 600 миллионов столкновений в секунду.

Зачем воссоздавать рождение Вселенной?

Каждое из этих столкновений, по замыслу исследователей, должно было на кратчайший миг воспроизвести условия, царившие в первые наносекунды после Большого взрыва — того самого события, которое, как считается, около 15 миллиардов лет назад положило начало нашей Вселенной. «Этот проект позволит нам узнать такое, о чём мы даже не могли и мечтать», — заявил тогда Йос Энгелен, научный руководитель CERN, объединяющего учёных из 26 стран.

Амбиции и впрямь захватывали дух. Часть физиков надеялась, что эксперимент поможет обнаружить существование дополнительных измерений за пределами привычных нам четырёх: длины, ширины, высоты и времени. Другие осторожно говорили о шансе заглянуть в реалии, которые прежде были уделом фантастики: множественные вселенные, параллельные миры и даже крошечные чёрные дыры, возникающие в космическом пространстве.

Тени невидимого мира

Любопытно, что охота на тёмную материю — одну из главных загадок современной физики — ведётся не только в гигантских коллайдерах. Мы уже рассказывали, как заброшенный ствол шахты в Седруне, оставшийся от несостоявшейся самой глубокой станции мира, показал рекордно низкий уровень помех и теперь рассматривается как идеальное место для километрового атомного интерферометра — ловушки для частиц тёмной материи. Подробнее об этом проекте можно прочитать в материале «Шахта-призрак в Альпах станет ловушкой для тёмной материи».

А параллельно с подготовкой коллайдера астрофизики моделировали ещё более дерзкую гипотезу: первые звёзды во Вселенной могли вспыхнуть не из водорода, а из самой тёмной материи. Согласно этим расчётам, гигантские разреженные сферы размером до 200 тысяч солнц светились за счёт аннигиляции частиц — и, возможно, до сих пор прячутся где-то в межгалактической пустоте. Эта захватывающая идея разбирается в статье «Первые звёзды родились из тёмной материи».

Что стоит за цифрами

Масштаб начинания CERN поражал воображение, но за сухими тоннами и километрами стоял вполне конкретный 15-летний план. Учёные не просто строили машину ради рекорда — они надеялись приоткрыть фундаментальные тайны материи. Как устроено вещество на самом глубинном уровне? Почему Вселенная состоит из того, из чего состоит? Есть ли иные слои реальности, которые мы пока не в силах зафиксировать? Вопросы, ещё недавно казавшиеся чисто философскими, вдруг обрели экспериментальную перспективу.

Конечно, не все в научном сообществе разделяли энтузиазм без оговорок. Скептики напоминали, что между «воссозданием условий Большого взрыва» и реальным пониманием тех процессов — дистанция огромного размера. Но даже они признавали: если коллайдер заработает как задумано, физика в любом случае не останется прежней. Либо подтвердятся смелые теории, либо придётся искать новые объяснения — и то и другое означает движение вперёд.