В то время как мир замер в ожидании первого запуска самого мощного ускорителя частиц, инженеры CERN методично, шаг за шагом, проверяли его готовность. И вот, в середине августа 2008 года, они сообщили о важной вехе: успешном тестировании одного из сегментов Большого адронного коллайдера.

Первый пучок протонов в трёхкилометровом октанте

Официальный представитель CERN Джеймс Джиллис подтвердил, что в выходные дни через один из восьми секторов коллайдера — так называемый октант — был пропущен пробный пучок протонов. Длина этого сегмента составляет около трёх километров, а частицы двигались на скорости, близкой к скорости света. «Всё прошло хорошо, мы очень довольны», — заявил Джиллис.

Испытания не ограничились простым прогоном. Главной задачей была проверка синхронизации между самим LHC и протонным суперсинхротроном (SPS) — предварительным ускорителем, который служит для разгона частиц перед их инжекцией в главное кольцо. Без чёткого взаимодействия этих двух машин весь проект оказался бы под угрозой.

Подготовка к историческому дню

Эти тесты стали частью финальной подготовки к первому запуску коллайдера, назначенному на 10 сентября. В тот день пучок протонов должен впервые пройти по всему 27-километровому кольцу. Но перед этим предстоял ещё один важный этап: на 22 августа был запланирован аналогичный тест, но с движением пучка в противоположном направлении — против часовой стрелки. Таким образом, инженеры хотели убедиться, что система одинаково надёжно работает в обе стороны.

Большой адронный коллайдер создавался под руководством CERN начиная с 2001 года. Для него использовали уже существующий подземный тоннель на глубине около 100 метров, проложенный на границе Швейцарии и Франции. Раньше там работал другой ускоритель — электрон-позитронный коллайдер LEP, который к тому моменту завершил свою программу.

В поисках бозона Хиггса и других тайн

LHC проектировался не просто как рекордный инструмент. Его главной научной целью был поиск бозона Хиггса — частицы, предсказанной британским физиком Питером Хиггсом ещё в 1960-х годах. Согласно Стандартной модели, именно это поле и связанная с ним частица отвечают за наличие массы у других элементарных частиц. Обнаружение бозона Хиггса стало бы триумфом современной физики.

Помимо этого, коллайдер должен был обслуживать несколько крупных экспериментальных установок, каждая из которых нацелена на свои вопросы: от природы тёмной материи до свойств кварк-глюонной плазмы.

Страхи перед чёрными дырами и доводы учёных

Запуск коллайдера сопровождался не только научным энтузиазмом, но и волной тревожных прогнозов. Немало людей опасались, что столкновения протонов на таких энергиях породят микроскопические чёрные дыры, которые начнут поглощать материю и в итоге уничтожат Землю. Эти страхи активно муссировались в прессе и даже стали предметом судебных исков.

Однако учёные, работающие на LHC, подготовили специальный отчёт о безопасности, где детально разобрали все возможные риски. Они указывали, что столкновения частиц с энергиями, сопоставимыми с теми, что будут достигнуты в коллайдере, происходят в природе постоянно. Космические лучи — частицы, приходящие из далёкого космоса, — обладают энергиями, значительно превосходящими возможности LHC. Они бомбардируют атмосферу Земли и другие небесные тела на протяжении миллиардов лет, но ни к каким катастрофам это не привело.

Что касается гипотетических чёрных дыр, то, согласно теоретическим расчётам, даже если бы они и возникли, их время жизни было бы столь ничтожным, что они просто не успели бы начать поглощать вещество. Они испарились бы практически мгновенно благодаря излучению Хокинга.

Таким образом, августовские тесты стали не только технической проверкой, но и очередным подтверждением того, что многолетний труд тысяч физиков и инженеров близок к кульминации. До первого запуска, который откроет новую главу в понимании устройства Вселенной, оставались считанные недели.