Техника - молодёжи 1990-06, страница 33

робных картах современные селенографы. Но кратера не голого, не безлюдного, а обжитого, покрытого травой и лежащего в пленительном окружении русского леса. Наша «Волга» бежит у его подножия, словно муравей у велосипедной шины. У самой бровки кратера и соседствуя с нею, разместились корпуса из бетона и стали. Эти внушительные, даже уникальные здания служат коробками для отдельных узлов ускорителя или его служб.

Легкий наряд архитектуры прикрывает сооружения поистине крепостные. Мы найдем в них стены, перекрытия, ворота такой богатырской мощи, что пред ними склонили бы головы и самые надменные строители рыцарских замков. Узнается фортификационный облик дворцов его величества атома, сформированный требованиями радиационной безопасности. Крепостную природу имеет и кольцевой курган, напоминающий лунный кратер: он возведен для. защиты от смертоносных излучений».

А ведь У-70 оставался крупнейшим в мире лишь до серелины 70-х годов.

Следующими рывками в гонке стали Станфордский линейный ускоритель (SLC — Stanford linear collider) длиной 3,2 км в Калифорнии, а затем кольцо длиной в 6 км для суперпротонного синхротрона SPS в ЦЕРНе, где каждый из двух встречных пучков разгоняется до 270 ГэВ, так что суммарная энергия столкновения составляет 540 ГэВ.

На сегодня мощнейшим в мире является кольцевой коллайдер «Теватрон» в Национальной лаборатории имени Ферми близ Чикаго, который сталкивает протоны и антипротоны с суммарной энергией 2Х1000 ГэВ. Но жить этому рекорду остается считанные годы: рядом с Серпуховским У-70 сооружается ускорительно-накопительный комплекс УНК с длиной кольца 21,8 км. Он будет разгонять протоны до энергии 3000 ГэВ в пучке, а в перспективе к нему добавится встречный пучок антипротонов с той же энергией.

Однако и американские физики уже замыслили реванш: суперколлайдер со сверхпроводящими магнитами, который намечено построить в техасской пустыне, в новом научном центре имени Р. Рейгана. Его кольцо согласно проекту будет иметь длину около 80 км, а развиваемая мощность достигнет 40 ТэВ (1 тераэлектронвольт — 10'² эВ). Новая «игрушка» должна будет стоить уже 5 млрд. долларов, а не франков. Однако и это не предел. Обсуждаются планы создания установки с мощностью порядка 100 ТэВ и длиной кольца от 250 до 1000 км! Стоимость ее, пожалуй, приблизится уже к «тера-доллару»...

И тем острее встает вопрос: зачем нужны такие громады?

Вообще-то ответ на него давно дан в шутливой форме: для удовлетворения личного любопытства физиков за общественный счет. Но поскольку любопыт

ство это отнюдь не праздное, то можно ответить и вполне серьезно, даже торжественно: чтобы познать глубочайшие тайны мироздания. Потому что здесь речь идет не просто об открытии очередного закона природы, но о поиске общей основы, на которой стоят все ее законы,— о выявлении последних, «неделимых первоэлементов» физической реальности и создании единой теории всех четырех фундаментальных взаимодействий, или «Теории Всего», как ее иногда попросту называют.

Достижение этого результата, который стал бы величайшим триумфом физики за всю ее историю, немыслимо без наращивания мощности ускорителей частиц. Ведь для прямого экспериментального исследования законов микромира главным методом остается силовой — сталкивать частицы между собой, а потом судить об их свойствах по продуктам столкновений. Во всяком случае, ничего другого физики пока не придумали. А закономерность тут предельно проста: чем «элементарнее» структурные единицы материи, тем прочнее они соединены между собой, то есть тем больше энергия их взаимодействия. Иными словами, чем глубже проникаешь в «фундамент Вселенной», тем он тверже и тем большие энергии требуются, чтобы его «разбить». Это и порождает прогрессирующий гигантизм ускорителей частиц.

Какое же место занимает в гонке

трех кварков. Значит, и встреча протона с антипротоном есть, по сути дела, столкновение трех кварков с тремя антикварками. И если оно происходит при огромных энергиях, образуется такая «каша» из обломков, что даже суперЭВМ не в состоянии разобраться в ней и извлечь нужную информацию. Сделать это будет гораздо проще, если сталкивать электрон и позитрон, которые и по нынешним представлениям вполне элементарны.

Вот почему параллельно протонным идет гонка электронных гигантов. А у них неизбежен новый скачок в размерах. Ведь электрон в 1846 раз легче протона и потому при той же скорости приобретает гораздо меньшую энергию. Значит, приходится наращивать разгоняющие мощности. Но главное даже не в этом: у быстрого электрона очень велики потери энергии «на крутых поворотах» (за счет синхротрон-ного излучения), так что радиус кольца ускорителя требуется резко увеличивать, иначе почти вся мощность раз-

Кольцевой тоннель электронно-позитрон-ного ускорителя LEP в ЦЕРНе сравним по длине с кольцевой линией Московского метро. Не удивительно, что для передвижения в нем сооружена монорельсовая дорога. В тоннеле оставлено достаточно свободного пространства, чтобы позже разместить там «параллельный» протонный ускоритель со сверхпроводящими магнитами.

гигантов LEP, с рассказа о котором началась эта статья? Зачем понадобилось новое 27-километровое кольцо, в котором встречные пучки — электронов и позитронов — можно разогнать лишь до 70 (пусть в перспективе — до 100) ГэВ каждый? Как уже говорилось, в том же ЦЕРНе есть протонный ускоритель с энергией в 4 раза большей, тогда как его кольцо примерно во столько же раз короче. Оказывается, важна не только энергия столкновений, но и тип самих частиц. Протон, как теперь окончательно выяснилось, не элементарен — он состоит из

гоняющего поля будет теряться впустую.

Поэтому, кстати, вступив в соревнование с учеными ЦЕРНа по созданию большого электрон-позитронного кол-лайдера, американские физики отказались от строительства громоздкой и дорогой кольцевой установки, а решили модифицировать свой самый большой в мире Станфордский линейный ускоритель, добавив к нему в конце два дуговых тоннеля, подобных гигантским клещам, в месте смыкания которых пучки электронов и позитронов сталкиваются с энергией по 50 ГэВ

31