Техника - молодёжи 2004-07, страница 33

тавлять под землю и только там собирать конструкцию целиком. Конечным этапом сборки была установка магнитного сердечника и его питания. MINOS первым проводит эксперимент подземлей с нейтрино, который позволит ученым разделить нейтрино и антинейтрино и исследовать различия в их поведении».

Сейчас новый детектор регистрирует приходящие из космоса лучи. На основе данных о поведении нейтрино исследователи хотят определить, насколько симметричны материя и антиматерия. В начале 2005 г., когда будет закончена сборка лучевой установки в Ферми-лаб, начнется следующая стадия эксперимента. При помощи «дальнего» детектора физики будут «ловить» нейтрино из Батавии, преодолевшие 730-км земную толщу без какого-либо туннеля.

Физики собираются использовать новый детектор для изучения феномена массы нейтрино и процесса перехода мюон-нейтрино V|i в электрон-нейтрино Ve в лабораторных условиях. Более триллиона нейтрино, созданных человеком, ежегодно будут проходить через детектор MINOS в Соудане. Из-за того, что нейтрино редко реагирует со своим окру-

не было бы звезд, планет или людей в том виде, как нам привычно их видеть, поскольку все летало бы в пространстве со скоростью света.

Возможность увидеть Н-бозон способна потрясти сами основы современной физики, заставляя предположить, что существуют и другие виды неизвестных частиц, другие силы, которые не поддаются известным науке законам. Многие исследователи верят, что мы стоим на пороге возникновения «новой» физики, а частице Хиггса отводят в ней роль путеводящей звезды.

До сих пор обнаружение Н-бозона было проблематично.В отличие от многих открытыхэле-ментарных частиц, бозон, как правило, не являет себя в виде конкретной частицы. Вместо этого он обычно принимает форму эфемерного поля — невидимого пара, который заполняет собою все пространство. Поле Хиггса находится сейчас прямо перед вами, между вами и этой страницей, в частности, точно так же, как оно заполняет собой самые отдаленные и недостижимые для нас уголки Вселенной.

Поле Хиггса способно притягивать одни частицы больше, чем другие. Чем больше частица подвержена влиянию этого поля, тем больший вес она имеет, т.е. обладает большей массой.

ПОКА БОЛЬШОЙ АДРОННЫЙ КОЛЛАЙДЕР МОЛЧИТ

Устройство, помещенное в землю посреди долин Иллинойса (США), призвано разделять материю на ее мельчайшие основополагающие части. Ускоритель частиц Фермилаб располагает тысячей гигантских сверхпроводящих магнитов, в его создании и обслуживании задействованы 700 ученых и инженеров, работа ведется 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, оно поглощает электроэнергии более чем на 10 млн долл. ежегодно.

У этого ускорителя существует близнец в Европе, скрытый подземлей в районе Альп недалеко от Женевы. Но пока он молчит. Разработчики обоих устройств разделяют общую и, как кажется, почти недостижимую, цель: они полны решимости отыскать неуловимую толику энергии. Объект их поисков невообразимо мал и настолько малоизучен, что почти никто, помимо самих физиков, о нем никогда не слышал. Несмотря на это, ставки высоки: группа, чьи поиски первыми увенчаются успехом, получит Нобелевскую премию.

Менее часа езды на запад отделяют Чикаго от научного городка лаборатории им. Ферми.

жением, только 1500 из них будут поглощены атомными ядрами внутри детектора. Все другие смогут пройти через детектор, не отклоняясь от своей траектории. Ученые надеются, что эксперимент с детектором MINOS позволит получить более детальную картину поведения нейтрино в условиях так называемой «атмосферной» осцилляции. Более 200 ученых из Бразилии, Греции, Франции, России, Великобритании и США принимают участие в проекте.

За исследованиями физиков могут наблюдать и посетители научного центра с верхней «публичной» галереи детектора. Специально для любознательных в парке штата Миннесота, под которым находится лаборатория, предлагаются экскурсии по подземным шахтам. Перед входом в верхнюю галерею вниманию публики предстает гигантское панно длиной 18 м и высотой 9 м художника Джозефа Гианнетти, где он изобразил свое видение нейтрино и науки о нем.

ОТКУДА БЕРЕТСЯ МАССА?

Взгляды ученых обращены к элементарной частице, носящей название бозона Хиггса (Н-бо-зон). Если эта частица действительно существует и может быть распознана, ученым придется задаться вопросом, который некогда звучал лишь в устах философов: почему предметы имеют вес? Стандартная модель предсказывает, что в природе Н-бозон должен существовать, иначе во Вселенной ничто не имело бы веса в буквальном смысле этого слова. То есть

Инженерная модель магнитов Большого Адрон-ного Коллайдера с жидким гелием при температуре 1,8К и сверхпроводящими кабелями для управления быстродви-жущимися протонами

Можно сравнить поле Хиггса с океаном, чьи течения затрудняют передвижения одних обитающих в нем существ, этаких «медуз» — массивных t-кварков, но не мешают другим — легким электронам, снующим как мелкие рыбешки. Или представьте себе вечеринку, на которой среди прочих гостей присутствует какая-нибудь знаменитость. Из-за осаждающей ее толпы шумных поклонников передвижения ее в пространстве затруднены. Она подобна тяжелой частице, на которую воздействует поле Хиггса, замедляя ее. В то же время, обычный гость на той же вечеринке подобен легкой частице — его передвижениям не мешают папа-рацци, и он может свободно устремиться к буфету. Чтобы отыскать бозон Хиггса, ученые должны прежде всего извлечь его из поля Хиггса.

На первый взгляд это совсем не то место, которое предназначено отражать события космического масштаба. Единственным намеком на скрытые здесь мощности может служить гигантская — окружностью 6,5 км — кольцевая насыпь, возвышающаяся на 6 м над равниной. Она указывает на наличие кругового подземного тоннеля — ускорителя частиц, протонно-антипротонного коллайдера Тэватрон (т.е. разгоняющий частицы до энергии тэра электронволн — 10^1i! Эв).

Тэватрон уже стал частью местного ландшафта. Его назначение — производить луч протонов и луч антипротонов, движущихся в противоположных направлениях на самой

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 7 2 0 0 4

31