Научный взгляд на устройство вселенной

206 АППАРАТУРА, 
ИЗМЕРЕНИЯ 
И ВЕРОЯТНОСТИ
ющего в тоннеле гелия выключился один из компьютеров. Вскоре 
присутствующие поняли, что пучок тоже пропал.
Дополнительные подробности этого печального происшествия 
я узнала через несколько недель, во время очередного посещения 
Центра. Не забывайте, кстати, что конечная цель коллайдера 
и происходящих в нем столкновений — это концентрация в одной 
точке 14 ТэВ (14 трлн электрон-вольт) энергии в системе отсчета, 
связанной с центром масс. В первом пуске решено было провести 
столкновение на энергии всего лишь около 2 ТэВ, чтобы убедить-
ся, что все работает как надо. Позже, во время рабочих пусков, ин-
женеры планировали увеличить энергию столкновения до 10 ТэВ 
(по 5 ТэВ на пучок).
Однако из-за поломки трансформатора 12 сентября произо-
шла небольшая задержка, и планы изменились. Несколько дней, 
пока в тоннеле шли ремонтные работы, ученые продолжали ис-
пытывать секторы по отдельности, доводя показатели до величин, 
соответствовавших энергии пучка 5,5 ТэВ, и успели опробовать 
семь секторов из восьми. Они убедились, что все семь секторов 
способны работать в расчетном режиме при высоких энергиях; 
на восьмой сектор времени не хватило. Тем не менее было ре-
шено двигаться вперед и, поскольку никаких проблем выявлено 
не было, в первом же пробном пуске провести высокоэнергетиче-
ские столкновения.
Все работало прекрасно до тех пор, пока инженеры не по-
пытались вывести последний сектор на высокоэнергетический 
режим. Авария, надолго выведшая коллайдер из строя, произо-
шла, когда поступила команда поднять энергию пучка пример-
но до 5,5 ТэВ; для этого ток в обмотках магнитов нужно было 
увеличить с 7000 до 9300 А. Это был, по существу, последний 
момент, когда что-то неожиданное еще могло случиться, — и оно 
случилось!
За год все в тоннеле было приведено в порядок; ремонтные 
работы обошлись примерно в 40 млн долларов. Проект располагал 
достаточным количеством запасных магнитов, чтобы заменить те 
39 штук, которые уже невозможно было отремонтировать. В сум-
ме замены потребовали 53 магнита (14 квадрупольных и 39 ди-

ВОЗВРАЩЕНИЕ 
КОЛЬЦА 207
польных), расположенные в аварийном секторе тоннеля. Кроме 
того, пришлось очистить больше 4 км вакуумной трубки, устано-
вить новые ограничители на 100 квадрупольных магнитов и до-
бавить 900 новых предохранительных клапанов для стравливания 
давления гелия. Было также установлено 6500 новых датчиков, 
обеспечивающих безопасность магнитной системы.
Самый большой риск, пожалуй, представляло наличие в си-
стеме 10 000 соединений между магнитами, каждое из которых 
потенциально могло вызвать те же проблемы. Опасность была вы-
явлена, но можно ли было сказать наверняка, что проблема не воз-
никнет вновь где-нибудь в другой точке кольца? Необходимо было 
предусмотреть механизмы, способные выявить эту проблему, 
прежде чем она приведет к аварии. Инженеры CERN приняли вы-
зов и вновь оказались на высоте. Теперь доработанная система 
регистрирует даже крохотные падения напряжения, свидетель-
ствующие о присутствии сопротивления в каких-то соединениях 
и возможном нарушении герметичности криогенной системы, 
охлаждающей установку до рабочих температур. Однако было ре-
шено еще немного отложить пуск коллайдера, чтобы доработать 
систему выпускных гелиевых клапанов и проверить лишний раз 
все контакты, а также медные кожухи самих магнитов. Конечно, 
это означало, что высшие энергии столкновений, на которые рас-
считан БАК, будут достигнуты позже. Тем не менее новые системы, 
призванные отслеживать и стабилизировать состояние коллайде-
ра, дали Лину и другим ученым уверенность в том, что в системе 
не возникнет критическое давление и катастрофы даже в самых 
тяжелых условиях удастся избежать.
В каком-то смысле нам всем повезло, что инженеры и физи-
ки сумели устранить все эти недостатки, прежде чем коллайдер 
был выведен на рабочий режим, а экспериментальные установки 
подверглись облучению. Взрыв обошелся в год задержки, в тече-
ние которого ученые не могли гонять по тоннелю реальные пучки 
и пробовать их сталкивать. Год есть год, но, если говорить о по-
иске фундаментальной теории вещества, который ведется уже 
40 лет, это совсем немного — а ведь человек пытается проникнуть 
в тайны Вселенной уже не одну тысячу лет.

208 АППАРАТУРА, 
ИЗМЕРЕНИЯ 
И ВЕРОЯТНОСТИ
21 октября 2008 г. администрация CERN провела все же одно 
запланированное заранее мероприятие. В тот день я вместе с по-
лутора тысячами других физиков и мировых лидеров присутство-
вала на праздновании официального открытия БАКа недалеко 
от Женевы, которое было с немалым оптимизмом заранее — 
за несколько лет — запланировано на эту дату. Естественно, ког-
да событие планировалось, никто не мог предвидеть, что за не-
сколько недель до торжества произойдут катастрофические 
события. Праздничный день был полон торжественных речей, 
музыки и — что важно на любом культурном событии в Европе — 
хорошей еды. Несмотря на тревоги, связанные с сентябрьским 
инцидентом, все были полны оптимизма и надеялись, что экс-
перименты на коллайдере прольют свет на некоторые из тайн, 
окружающих темное вещество и фундаментальные природные 
взаимодействия.
Многие сотрудники Центра были недовольны тем, что празд-
нование пришлось на такое трудное и тревожное время, 
но я считала, что это событие — символ успеха международно-
го сотрудничества. Праздник был устроен не в честь великих 
открытий; он должен был подчеркнуть потенциал БАКа и энту-
зиазм, с которым множество стран приняли участие в его соз-
дании. Некоторые речи звучали поистине вдохновляюще. Так, 
французский премьер-министр Франсуа Фийон отметил значе-
ние фундаментальных исследований и то, что мировой финан-
совый кризис не должен мешать научному прогрессу. Прези-
дент Швейцарии Паскаль Кушпен говорил о благородном труде 
на благо общества. Профессор Жозе Мариану Гагу, португаль-
ский министр науки, техники и высшего образования, говорил 
о том, что наука выше бюрократии, а стабильность необходима 
для по-настоящему крупных научных проектов. Многие ино-
странные партнеры в тот день впервые посетили CERN. Рядом 
со мной во время церемонии сидел человек, работавший в Же-
неве в представительстве Евросоюза, но ни разу прежде не бы-
вавший в Центре. После знакомства с Центром он сказал мне, 
что собирается в самом ближайшем будущем вновь приехать 
туда с друзьями и коллегами.

ВОЗВРАЩЕНИЕ 
КОЛЬЦА 209
НОЯБРЬ 2009-го: НАКОНЕЦ-ТО ПОБЕДА
Вновь дело дошло до запуска БАКа 20 ноября 2009 г., и на этот раз все 
прошло с поразительным успехом. Мало того, что протонные пучки 
впервые за год закружились по тоннелю… Через несколько дней они 
наконец столкнулись, породив потоки частиц, которые направились 
прямиком в экспериментальные детекторы. Лин признал, что БАК 
работает даже лучше, чем он ожидал; это замечание показалось мне 
несколько странным — удивительно слышать такое от человека, тру-
дами которого эта замечательная установка воплотилась в жизнь.
Маурицио Пьерини, молодой итальянский ученый, объяс-
нил мне, что имел в виду Лин. Тесты, которые при настройке 
LEP в 1980-е годы заняли 25 суток (тогда по этому же тоннелю 
циркулировали пучки электронов и позитронов), на этот раз за-
вершились меньше чем за неделю. Протонные пучки получились 
замечательно точными и стабильными. И все протоны послушно 
двигались по заданной траектории — отклонений почти не было. 
Оптика работала, стабильность сохранялась, трасса была восста-
новлена успешно. Реальные пучки полностью соответствовали 
тому, что показывали компьютерные модели.
Надо сказать, что экспериментаторы были очень удивлены, 
когда в 17:00 в воскресенье, всего через пару дней после на-
чала новых испытаний, им сообщили, что на следующий день 
будут проведены первые столкновения. Считалось, что между 
возобновлением генерации пучков после аварии и первыми 
реальными столкновениями, которые можно будет наблюдать 
и измерить, должно пройти какое-то время. А оказалось, что воз-
можность испытать регистрирующую аппаратуру на реальных 
протонных пучках — а не на космических лучах, которыми экс-
периментаторы пользовались, ожидая пуска коллайдера — уже 
близка. Однако сообщили им об этом только накануне, а это оз-
начало, что нужно срочно перенастраивать компьютерные 

жүктеу/скачать 8,11 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: