Експериментът в ЦЕРН ще промени представите ни за Вселената

Експериментът в ЦЕРН ще промени представите ни за Вселената

В сряда за пръв път в ЦЕРН (Европейския център за ядрени изследвания) край Женева беше пуснат в действие Големият адронен колайдер - най-мощният ускорител на елементарни частици в света. Лъчите в тунела ще бъдат 7 пъти енергийно по-натоварени от тези в подобни машини. Очаква се пълната им мощност да е 30 пъти повече. Официалното откриване е предвидено за 21 октомври, когато на едно място ще се съберат учени и държавни глави на всички страни членки. Светът очаква така нареченият експеримент на века да отговори на редица важни въпроси, сред които и на фундаменталния -  как е възникнала Вселената. Наблюдавахме пускането на ускорителя по интернет заедно с част от екипа на ръководителя на българската група учени, работещи в ЦЕРН, доц. Леандър Литов, който работи с центъра още от 1991 г.
Доц. Литов, екипът ви е предимно от млади хора. Как ги привлякохте, след като не е тайна, че обикновено в нашите академични среди няма млади учени?
- В нашата катедра средната възраст е 41 години. Работя с много млади и амбициозни хора. Например имам доктор на науките с престижна международна награда, който е само на 28 години. Привлича ги това, че им се дава възможност да участват в най-големия научен експеримент на века по няколко месеца в ЦЕРН, в Женева. Това ги мотивира изключително. Не е за пренебрегване и финансовата страна, разбира се.
През последните години се наблюдава отлив на кандидат-студентите от точните специалности - физика, математика, химия. Какви според вас са причините за него?
- Отливът от точните специалности е в цяла Европа. У нас този процес дори закъсня. Искат се усилия, за да се завършат тези специалности, а след това обикновено няма възможности за бързи капитали и забогатяване. Малкото, които завършват напоследък точни науки, заминават в чужбина. Ето и в момента има 50 свободни места в СУ за физика.
Какво според вас трябва да се направи, за да се променят нещата?
- Страшното за мен е, че българската наука постепенно умира заради липсата на млади хора, които искат да се занимават с нея. В нашата страна няма никаква политика за задържане на младите хора. Всъщност, за да се променят нещата, е необходимо първо да се създадат нормални условия за работа на един млад човек. Да има той чувството, че реализира максимално възможностите и способностите си и, второ, условия за нормален живот, т.е. заплащане. Ние сме създали млад екип, защото им даваме донякъде тези възможности.Какво всъщност представляват експериментите с големия адронен ускорител, които започнаха в ЦЕРН?- Имаме нещо, което се нарича Стандартен модел, който описва наблюдаемата материя и е потвърден експериментално. В неговите рамки се предсказва съществуването на една частица, която според този модел отговаря за възникването на масата на всички останали частици в природата. Тя се нарича Хигс-бозон по името на човека, който я е открил. Първата задача на този експеримент ще е тя да се наблюдава, защото е единствената, предсказана в Стандартния модел, но не е наблюдавана експериментално.
Смятахме, че знаем страшно много за материята. Всъщност колко знаем за нея?
- През последните десетина години има астрономически и астрофизически наблюдения, от които стана ясно, че това, което знаем за материята, представлява горе-долу 4% от съдържанието на Вселената. Има нещо друго в нея, което ние наричаме тъмна материя просто защото не излъчва светлина. Наблюдаваме я само по гравитационното й взаимодействие, а тя съставлява 23% от състава на Вселената и за нея не знаем нищо. Имаме хипотези, но трябва да ги проверим. И това също е в рамките на задачите на експеримента, който ще се провежда с ускорителя.
През последните години беше установено, че Вселената се разширява с постоянно ускорение. Някаква сила от типа на антигравитацията я кара да го прави. Условно ние я наричаме тъмна енергия. Това не е енергията на Дарт Вейдър. Но ние нямаме дори приблизителна идея за какво става дума. Така че третата задача е да разберем какво е тъмната енергия и защо Вселената се разширява. Как на практика ще стане това в експеримента?
- За целта ние се опитваме да възпроизведем условията, каквито са били през първата секунда от възникването на Вселената - на Големия взрив, т.е. да получим тези частици, които са със същите енергии, с които са били веднага след нейното раждане. Ще се опитаме експериментално да възстановим тези условия, като сблъскаме два потока от частици, движещи се със скорост, близка до тази на светлината. Ние не познаваме добре как работи гравитацията и очевидно не познаваме добре структурата на пространство-времето.Означава ли това, че след този експеримент вече ще имаме окончателен отговор на въпроса как е възникнала Вселената?- Може би. Не знам. Ние имаме един модел, който наричаме Големия взрив, и предполагаме, че в някакъв момент преди 14 млрд. години тя се е родила. Имаме представи и как тя се е развивала. Това, което обаче не знаем много ясно, е какво се е случвало в първите части от секундата. Когато го разберем, бихме могли вече да правим прогнози и как тя ще се развива.Какво точно се случи в сряда - първия ден от пускането на ускорителя?- От по-малкия ускорител SPS беше вкаран сноп частици в големия адронен колайдер и ние проверихме дали в него можем да поддържаме сноповете стабилни. За този ден не се очакваше да ги пресечем. Важното е да се види, че машината работи, а ускорителят е изграден от над 2000 магнита - 27 км е дълъг тунелът с него. След това ще започнем да правим пресичания на тези снопове и някакви взаимодействия, без да ги ускоряваме.
Кога реално очаквате първите резултати от експеримента?
- След 21 октомври ще започнем да ускоряваме снопа и за тази година се надявам енергията му да стигне 5 теравата. През пролетта трябва да достигнем до 7 теравата. Очаква се тогава ускорителят да започне да работи в номиналните си параметри.
След това започва набирането на данни. Супероптимистично можем да видим нещо интересно през следващата година, но по-реалистично е едва през 2010 г. да имаме първите интересни резултати. По принцип тези експерименти се предвижда да работят 10 години.
Как ще отговорите на опасенията, че в резултат на експериментите нещо може да се случи на света?
- Това са спекулации без основание. Говори се, че в резултат от работата на ускорителя може да се родят микроскопични черни дупки. Но те са толкова малки, колкото един комар примерно, който не може да изяде Земята, защото няма достатъчно маса. Същите тези модели предсказват, че черните микродупки се изпаряват веднага, защото животът им е изключително кратък и се разпадат. Друг аргумент, който всеки разбира, е, че в ускорителя има сблъсъци на протони с много високи енергии. От центъра на галактиката в атмосферата на Земята попадат хиляди такива протони в секунда с подобни и дори по-високи енергии. Това е нещо, което се случва всеки ден и в продължение на милиони и милиарди години, откакто съществува Земята. Значи, ако имаше опасност да се роди черна дупка, която ще изяде някого, досега това щеше да се случи.
Каква е гаранцията, че това, което правите, е абсолютно автентично?
- Ние не сме богове, а хора. Опитваме се в лабораторни условия да пресъздадем нещо, което съществува, случвало се е и се случва непрекъснато около нас. Само че, когато го направим по този начин, ще можем да го изследваме. И това е целта ни. Сигурно е, че частиците от най-ранните етапи от развитието на Вселената са били с енергии, каквито ние ще имаме сега на този ускорител. Взаимодействията са били такива и сега ще ги изследваме.
Ще разрушите ли някакви митове с този експеримент?
- Очакваме, че експериментите ще бъдат повратна точка в нашето разбиране за това как е устроена Вселената, каква е нейната структура, каква е структурата на пространството и времето. Възможно е да съществуват не четири, а повече измерения. Ако това е така, ще можем да се движим в пространството и времето. Ако видим при сблъсъка на протоните един специфичен обект, наречен дупка на червеи, това ще е указанието, че пътуване във времето е възможно, каква е материята и от какво е изградена тя, защо Вселената се разширява, колко и как ще живее и къде сме ние в нея... Това са въпросите, на които трябва да отговорим.
Колко български учени участват в експеримента и какъв точно е техният дял в общата работа на ЦЕРН?
- Основните строители на ускорителя са 20 държави, но реално участва целият свят. България се включи от самото начало в работата по експеримента. Започнахме с компютърни симулации, какви детектори трябват... Създадохме детектор, наречен адронен калориметър.  Напоследък участваме и в създаването на по-сложни детектори.
Също така участваме и в създаването на системата, която дава възможност за обработването на експерименталните данни и получаването на физически резултати, което се нарича съкратено GRID. Целта на тази система е да дава не само достъп до информация, но и до компютърни мощности за нейната обработка.
Към момента над 25 учени от нашата страна участват в един от експериментите, който се нарича СМS. Една част от хората са от СУ, другата - от Института за ядрени изследвания и ядрена енергетика на БАН.