Почему мы существуем? Величайшая из когда-либо рассказанных историй

9. Чтобы сгенерировать невероятно интенсивные магнитные поля, необходимые для разгона протонных пучков, через каждый из сверхпроводящих магнитов течет ток силой около двенадцати тысяч ампер – это примерно в тысячу раз превышает ток, текущий по проводам в обычном семейном доме.

10. Кабели, из которых намотаны магнитные катушки коллайдера, имеют длину около 270 тысяч километров, что более чем в шесть раз превосходит окружность Земли. А если эти кабели распустить на отдельные жилы, то они протянулись бы до Солнца и обратно более пяти раз.

11. Полная энергия каждого пучка примерно соответствует энергии четырехсоттонного поезда, несущегося со скоростью 150 километров в час. Этой энергии хватило бы, чтобы расплавить пятьсот килограммов меди. А энергия, запасенная в сверхпроводящих магнитах, в тридцать раз превосходит эту величину.

12. Даже с учетом сверхпроводящих магнитов – а именно они позволяют сделать энергопотребление установки приемлемым – во время работы коллайдер расходует примерно столько же электричества, сколько потребляют суммарно все жители Женевы.

Но достаточно рассказывать о самой установке. Для анализа столкновений на БАКе было построено несколько различных больших детекторов. Каждый из четырех функционирующих в настоящее время по размеру примерно соответствует изрядному офисному зданию, а по сложности – крупной лаборатории. Спускаясь под землю, чтобы посмотреть на детекторы, чувствуешь себя Гулливером в Бробдингнеге. Масштабы абсолютно всех компонентов детектора потрясают. Вот фотография детектора CMS, меньшего из двух больших детекторов БАКа.

Находясь возле детектора, трудно даже целиком охватить его взглядом; в этом можно убедиться на снимке детектора и автора, сделанном с меньшего расстояния.

Сложность этих устройств почти невообразима. Такому теоретику, как я, трудно представить, как одна-единственная группа физиков, какой бы она ни была, может следить за работой этого устройства, а тем более спроектировать и построить его в точном соответствии с техническими требованиями.

Каждый из двух крупнейших детекторов, ATLAS и CMS, был построен при сотрудничестве более чем двух тысяч ученых. Более десяти тысяч ученых и инженеров из ста с лишним стран участвовали в строительстве коллайдера вместе с детекторами. Рассмотрим меньший из двух детекторов, CMS. Его размеры составляют более двадцати метров в длину, пятнадцать метров в высоту и пятнадцать – в ширину. На его сооружение пошло около 12 500 тонн стали – больше, чем на Эйфелеву башню. Когда с детектором что-то делают, две его половинки разводят на несколько метров друг от друга. И хотя они не стоят на колесах, при включении мощного магнитного поля детектора их стянуло бы вместе.

Каждый детектор состоит из миллионов составных частей, в нем есть трекеры, способные измерять траектории частиц с точностью до десятимиллионных долей метра, есть калориметры, с высокой точностью регистрирующие энергию, передаваемую частицами детектору, есть и устройства для измерения скорости частиц по их излучению, испускаемому при прохождении через детектор. В каждом столкновении рождаются сотни или даже тысячи отдельных частиц, и детектор должен отследить почти все и дать ученым возможность реконструировать каждое событие.

Физик Виктор Вайскопф, четвертый генеральный директор ЦЕРН в 1961–1966 гг., однажды сравнил большие ускорители того времени с готическими соборами средневековой Европы. В контексте ЦЕРН и БАКа это сравнение звучит особенно интересно.

Готические соборы строились на пределе, а то и за пределами технических возможностей своего времени и требовали создания новых строительных технологий и новых инструментов. Сотни или даже тысячи лучших мастеров из десятков стран возводили их на протяжении многих десятилетий. По сравнению с ними любые уже существовавшие на тот момент здания казались карликами. И весь практический смысл их сооружения состоял в том, чтобы восславить Господа.

БАК представляет собой самую сложную машину из всех когда-либо построенных человеком, и для его сооружения потребовалось разработать новые строительные технологии и новые инструменты. Чтобы создать ускоритель и работающие на нем детекторы, потребовались почти два десятилетия усилий тысяч дипломированных ученых и инженеров из более чем сотни стран, говорящих на десятках языков и происходящих из обществ, исповедующих по крайней мере столько же религий. Масштаб этого сооружения затмевает размеры всех машин, построенных до него. И весь практический смысл их сооружения состоял в том, чтобы восславить и исследовать красоту природы.