Степан Дуплій. (Фото автора.)
Дивний усе–таки інструмент, цей прискорювач протонів та іонів, — адронний колайдер від ЦЕРНу — Європейської організації з ядерних досліджень, найбільшої у світі лабораторії фізики високих енергій. З одного боку, він здатний підтвердити або спростувати одразу кілька актуальних наукових гіпотез, зробивши тим самим справжній прорив у пізнанні Всесвіту. З іншого — викликає сповна виправданий містичний страх перед неминучим покаранням за майже біблійну надмірну цікавість. Існування певного ризику визнають і самі вчені. Правда, їх побоювання пов’язані не стільки із запуском гігантського прискорювача часток, скільки зі здатністю замовників цього експерименту розумно розпорядитися новітніми відкриттями. Причину цієї тривоги «УМ» роз’яснив доктор фізико–математичних наук, провідний науковий співробітник лабораторії ядерної фізики Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна Степан Дуплій. Свого часу він входив до колаборації (співпраці) CMS — одного з детекторів ВАК.
У спільному дітищі учених усього світу є і українська «деталь». До того ж одна з найважливіших. Як відомо, запуском колайдера фізики спробують відтворити так званий Великий Вибух, у результаті якого, за однією з версій, і народився наш Всесвіт. Підтвердження або спростування цієї гіпотези вважаються ключовими у нашому пізнанні самих себе і навколишнього світу. Для цього учасники експерименту спробують у кільцевій трубі колайдера розігнати пучки елементарних часток (протонів) у зустрічних напрямках до швидкості, близької до швидкості світла, і зіштовхнути їх між собою. Отримані в результаті цього експерименту дані «прочитуватимуть» і аналізуватимуть у кількох детекторах, встановлених навколо точок зіткнення пучків протонів. Група харківських учених ще 12 років тому спільно з європейськими колегами отримала від ЦЕРНу завдання створити для одного з цих детекторів, що має назву «Аліса», внутрішню трекову систему. Із завданням учені та інженери інституту монокристалів і співробітники харківського фізико–технічного інституту впоралися гідно. Правда, для цього їм довелося працювати по 15–16 годин на добу і застосувати декілька нових унікальних розробок.
Потреба в ноу–хау була викликана функціональною особливістю «Аліси». Річ у тому, що всі її деталі мали бути максимально легкими і компактними, з одного боку. А з іншого, здатними витримати величезний рівень випромінювання, що виділиться під час зіткнення протонів. Для досягнення такого результату вчені зуміли скоротити відстань між контактними майданчиками мікроплат удвічі й перетворили «Алісу» на гнучкий і високочутливий комплекс. У цілому ж за час реалізації проекту в Україні було виготовлено 40 тисяч мікрокабелів різної форми і спрямованості, 4 тисячі дуже важливих для цього детектора гібридних схем, зібрано 2 тисячі модулів.
Цікаво, що за весь цей час наша держава на реалізацію проекту, який помітно підняв престиж вітчизняної науки у світі, не витратила жодної копійки. Фахівці працювали на гроші УНТЦ (Українського науково–технічного центру, створеного департаментами США, Японії і Канади), INTAS, ЦЕРН і НАТО. Більше того, вчені вже кілька років підряд не можуть домогтися від рідного уряду виділення навіть 50 тисяч доларів внеску, який дозволив би країні мати статус повноправного учасника проекту. В результаті, у нас накопичився борг ЦЕРНу розміром у скромну іномарку (солідний чиновник такою явно погребує), але виплатити його Кабмін не квапиться. Може, руки не доходять, а може, про колайдер там нічого не чули? Питання залишається без відповіді.
Хоча, за великим рахунком, сусідство великих наукових звершень і елементарних земних труднощів характерне не лише для України. Наприклад, на створення ВАКу світова спільнота вже витратила понад 10 мільярдів доларів, а тепер учені з сумом констатують: якби навіть цього року гігантський прискорювач часток і вдалося запустити, його роботу на зиму все одно довелося б згорнути. Інакше близькі до ЦЕРНу райони в холодну пору року серйозно потерпали б від дефіциту світла і тепла. Адже вжиток енергії лише колайдера складе 180 МВт, що прирівнюється до потужності середньої ТЕЦ.
— Степане Анатолійовичу, в одному зі своїх інтерв’ю, розповідаючи про участь харків’ян у створенні колайдера, ви згадали фізиків Дмитра Волкова і Володимира Акулова, які ще в 72–му році минулого століття разом з іншими вченими світу запропонували теорію, що об’єднувала всі взаємодії, — суперсиметрію. Їхні ідеї були використані у створенні ВАКу?
— Ні, все виглядає інакше. Згадана вами теорія суперсиметрії — одна з головних причин, яка наштовхнула вчених на думку побудувати адронний колайдер. Якщо з його допомогою удасться відкрити суперсиметрію в природі, це дасть нам можливість повністю змінити наше уявлення про світ. Зараз у нас є стандартна модель виникнення Всесвіту, яка об’єднує три фундаментальні взаємодії (електромагнітну, слабку і сильну), за винятком гравітації. А суперсиметрія дає можливість включити всі чотири фундаментальні взаємодії в єдину послідовну і самоузгоджену теорію. У тому числі й природу темної енергії й темної матерії, які складають 73 і 23 відсотки Всесвіту, але при цьому досі залишаються загадкою. Фактично зараз ми спостерігаємо всього лише чотири відсотки речовини. З’ясувалося, що кількості видимої речовини не вистачає ні для пояснення природи зоряних орбіт, ні для повної картини світу.
— Але якщо ми маємо більш–менш точне уявлення лише про чотири відсотка речовини Всесвіту, значить, ми про навколишній світ фактично нічого не знаємо?
— Нам відомо, як невидима і невивчена частина матерії впливає на Всесвіт, і ми можемо обчислити її кількість. Але не знаємо, чим вона є насправді.
— Тобто, перефразовуючи класика, можна з упевненістю сказати, що ми знаємо лише те, що нічого не знаємо.
— Так. Але великий адронний колайдер може багато чого змінити в цьому сенсі. Це одночасно й машина часу, і мікроскоп. З його допомогою учені спробують також виявити найлегшу суперчастку, що отримала назву «нейтраліно» і яка, на думку деяких фізиків, може складати велику частину темної речовини. Якщо доказова база унаслідок проведеного експерименту буде отримана, ключ до однієї з найбільших загадок Всесвіту опиниться в наших руках. У цьому зв’язку, мабуть, було б доречно висловити побажання: нехай буде світло в кінці швейцарського тунелю.
— Степане Анатолійовичу, було б наївно вважати, що світова спільнота витратила на створення ВАК мільярди доларів лише для того, аби отримати прямі докази однієї з існуючих теорій походження світу. У чому ж полягає головний інтерес великих фінансових спонсорів проекту? Напевно, не буде великим подивом, якщо в їхньому переліку виявиться пара–трійка відомих корпорацій воєнно–промислового комплексу?
— Фундаментальні дослідження і створення нових технологій, у тому числі і військових, завжди нерозривно пов’язані між собою. У даному випадку йдеться про спосіб добування величезної кількості енергії з грама речовини.
— Якої речовини?
— Будь–якої.
— Як це будь–якої?
— Згідно з формулою Ейнштейна E=mc2 маса абсолютно будь–якої речовини вагою в один грам володіє величезною енергією. Але потрібна технологія, здатна її «витягувати». У колайдері хочуть, наприклад, отримати антиматерію. Якщо це зробити вдасться, тоді вилучення енергії для запуску і польоту космічного корабля стане реальністю. Тим же грамом речовини (за певних умов) можна обігріти протягом дня таке місто, як Харків.
— Просто чудеса якісь. А в чому тут каверза? Скажімо, у результаті розщеплення атомного ядра ми отримали не лише новий тип енергії, але і зброю величезної руйнівної сили разом із проблемою утилізації ядерних відходів. А тут що?
— З відходами, думаю, все буде гаразд: речовина анігілює з антиречовиною, перетворюючись на випромінювання. А ось арсенал озброєнь може дійсно з’явитися непомірно сильніший за ядерний. Адже новий тип енергії — це завжди і новий тип зброї. Так стверджує історія. Будь–який науковий винахід, що пов’язаний із енергією, завжди має подвійне призначення. У цьому ж випадку йдеться про анігіляційну зброю, яка використовує антиматерію. Це явище абсолютно іншого порядку величин.
— От вже дійсно виходить, аби щось отримати, потрібно обов’язково щось втратити. Але чи не зависока ціна ризику, навіть коли йдеться про новий вид енергії?
— Залишається лише сподіватися , що політикам вистачить розуму утриматися від застосування отриманих технологій у військових цілях. Наслідки такого кроку будуть справді непоправними.
Але давайте відкинемо песимізм і далі спостерігатимемо за перебігом експерименту. Людство завжди знаходило спосіб звести до мінімуму ризики, пов’язані з розвитком нових технологій. Думаю, й цього разу все минеться без планетарних катастроф.
Насамкінець хотів би сказати наступне. Не дивлячись на те, що через технічні проблеми експеримент по зіткненню відклали, дуже важливо, що інформація про колайдер стала доступною не лише вузькому колу фахівців, а й широкій громадськості, у тому числі і студентам. Це дає привід сподіватися на відродження інтересу до теоретичної фізики і фундаментальної науки в цілому, який існував у 60–х роках минулого століття. З іншого боку, мені дуже шкода, що Україна в женевському проекті хоч і представлена, але не в тому масштабі, на який ми могли б сміливо розраховувати. Наш потенціал, на жаль, не використовується на повну силу.
Знання, які людина повинна засвоїти, множаться у геометричній прогресії. Чи здатен наш мозок витримати такі навантаження? А може, він уже досяг піку свого розвитку і радіє, що новітні технології забирають на себе частину його функцій? >>
У радянські часи Всесвітній день авіації та космонавтики відзначали справно. Власне, у той час усі досягнення, пов’язані чи то з польотом у космос, чи то з появою нового літака, прирівнювались мало не до державних свят. Сьогодні цю дату також відзначають, проте масштаб суттєво зменшився. Чи розвивається авіація та космонавтика сьогодні? >>
Фахівці навчально-наукового центру «Небесна долина», що діє у Вінницькому національному технічному університеті, передали військовослужбовцям розвідувального підрозділу, який виконує завдання в зоні бойових дій на сході України, безпілотний розвідувальний комплекс власної розробки. >>
Ярослав Шпотюк — фізик-матеріалознавець, закінчив Львівський національний університет імені Івана Франка (ЛНУ) та займався науковими дослідженнями у Франції. Науковець здійснив майже неможливе і захистився одразу в двох навчальних закладах: у ЛНУ та університеті Ренн 1. >>
