12 апреля 2007, 09:31

Перемудрив в расчетах «Большого взрыва», американские физики «угробили» дорогостоящую аппаратуру

Грубые ошибки в расчетах работы оборудования уникального ускорителя, созданного недалеко от Женевы на территории Швейцарии и Франции, привели к срыву проекта стоимостью 3,6 миллиарда долларов.
Ввод в строй единственной в своем роде лаборатории по моделированию "Большого взрыва", положившего начало Вселенной, отложен теперь до весны 2008 года по вине американских проектировщиков.

Крупная неудача всерьез разозлила Пьера Оддона, руководителя Национальной ускорительной лаборатории им. Э.Ферми в США, которая занималась проектированием. После неудачи Оддон отписал своим сотрудникам, что они "сели в лужу на виду у всего мира", пишет британская газета The Times.

Ошибка ученых привела к тому, что в момент предварительных испытаний один из 20-тонных магнитов Большого адронного коллайдера (ускорителя ионов и протонов) сорвался с направляющих креплений, после чего 27-километровый туннель, залегающий на глубине 100 метров от поверхности земли, наполнился гелием из системы охлаждения, а весь персонал научной станции пришлось эвакуировать.

Трудно поверить, но увлекшись глобальными расчетами условий рождения мира, переходя к опытам с элементарными частицами и кварками, физики неоднократно "забывали" провести обычные исчисления силовых коэффициентов в рамках законов Ньютона.

Ускоритель предназначен для того, чтобы производить столкновение протонов, субатомных частиц, на околосветовой скорости. Ученые надеются, что в результате подобных столкновений им удастся получить необычные новые частицы - в частности так называемые бозоны Хиггса и тяжелые кварки.

"Потрясающе, как мы могли упустить из виду столь простое соотношение сил. Эта ошибка была допущена не только при разработке, но в четырех технических оценках, проведенных с 1998 по 2002 год, до начала создания магнитов", - сокрушается Пьер Оддон.

Теперь неминуем демонтаж всех 24 магнитов, расположенных по периметру кольцевого туннеля ускорителя, которые необходимо снять и подвергнуть ремонту или доработке.

Эффект от аварии был настолько сильным, что свидетели говорят о произошедшем в туннеле взрыве, который мог спровоцировать сорвавшийся магнит. Последствия этого взрыва, по словам доктора Лиина Эванса, отвечающего в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) за строительство ускорителя, могли быть гораздо серьезней. "Произошел очень мощный взрыв, туннель, где расположен ускоритель, наполнился гелием и пылью, и пришлось вызывать пожарных для эвакуации, - свидетельствует Эванс. - Люди, проводившие испытания, были до смерти напуганы, однако все находились в безопасном месте и не пострадали".

Расследование, проведенное сотрудниками ЦЕРН, выявило, что взрыв был вызван "фундаментальными" просчетами. Эпицентр взрыва был расположен в компактном мюонном соленоиде (CMS) - одной из важнейших частей Большого адронного коллайдера (БАК). Соленоид выполняет функцию детектора для нестандартных физических исследований.

Одной из основных задач БАК является воспроизведение условий Большого взрыва. Как полагают, именно в результате него 14 миллиардов лет назад родилась Вселенная. Однако пуск ускорителя, намеченный на ноябрь, теперь, скорее всего, будет отложен до будущей весны.

Ускоритель предназначен для того, чтобы производить столкновение протонов, субатомных частиц, на околосветовой скорости. Ученые надеются, что в результате подобных столкновений им удастся получить необычные новые частицы - в частности так называемые бозоны Хиггса и тяжелые кварки. Теоретики ожидают, что с их помощью окажется возможным объяснить ключевые свойства материи: в частности, получение ею массы и, таким образом, веса.

Большой адронный коллайдер состоит из двух трубок, по каждой из которых на околосветовой скорости движется пучок протонов - их движение по замкнутому в кольцо туннелю направляют мощные магниты. Данные магниты являются сверхпроводниками, и потому необходимо охлаждать коллайдер до температуры -271 градус по Цельсию. Для этого используется особая система охлаждения из труб, наполненных жидким гелием.

Два пучка протонов движутся в противоположных направлениях, однако в ряде мест их маршруты пересекаются, что позволяет протонам сталкиваться. Каждый такой пучок частиц тоньше человеческого волоса, и задача их фокусировки как раз и возлагается на второй набор магнитов, испытание которых проводилось в момент аварии.

Любопытно, что, несмотря на постигшую коллектив американских физиков-ядерщиков неудачу, Национальная лаборатория Ферми и Соединенные штаты в целом только выиграют от этих событий. Параллельно американцы ведут исследования на собственном ускорителе Тэватрон, который уступает швейцарскому коллайдеру в мощности почти на порядок. Возможно, теперь это отставание будет не столь заметным и американцам удастся первыми получить бозоны Хиггса.

Чтобы получать лучшие материалы дня, недели, месяца, подписывайтесь на наш канал. Здесь мы добавляем смысла каждой новости.