Теорія неймовірності

Безпечність колайдера

Мейнстримні медіа, надмірно роздуваючи надумані небезпеки, часто ігнорують небезпеки реальні. І це добре ілюструє приклад із Великим адронним колайдером.

ВАК на сьогодні — найбільший у світі пришвидшувач елементарних частинок, прокладений у 27-кілометровому кільцевому тунелі між Францією та Швейцарією. По суті, це велетенський магніт у формі бублика, магнітне поле всередині якого розганяє пучки протонів до колосальних швидкостей, а потім зіштовхує їх між собою. Під час зіткнення утворюються різноманітні інші частинки, що летять навсібіч. Фіксуючи їх у спеціальних детекторах, фізики мають змогу дізнатися більше про те, якою є реальність на фундаментальному рівні. Великий адронний колайдер запрацював 2008 року, й відтоді на ньому зробили досить багато визначних відкриттів. Зокрема, підтвердили існування бозона Гіґґса, ретельніше дослідили кварк-глюонну плазму та навіть виявили не передбачену теорією елементарну частинку з непоказною поки що назвою X(4140). Колайдер є дивовижним інструментом, який, я певен, потішить наукову спільноту ще не одним приголомшливим відкриттям. Одначе його будівництво просувалося не без спротиву.

Чимало людей уперше дізналося про Великий адронний колайдер у контексті можливості формування в ньому мікроскопічних чорних дір. ЗМІ особливо завзято розганяли цю тему 2008-го, якраз напередодні запуску. В Америці навіть знайшлося двоє активістів, Луїс Санчо та Волтер Ваґнер, які звернулися до федерального суду штату Гаваї з вимогою зупинити підготовку Великого адронного колайдера до запуску, щоб не допустити виникнення небезпечних для існування Землі об’єктів. Тобто чорних дір. Санчо та Ваґнер переконували суддю, що зіткнення протонів призведе до появи крихітних чорних дір, які залишатимуться стабільними, провалюватимуться до ядра планети та зрештою поглинуть Землю зсередини.

Найцікавіше, що останнє твердження не є цілковитою маячнею. Теоретично два протони в колайдері справді можуть зіштовхнутися достатньо сильно, щоб на місці зіткнення розверзлася крихітна чорна діра. Це вкрай малоймовірно (за десять років експлуатації вчені не зафіксували жодної такої події), проте навіть якби це сталося, чорна діра була б такою мініатюрною, що випарувалась би практично миттєво. Те, що мікроскопічні чорні діри довго не живуть, переконливо довів нині покійний Стівен Гокінґ. Хтось заперечить, мовляв, а раптом розрахунки Гокінґа хибні? Навіть якщо так, простий підрахунок дає змогу встановити, що мікроскопічній чорній дірі для того, щоби поглинути Землю, знадобиться часу більше за існування самого Всесвіту. Ну й найважливіше: Великий адронний колайдер не робить нічого такого, чого постійно не робить сам Усесвіт, хіба лише за значно вищих енергій. Ви вже знаєте про високоенергетичні частинки, що прилітають до нас із космосу, так звані космічні промені. Їхня енергія на багато порядків потужніша за енергію зіткнень у колайдері. Високоенергетичні частинки безперервно бомбардують Місяць, Меркурій, Марс, безліч інших небесних тіл без захисного магнітного поля ще від зародження Сонячної системи. І якщо за понад 4 мільярди років такого бомбардування Місяць чи Марс не перетворилися на чорну діру, то не варто боятися, що Великий адронний колайдер видасть щось таке, що загрожуватиме планеті.

Утім, це не означає, що Великий адронний колайдер цілковито безпечний. По суті, він є наймасивнішим у світі холодильником. Щоб гігантські магніти могли розганяти протони до потрібних енергій, вони мають перебувати в стані надпровідності, а для цього потребують охолодження до мінус 270 градусів за Цельсієм, що тільки на 3 градуси вище від абсолютного нуля, найнижчої можливої температури. Магніти охолоджуються за допомогою рідкого гелію, і тут є один нюанс: за найменшого підвищення температури гелію магніти відразу вийдуть зі стану надпровідності. Якщо це трапиться, струм значної сили, який проходить крізь них, унаслідок електричного опору нагріє дроти ще більше. Це, відповідно, нагріє гелій, і процес стане неконтрольованим. Рідкий гелій закипить, перетвориться на газ і вибухне. Фактично весь час, поки працює, Великий адронний колайдер перебуває на волосину від катастрофи.

І, на відміну від вигадок Санчо та Ваґнера, такий сценарій не просто реалістичний — схожа аварія вже відбулася. Вихід магнітів зі стану надпровідності фізики називають квенчем. 19 вересня 2008 року незначний перебій у системі живлення колайдера спричинив квенч в одному з магнітів, після чого процес швидко поширився на сусідні. Причиною виявився поганий контакт у надпровідному з’єднанні, через що виникла електрична дуга, яка пробила корпус гелієвого бака. Колайдер довелося екстрено зупиняти. З 1232 магнітів ремонтники замінили 50. ЗМІ про цей інцидент майже не згадували. Ті, що все ж висвітлювали аварію, характеризували її як витік гелію, хоча насправді йшлося про потужний вибух. За лічені хвилини понад шість тонн рідкого гелію вихлюпнулося в тунель, і після різкого зростання тиску прикручені до підлоги магніти просто повиривало з кріплень. Диво, що ніхто з персоналу, який обслуговував колайдер, не перебував поряд і не загинув.

Висновок із цього такий: лякалки, які нам згодовують мейнстримні медіа, здебільшого позбавлені реального підґрунтя, тоді як реальні загрози є не завжди очевидними та ще й про них ви навряд чи прочитаєте у ЗМІ.