Аномалия на коллайдере Тэватрон

В результате экспериментов на коллайдере Тэватрон участники коллаборации CDF отметили явление, которое пока не смогли для себя никак объяснить. Средства массовой информации, одно за другим, уже объявили об открытии, перевернувшем всю физику элементарных частиц. Однако специалисты предостерегают обывателей от поспешных выводов. Для нас эту ситуацию согласился прокомментировать сотрудник Льежского университета Игорь Иванов. Он объяснил, почему еще нет оснований говорить о каком бы то ни было открытии.

- Вы себе представляете, как проходит эксперимент в физике элементарных частиц? Элементарные частицы – это очень мелкие частицы, которые нельзя потрогать или взять пинцетом. Но с ними надо работать, и единственный способ, который сейчас придумали – с помощью электрического поля разделять атомы на отдельные протончики, электрончики и сталкивать друг с другом. Зачем сталкивать? Сталкивают их для того, чтобы посмотреть, как это все разлетается. Просто потому что это единственный способ заглянуть внутрь частиц. Сталкивать их приходится на большой энергии. Потому что если сталкивать на маленькой, то ничего интересного не получится – они будут как-то разлетаться и всё. Самое интересное начнется тогда, когда они их начнут сталкивать с такой скоростью и энергией, что станут рождаться неустойчивые новые частицы, отсутствующие в окружающем нас мире. Откуда эти частицы, пока неизвестно. Они есть в природе, но не совсем понятно, зачем они нужны, какой от них прок. Про некоторые ясно, про некоторые – не очень. Этим физика сейчас и занимается. Есть некий пласт реальности, который мы не видим в окружающей жизни, но который, по-видимому, очень важен для нее. Эти неустойчивые частицы ведь существуют не сами по себе, они тоже влияют на нас, поэтому их нужно изучать.

Тэватрон, кольцевой ускоритель-коллайдер, расположенный в национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми близ Чикаго

Для того чтобы сталкивать частицы на большой энергии, требуются очень большие установки. Это, вообще-то, чисто технический вопрос. Разгоняют частицы до высоких энергий в электрическом поле. Но электрическое поле тоже нельзя делать сколь угодно сильным. Поэтому приходится создавать очень длинные установки. Они дорогие, но их делают. На ускорителе Тэватрон сталкиваются протоны и антипротоны. Они сталкиваются с частотой много миллионов раз в секунду, при этом может рождаться что угодно, и все это записывается. Существуют огромные массивы данных, в которых записаны всевозможные результаты столкновений. Каждый такой результат столкновения называется "событие", и они бывают сложные, бывают простые. А затем берется какая-то небольшая группа, которая работает на детекторе, и она анализирует данные, выискивая в них события какого-то определенного типа.

Вообще, детектор – это то, что регистрирует результаты столкновений. Это как матрица цифровой фотокамеры, которая регистрирует свет (фотоны). В детекторе то же самое, только в гораздо больших объемах. Матрица не маленькая, а огромная, она имеет форму цилиндра, окружающего место столкновения протонов, и как бы смотрит вовнутрь. Она имеет много слоёв и измеряет не только то, что вылетает в результате столкновений, но и с какой энергией, под каким углом, с какой координатой. Вот это и есть детектор. На нем работает несколько сотен человек, они занимаются разными вещами, среди них есть люди, которые обрабатывают накопленные данные. Групп таких много, каждая из них занимается своей конкретной задачкой.