17 Жнівень, пятніца

Вы тут

Звычайная настаўніца фізікі трапіла на адронны калайдар


Вакол Вялікага адроннага калайдара існуе мноства міфаў. Ёсць, напрыклад, думка, што эксперыменты і спробы вучоных разгадаць асновы стварэння Сусвету могуць прывесці чалавецтва да глабальнай катастрофы. Найбольш часта абмяркоўваецца небяспека ўзнікнення мікраскапічных чорных дзірак з наступнай ланцуговай рэакцыяй захопу навакольнай матэрыі. Да таго ж калайдар па тэхнічных прычынах пастаянна спыняецца. Пагадзіцеся, што далёкаму ад фізікі высокіх энергій чалавеку складана паверыць у тое, што найбуйнейшы паскаральнік ядзерных часціц можа вывесці са строю... звычайны тхор. Тым не менш у 2016 годзе менавіта гэтага звярка абвінавацілі ў кароткім замыканні, якое спыніла работу самай дарагой устаноўкі ў свеце.

Што насамрэч адбываецца на мяжы Швейцарыі і Францыі, дзе на глыбіні каля ста метраў размяшчаецца Вялікі адронны калайдар, удалося пабачыць на свае вочы групе педагогаў, якія сталі ўдзельнікамі Навуковай школы для настаўнікаў фізікі ў СЕRN (Еurореаn Оrgаnіzаtіоn fоr Nuсlеаr Rеsеаrсh, Gеnеvа). Сярод шчасліўцаў аказалася і настаўніца фізікі з жодзінскай гімназіі № 1 Эла ЯКУБОЎСКАЯ.


Па­мяш­кан­не, дзе раз­мя­шчаў­ся пер­шы вэб-сэр­віс у све­це.

— Пачынаючы з 2009 года штогод вучэбна-навуковы цэнтр Аб'яднанага інстытута ядзерных даследаванняў арганізуе навуковыя школы для настаўнікаў фізікі на рускай мове. Праграмы праводзяцца на базе найбуйнейшых сусветных навуковых цэнтраў — Аб'яднанага інстытута ядзерных даследаванняў і Еўрапейскай арганізацыі ядзерных даследаванняў (СЕRN). Іх мэта — скарачэнне «адлегласці» паміж школай і фундаментальнай навукай, а таксама распаўсюджванне сучасных навуковых ведаў сярод шырокай аўдыторыі, — тлумачыць настаўніца. — Кандыдатаў на ўдзел у Жэнеўскай навуковай школе выбіралі з прадстаўнікоў 20 краін, якія ўваходзяць у гэту арганізацыю. Каб стаць удзельнікам праграмы, трэба было зайсці на сайт праекта tеасhеrs.jіnr.ru і запоўніць анкету. Далей арганізатары ўжо самі «гугляць» і вывучаюць тваю прысутнасць у інтэрнэце — чым больш «наслядзіў», тым лепш. Пад увагу бяруцца водгукі вучняў, твая дзейнасць і дасягненні... У выніку ўдзельнікамі тыднёвай міжнароднай школы змаглі стаць 23 настаўнікі з Расіі, Украіны, Малдовы, Казахстана, Азербайджана і Беларусі. Я была пятым прадстаўніком ад нашай краіны за ўвесь час правядзення навуковай школы СЕRN, а ў гэтым годзе — адзіным.

Школа праходзіць непасрэдна на тэрыторыі Еўрапейскай арганізацыі ядзерных даследаванняў непадалёк ад Жэневы. СЕRN — цэнтр сучаснай фізікі. На яго тэрыторыі размяшчаецца Вялікі адронны калайдар. Арганізацыя стваралася пад эгідай ЮНЕСКА і з самага пачатку ставіла сваёй задачай зрабіць перадавыя веды і адкрыцці даступнымі грамадству.

— Калі пасля свайго запуску ў 2008 годзе калайдар менш чым праз два тыдні спыніўся, прычым надоўга, ён стаў «героем» загалоўкаў у жоўтай прэсе і аб'ектам для жартаў, маўляў, колькі ж грошай пусцілі на вецер. Тым больш што даследаванні, якія там праводзяцца, знаходзяцца па-за межамі разумення большасці з нас...

— Вялікі адронны калайдар — самы магутны паскаральнік зараджаных часціц на сустрэчных пучках, які прызначаны для разгону пратонаў і цяжкіх іонаў (іонаў свінцу) і вывучэння прадуктаў іх сутыкненняў. Гэта самая буйная эксперыментальная ўстаноўка ў свеце. У будаўніцтве і даследаваннях удзельнічалі і ўдзельнічаюць больш за 10 тысяч навукоўцаў і інжынераў больш чым са ста краін. «Вялікім» ён названы з-за сваіх памераў: даўжыня асноўнага кальца паскаральніка складае амаль 27 кіламетраў. «Адронным» — таму што паскарае адроны (цяжкія часціцы, якія складаюцца з кваркаў). А «калайдарам» (англ. Соllіdеr — сутыкненне) — з-за таго, што пучкі часціц паскараюцца ў процілеглых напрамках і сутыкаюцца ў спецыяльных кропках.

Выява дэ­тэк­та­ра CMS у на­ту­раль­ным па­ме­ры ў офісе CERN.

Для даследавання вынікаў гэтых сутыкненняў у чатырох кропках скрыжавання пучкоў устаноўлены дэтэктары. Дэтэктар АTLАS прызначаны для пошуку новых невядомых часціц, якія могуць падказаць навукоўцам шляхі да «новай фізікі», адметнай ад стандартнай мадэлі. Дэтэктар СMS — для атрымання базона Хігса і даследавання цёмнай матэрыі. Дэтэктар АLІСЕ — для даследаванняў матэрыі пасля Вялікага выбуху і пошуку кварк-глюоннай плазмы, а дэтэктар LHСb даследуе прычыну прэваліравання матэрыі над антыматэрыяй. Каб уявіць маштабы, дастаткова сказаць, што на дзвюх самых вялікіх устаноўках — АTLАS і СMS — задзейнічаны прыкладна па дзве тысячы чалавек. У АTLАS гэта дзве тысячы чалавек з 35 інстытутаў! А кошт кожнай з іх перавышае паўмільярда долараў.

— Вы згадалі даследаванні антыматэрыі. Гэта ўвогуле нешта з разраду фантастыкі...

— Прызнаюся, што калі мы з калегамі апынуліся на фабрыцы антыматэрыі, то было ўражанне, што мы знаходзімся за межамі рэчаіснасці — настолькі неверагоднымі здаюцца эксперыменты, якія тут праводзяць. Але ж іх вынікі цалкам рэальныя: даказана, што тэрапія анкалагічных захворванняў антыпратонамі ў чатыры разы больш эфектыўная, чым іх антычасціцамі — звычайнымі пратонамі. Менавіта паскаральнік зараджаных часціц на гэтай фабрыцы дазваляе атрымліваць высакаякасны і пры гэтым нізкаэнергетычны пучок антыпратонаў — такі, які патрабуецца для біямедыцынскіх даследаванняў.

Увогуле, праграма для педагогаў была вельмі насычаная: гэта і цікавыя лекцыі аб сучаснай фізіцы, і сустрэчы з навукоўцамі-фізікамі ў рабочай і нефармальнай атмасферы, экскурсіі, сесіі пытанняў і адказаў. Настаўнікам была дадзена магчымасць наведаць эксперыментальныя ўстаноўкі Вялікага адроннага калайдара, а таксама цэнтр кіравання LHС ССС, выпрабавальную ўстаноўку SM18 для тэсціравання магнітаў пры нізкіх тэмпературах.

У падземнай шахце побач з асноўным тунелем.

Удзельнікі школы таксама знаёміліся з эксперыментам АMS — гэта першы вялікі магнітны спектрометр, які працуе ў космасе. Падчас наведвання мы бачылі ў рэжыме рэальнага часу на вялікім экране касманаўтаў, якія знаходзяцца на Міжнароднай касмічнай станцыі. Акрамя гэтага, наведалі вядомы музей «Мікракосм», вучэбна-даследчую фізічную лабараторыю S'Сооl Lаb і медыйны цэнтр «Глобус». Ва ўсіх памяшканнях СЕRN — шмат вялікіх экранаў, на якіх бачныя вынікі даследаванняў, якія адбываюцца на паскаральніках у рэальным часе. Нават у ліфце гатэля, дзе мы жылі, былі такія ж экраны. А ў фізічнай лабараторыі настаўнікі самі праводзілі эксперымент па стварэнні камеры Вільсана для выяўлення трэкаў элементарных часціц. Мы пабывалі пад зямлёй на глыбіні 80 метраў у тунэлі, дзе побач за сцяной ляцяць з хуткасцю, блізкай да хуткасці святла, згусткі пратонаў, вельмі магутныя дэтэктары фіксуюць сутыкненні часціц, а трэкі малююць карціны будучых адкрыццяў.

— А ці ўдалося вам знайсці сляды прысутнасці на калайдары беларускай навукі?

— У СЕRN асабліва адчуваецца яднанне навукоўцаў усяго свету, якое дазваляе скараць самыя неймаверныя вяршыні, адкрываць самыя складаныя пытанні светабудовы. Я, напрыклад, з гонарам даведалася, што беларускія навукоўцы і інжынеры таксама паспяхова ўдзельнічалі ў стварэнні складаных сістэм эксперыментальных установак у СЕRN. Гаворка ідзе пра стварэнне вузлоў і дэталяў дэтэктара АTLАS. Супрацоўнікі Нацыянальнага цэнтра фізікі часціц і высокіх энергій БДУ сумесна з Мінскімі трактарным і станкабудаўнічым заводамі вырабілі і паставілі ў Швейцарыю буйнагабарытныя дэталі каларыметрычнай і магнітнай падсістэм дэтэктара. Не так даўно нашы фізікі атрымалі новы заказ на распрацоўку элементаў электронікі, неабходных для счытвання сігналаў з мюонных камер — высокадакладных вырабаў для рэгістрацыі высокаэнергетычных часціц на эксперыментальных устаноўках калайдара.

Удзел у навуковай школе і магчымасць убачыць на свае вочы дасягненні чалавечага розуму далі магутны імпульс да развіцця. Дакрануўшыся да вялікай навукі, хочацца далучаць да яе цудоўнага свету і сваіх вучняў, паказваць ім прыгажосць навуковых адкрыццяў, перадаваць дзецям разуменне актуальнасці фізікі ў нашым жыцці, настройваць на правільны выбар жыццёвага шляху. І, вядома ж, яшчэ больш зацікавіць вывучэннем таямніц светабудовы, ну і, вядома, вывучэннем фізікі.

Выконваем лабараторную работу па стварэнні камеры Вільсана для выяўлення трэкаў часціц.


Даведка

У 2017 годзе Вялікі адронны калайдар адзначыў своеасаблівы юбілей: на ім адбылося 10 000 000 000 000 000-е сутыкненне часціц. Гэта рэкорд для паскаральнікаў высокай энергіі.

Летась фізікамі, якія праводзілі эксперыменты на калайдары, было зроблена некалькі істотных дасягненняў, пачынаючы з вылучэння прыкмет адрозненняў паміж матэрыяй і антыматэрыяй і заканчваючы верагодным зліццём кваркаў — часціц, якія ўваходзяць у склад іншых элементарных часціц, што цягне за сабой вылучэнне велізарнай колькасці энергіі.

У ліпені на калайдары знайшлі пентакваркі — субатамныя часціцы, існаванне якіх раней лічылася недаказаным. Такім чынам эксперыменты пахіснулі стандартную мадэль фізікі.

Зараз Вялікі адронны калайдар спынены на працяглыя канікулы: тут праводзяцца планавыя тэхнічныя работы. Яго запусцяць толькі ў сакавіку 2018 года.

Надзея НІКАЛАЕВА

nіkalaeva@zvіazda.by

Загаловак у газеце: «Дакрануцца» да калайдара

Дадаць каментар

Выбар рэдакцыі

Грамадства

Вынікі на ЦТ ацэньваліся па дзвюх методыках

Вынікі на ЦТ ацэньваліся па дзвюх методыках

Але сертыфікаты абітурыенты атрымалі з баламі па ранейшай сістэме падлікаў.

Грамадства

Дызайнерка з Оршы зладзіла вяселле з беларускім каларытам

Дызайнерка з Оршы зладзіла вяселле з беларускім каларытам

Ідэя зладзіць свята ў беларускім стылі належыць яе выбранніку Аляксею Валадзько.

Прэзідэнт

Чаму буксуе «аршанская мадэль»?

Чаму буксуе «аршанская мадэль»?

Вынікі рэзананснай камандзіроўкі Прэзідэнта ў Аршанскі раён падвялі на спецыяльнай нарадзе — не абышлося без адставак.

Грамадства

Якія патрабаванні прад'яўляюцца да новых падручнікаў?

Якія патрабаванні прад'яўляюцца да новых падручнікаў?

У наступным навучальным годзе ў беларускіх школах будуць выкарыстоўвацца 44 новыя вучэбныя дапаможнікі.