1-2 с≥чн¤ 2001 р. (158-159) –≈«ќЌјЌ—

ѕро ф≥зику - тепер говорити начебто не модно, а бути ф≥зиком - не престижно. ћинули т≥ роки, коли про них зн≥мали ф≥льми, а на ф≥зичн≥ факультети були величезн≥ конкурси. —ьогодн≥ на слуху економ≥ка, еколог≥¤, б≥оф≥зика ≥, звичайно ж, генетика. якщо XX стол≥тт¤ вважаЇтьс¤ стол≥тт¤м ф≥зики, то XXI пророкують - генетики. ўо ж, людство зм≥нило пр≥оритети. ≤ це добре. Ќаука нарешт≥ повернулас¤ обличч¤м до людини ≥ в≥д п≥дкоренн¤ природи почала потроху переор≥Їнтовуватис¤ на њњ досл≥дженн¤ та захист. јле в≥дсутн≥сть ≥нтересу широкого загалу до ф≥зики зовс≥м не означаЇ, що в ц≥й галуз≥ науки вже все досл≥джено ≥ н≥чого нового не в≥дбуваЇтьс¤. Ќавпаки, ф≥зика зараз проходить стад≥ю революц≥йних перетворень, а науковц¤ми зроблен≥ в≥дкритт¤, здатн≥ зруйнувати п≥двалини наших у¤влень про будову навколишнього св≥ту. як результат, значна частина ф≥зичних знань нав≥ть недалекого минулого вже суттЇво застар≥ла, адже фундаментальн≥ в≥дкритт¤ сиплютьс¤ немов з рогу достатку. ≤нод≥ вони наст≥льки надзвичайн≥ та вражаюч≥, що нав≥ть профес≥оналов≥ пов≥рити в них нелегко, а тим б≥льше - роз≥братис¤, особливо ¤кщо пов≥домленн¤ про в≥дкритт¤ з'¤вл¤ютьс¤ в попул¤рних виданн¤х (не в образу гуман≥тар≥¤м сказано). “ож спробуЇмо роз≥братис¤ разом. ћета цього циклу статей - розпов≥сти допитливим ≥ небайдужим - про найб≥льш видатн≥ та резонансн≥ (саме дл¤ У–езонансуФ) навколоф≥зичн≥ в≥дкритт¤ останн≥х рок≥в.

ѕочнемо з сенсац≥йноњ под≥њ, ¤ка викликала величезний ≥нтерес у всьому св≥т≥, з розпов≥д≥ про те, ¤к ф≥зики моделювали ¬еликий ¬ибух. ¬≥домо, що внасл≥док цього 13,7 млрд. рок≥в тому народивс¤ наш ¬сесв≥т ≥ матер≥¤ почала розл≥татис¤ у простор≥ в р≥зних напр¤мках з величезною швидк≥стю. “еоретично цей процес досл≥джений дуже добре, ≥ ф≥зики знають, що в≥дбувалос¤ у ¬сесв≥т≥ з часу приблизно 10^-43 ≥ з моменту ¬ибуху. “еор≥¤ п≥дтверджуЇтьс¤ непр¤мими фактами, отриманими в результат≥ спостереженн¤ за навколишн≥м ¬сесв≥том за допомогою наукових прилад≥в (передус≥м - телескоп≥в). јле тепер прийшла черга в лабораторних умовах побачити, ¤к в≥дбувавс¤ ¬еликий ¬ибух.

ѕрограма в≥дпов≥дних досл≥джень почалас¤ ще у 1994 роц≥ на найб≥льшому в св≥т≥ прискорювач≥ елементарних часток центру ™вропейських ¤дерних досл≥джень (÷≈–Ќ, ∆енева). «а участю пров≥дних наукових ≥нститут≥в „ех≥њ, ‘ранц≥њ, ≤нд≥њ, ≤тал≥њ, Ќ≥меччини, Ўвец≥њ та Ўвейцар≥њ цей прискорювач був модерн≥зований ≥ пристосований дл¤ нових потреб. ѕот≥м була проведена ц≥ла низка (с≥м) дуже складних експеримент≥в, п≥д час ¤ких ≥ моделювавс¤ ¬еликий ¬ибух.

ƒо реч≥, нам≥р зд≥йснити ц≥ експерименти не на жарт перел¤кав декого. «'¤вилис¤ застереженн¤, що моделюванн¤ ¬еликого ¬ибуху в лабораторних умовах може вийти з п≥д контролю ≥ виникне Учорна д≥ркаФ (точковий об'Їкт з величезною масою, поверхню ¤кого не може покинути нав≥ть св≥тло), ¤ка, наче пилосос, миттЇво поглине спочатку прискорювач, пот≥м Ўвейцар≥ю ≥з ‘ранц≥Їю ≥, врешт≥-решт, усю «емлю з њњ не в м≥ру допитливими мешканц¤ми. јмериканський ≥ де¤к≥ Ївропейськ≥ ур¤ди заснували спец≥альну ком≥с≥ю, ¤ка звернулась до найв≥дом≥ших учених ≥з вимогою п≥дписати Угарант≥йний листФ, де б засв≥дчувалос¤, що к≥нц¤ св≥ту в результат≥ експерименту не в≥дбудетьс¤. Ќайкращ≥ ф≥зики-¤дерники, Ќобел≥вськ≥ лауреати поставили п≥дписи - ≥ т≥льки тод≥ вченим дозволили змоделювати ¬еликий ¬ибух.

” лютому 2000 року результати експерименту нарешт≥ були обнародуван≥. …шла пр¤ма трансл¤ц≥¤ в≥дпов≥дного наукового сем≥нару на всесв≥тню комп'ютерну мережу. «а допов≥д¤ми ф≥зик≥в, затамувавши подих, сл≥дкував увесь науковий св≥т.

≈ксперимент у ∆енев≥ був найдорожчим (за витраченими коштами) експериментом ус≥х час≥в. “≥льки за право досл≥дник≥в вз¤ти в ньому участь ур¤ди 20 Ївропейських крањн заплатили ÷≈–Ќу сотн≥ м≥льйон≥в долар≥в. ¬ чому його суть? ¬насл≥док з≥ткненн¤ з м≥шенню пучк≥в ≥он≥в свинцю, ¤к≥ роз≥гнали в прискорювач≥ протон≥в (—≈RN's Suреr –гоtоn Sуnсhrotron) до енерг≥њ 33 “е¬ (1 “е¬ = 10¹² е¬), були отримаю умови, що в≥дпов≥дали станов≥ нашого ¬сесв≥ту в момент часу приблизно 10 м≥кросекунд в≥д моменту вибуху. ƒо цього еволюц≥ю матер≥њ вдавалос¤ простежити до стад≥њ не ран≥ше ¤к три хвилини п≥сл¤ ¬ибуху, коли вже були сформован≥ ¤дра атом≥в. ѕри з≥ткненн≥ ≥он≥в з м≥шенню виникла температура, ¤ка с¤гала трилл≥она градус≥в - у 100 тис¤ч раз≥в б≥льше, н≥ж в середин≥ —онц¤! ў≥льн≥сть отриманоњ при цьому енерг≥њ у 20 раз≥в перевищувала щ≥льн≥сть матер≥њ у ¤др≥ атома.

ўо ж показали досл≥дженн¤? ƒо повного усв≥домленн¤ отриманих результат≥в ще далеко, оск≥льки њх обробка займе не один р≥к, але можна вже говорити про де¤к≥ попередн≥ висновки. ѕо-перше, зроблений значний крок на шл¤ху розум≥нн¤ ранн≥х етап≥в еволюц≥њ ¬сесв≥ту. ѕо-друге, вперше в ≥стор≥њ людства вдалос¤ одержати новий стан речовини - так звану кварк - глюонну плазму. ÷ей, п'¤тий, стан речовини (до цього було в≥домо чотири: твердий, р≥дкий, газопод≥бний та плазма) - в≥дкриваЇ зовс≥м нове поле дл¤ науки майбутнього, ¤ке, можливо, принесе людству необмежен≥ можливост≥ отриманн¤ енерг≥њ.

ўо ж представл¤Ї собою кварк - глюонна плазма? «г≥дно з сучасною теор≥Їю будови речовини б≥льш≥сть м≥крочастинок (клас адрон≥в) - наприклад, протони чи нейтрони - складаютьс¤ з ≥ще б≥льш простих частинок, кварк≥в, ¤к≥ мають незвичайн≥ властивост≥: зар¤д ѓх менший, н≥ж у електрона (а в школ≥ вчать, що зар¤д≥в менших за 1,6х10^-19  л у природ≥ не ≥снуЇ).  варки зараз вважаютьс¤ найменшим структурним елементом матер≥њ. –азом у середин≥ адрону њх утримують сили, обумовлен≥ безперервним випром≥нюванн¤м та поглинанн¤м ними частинок, ¤к≥ отримали назву глюон≥в (в≥д англ≥йського glue - УклейФ). —или ц≥ ведуть себе парадоксально: чим щ≥льн≥ше розташован≥ кварки, тим вони слабш≥. Ќаприклад, у середин≥ протона чи нейтрона кварки практично не взаЇмод≥ють, але при спроб≥ розбити цю частину взаЇмод≥¤ м≥ж ними зростаЇ у м≥льйони раз≥в. “ому зробити кварки ≥ глюони в≥льними можна лише витративши колосальну енерг≥ю. ќтримати њњ ≥ вдалос¤ саме у прискорювач≥ важких ≥он≥в.

¬ивченн¤ кварк-глюонноњ плазми дуже перспективне, бо даЇ змогу вченим п≥дступитис¤ до джерела енерг≥њ, в тис¤ч≥ раз≥в потужн≥шого в≥д ¤дерноњ. «араз досл≥дженн¤м ц≥Їњ плазми почали займатис¤ американц≥. ÷ентром експеримент≥в з п'¤тим станом речовини вже в цьому роц≥ стане колайдер (тип прискорювача) важких рел¤тив≥стських ≥он≥в (њх швидк≥сть близька до св≥тловоњ) в Ќац≥ональн≥й лаборатор≥њ Ѕрукхевена. ¬чен≥ планують досл≥дити з≥ткненн¤ ¤дер золота, ¤к≥ будуть прискорен≥ до енерг≥й, що у 10 раз≥в перевищуватимуть Уженевськ≥Ф. ј прискорювач у ÷≈–Ќ≥ тимчасово зупинений на реконструкц≥ю - повним ходом йде спорудженн¤ У¬еликого јндронного  оллайдераФ (LHC). ∆еневськ≥ експерименти продовжатьс¤ у 2005 роц≥: плануЇтьс¤ провести з≥ткненн¤ з м≥шенню ≥он≥в, енерг≥¤ ¤ких у 30 раз≥в б≥льша, н≥ж передбачаЇтьс¤ у Ѕрукхевен≥. ÷е дозволить подовжити час житт¤ згустку кварк-глюонноњ плазми ≥ детальн≥ше досл≥дити њњ ф≥зичн≥ властивост≥.

Ѕезперечно, у ф≥зиц≥ зр≥ють епохальн≥ под≥њ. ¬чен≥ всього св≥ту докладають максимальн≥ зусилл¤, аби њх наблизити. Ћюдство маЇ шанс зробити ще один важливий крок до розкритт¤ найб≥льших таЇмниць св≥тобудови ≥, можливо, колись створить новий ¬сесв≥т, адже це не заборонено в≥домими тепер законами ф≥зики.