Вещь недели: Большой адронный коллайдер

Аршана Шарма, старший научный сотрудник департамента физики высоких энергий ЦЕРН, участник первого запуска Большого адронного коллайдера, в ходе которого был открыт бозон Хиггса, рассказала о пользе побочных открытий и прибыльности мегапроектов в науке.

Европейский центр ядерных исследований работает больше 60 лет, Большому адронному коллайдеру в этом году исполнится семь лет, но люди по-прежнему чаще всего спрашивают, зачем нужно первое и второе и на что тратят миллионы долларов.

На первый вопрос я отвечу просто: ЦЕРН — это ООН, только без политики. Это настоящее объединение наций, когда находят общий язык и работают вместе тысячи ученых из 100 стран, в том числе из тех, которые в этот момент воюют друг с другом.

Ответить на второй вопрос сложнее. Мы не можем предсказать реальную сферу приложения наших открытий. Точно так же, как в ХIX веке ученые, которые исследовали электричество и магнетизм, не могли предсказать появление компьютеров или мобильных телефонов. Но без этих исследований не было бы ни того, ни другого.

Сегодня одно из главных исследовательских детищ нашего центра — Большой адронный коллайдер. Огромная машина ускоряет два пучка атомных частиц в противоположных направлениях на 27 километрах протяженности коллайдера. Когда пучки достигают максимальной скорости, БАК позволяет им столкнуться в 4 точках на их круговом пути. Детекторы следят за миллионами столкновений и могут определить особенности поведения новых частиц, выделив их из тысяч тех, что не представляют интереса. В общем, после запуска БАК наши лаборатории превращаются в самый мощный в мире микроскоп для поиска элементарных частиц. В ходе этих экспериментов мы хотим выяснить, почему частицы двигаются именно так, как двигаются, каков характер доминирующей во Вселенной невидимой темной материи, откуда произошла обычная видимая материя, из которой состоим мы, и какова природа плазмы.

Звучит зубодробительно, но так мы подходим к ответу на вопрос, на что и для чего тратятся миллионы.

Только для того, чтобы запустить БАК, физиками и инженерами ЦЕРНа на протяжении десятилетий были сделаны сотни открытий, разработаны тысячи дополнительных технологий. Начиная с криогенной электроники или информатики и заканчивая всем известным интернетом. Эта сеть была изобретена у нас, всего пару десятилетий назад. А сейчас стала тем, без чего не представляют себе жизнь миллиарды людей на Земле. Хотя для нас интернет — это прежде всего World-Wide LHC Computing Grid — система из тысячи компьютеров по всему миру, которая анализирует колоссальные объемы данных экспериментов на БАК.

Но главная наша цель даже не БАК и его огромные ускорители. А создание своеобразного инкубатора для изобретения и развития новых продуктов, услуг и идей. Среда, в которой используют и применяют результаты научных исследований без каких-либо границ.

Для того чтобы предложить и отстоять смелую научную идею, нужны единомышленники. А если эти единомышленники работают в разных сферах, их идеи начинают "мигрировать", находить неожиданное применение и в итоге двигать прогресс. И это становится общим правилом. Например CCD-тепловизоры, изначально предназначенные для космического телескопа "Хаббл", теперь используются при диагностике рака молочной железы, снижая затраты хирургии на 75%. Адаптивная оптика новых телескопов поможет создать карту сетчатки глаза. Позитронно-эмиссионная томография сейчас важна для локализации и изучения определенных видов рака, а изначально она создавалась для изучения антиматерии. Нынешнее поколение детекторов, разрабатываемых в ЦЕРНе, должно стать прообразом цифровых приемников рентгеновских лучей, которые позволят рентгенологам создать высококачественное изображение при более низких дозах облучения.

Фото: National Geographic

Это только первый уровень использования технологий. А ведь тот же интернет доказал, что вполне реально создать "мечту синоптиков", системную сетку погоды — при помощи тысяч взаимосвязанных компьютеров, которые в реальном времени помогают обрабатывать сложные метеорологические данные для улучшения прогнозирования.

Список выгод бесконечен. В двух словах: значительные доходы от финансовых вложений исходят в основном от мегапроектов. И деньги, вложенные в большие научные проекты, приносят как минимум вдвое больше прибыли инвесторам.

Я полагаю, Украине стоит подумать о возможности запустить свой проект. Наука в любом случае прорастет прибылями, нужно только решиться.