Interested Article - Вопросы безопасности Большого адронного коллайдера

Схема расположения Большого адронного коллайдера

Некоторые специалисты, а также простые граждане, поднимают вопросы по безопасности Большого адронного коллайдера . Эти вопросы имеют заметный резонанс в средствах массовой информации.

Основная критика и антикритика

Основная критика

Некоторые специалисты и представители общественности высказывают опасения, что существует вероятность выхода проводимых в коллайдере экспериментов из-под контроля и развития цепной реакции, которая при определённых условиях теоретически может уничтожить всю планету. Из-за подобных настроений БАК иногда расшифровывают как Last Hadron Collider (« Последний адронный коллайдер»). Аргументы скептиков, сомневающихся в безопасности БАК, изложены на соответствующих сайтах . Многие ученые считают недостаточно обоснованным обзор безопасности CERN «Review of the Safety of LHC Collisions» группы безопасности (LHC safety assessment group (LSAG)), представленной физиками-теоретиками Джоном Эллисом (John Ellis), Джианом Гуидче (Gian Giudice), Микеланджело Мангано (Michelangelo Mangano), Игорем Ткачёвым и Урсом Видеманном (Urs Wiedemann), и требуют прекратить эксперименты на коллайдере и рассмотреть все аспекты безопасности экспериментов на коллайдере независимой междисциплинарной комиссией. В связи с опасностью экспериментов на БАК наиболее часто упоминается теоретическая возможность появления в коллайдере микроскопических чёрных дыр , а также теоретическая возможность образования сгустков антиматерии и магнитных монополей с последующей цепной реакцией захвата окружающей материи.

Английский физик-теоретик Эдриан Кент опубликовал научную статью с критикой норм безопасности, принятых CERN, поскольку ожидаемый ущерб (то есть произведение вероятности события на число жертв) является, по его мнению, неприемлемым.

Основная антикритика

В качестве основных аргументов в пользу необоснованности катастрофических сценариев приводятся ссылки на то, что Земля , Луна и другие планеты постоянно бомбардируются потоками космических частиц с гораздо более высокими энергиями. Такие природные частицы, энергии которых эквивалентны (и даже на порядки выше) энергиям на БАК, обнаруживают в космических лучах (см.: Зэватрон ) .

Часто в качестве гарантии безопасности упоминается успешная работа ранее введённых в строй коллайдеров RHIC и Теватрон . Но концентрация протонов и тяжелых ионов в БАК будет на порядок выше, чем в этих ускорителях. Поэтому коллайдеры, подобные LHC, могут представлять глобальную опасность, как реакционные системы, генерирующие уже не единичные явления, а экстремальные процессы, отсутствующие в земных условиях.

Возможность образования микроскопических чёрных дыр не отрицается специалистами CERN, однако при этом заявляется, что в нашем трёхмерном пространстве такие объекты могут возникать только при энергиях, на 16 порядков больших энергии пучков в БАК. Гипотетически микроскопические чёрные дыры могут появляться в экспериментах на БАК в предсказаниях теорий с дополнительными пространственными измерениями. Такие теории пока не имеют каких-либо экспериментальных подтверждений. Однако, даже если чёрные дыры будут возникать при столкновении частиц в БАК, предполагается, что они будут чрезвычайно неустойчивыми вследствие излучения Хокинга и будут практически мгновенно испаряться в виде обычных частиц. И для того, чтобы это произошло, микродыра должна разрастись до большого размера.

Указанные в критике теоретические возможности были рассмотрены специальной группой CERN, подготовившей соответствующий доклад, в котором все подобные опасения признаются необоснованными . По их расчётам максимальная верхняя оценка вероятности катастрофического сценария на БАК составляет 10 −31 .

Страпельки

Критика

Элементарные частицы , состоящие из « верхних », « нижних » и « странных » кварков , и даже более сложные структуры, аналогичные атомным ядрам , обильно производятся в лабораторных условиях, но распадаются за время порядка 10 −9 с. Это обусловлено гораздо большей массой странного кварка по сравнению с верхним и нижним. Вместе с тем существует гипотеза, что достаточно большие «странные ядра», состоящие из примерно равного количества верхних, нижних и странных кварков, могут быть более стабильными. Дело в том, что кварки относятся к фермионам , а принцип Паули запрещает двум одинаковым фермионам находиться в одном и том же квантовом состоянии, вынуждая частицы, «не успевшие» занять низкоэнергетичные состояния, размещаться на более высоких энергетических уровнях. Поэтому если в ядре имеется три разных сорта (« аромата ») кварков, а не два, как в обычных ядрах, то большее количество кварков может находиться в низкоэнергетических состояниях, не нарушая принципа Паули. Такие гипотетические ядра, состоящие из трёх сортов кварков, и называются страпельками.

Предполагается, что страпельки, в отличие от обычных атомных ядер, могут оказаться устойчивыми по отношению к спонтанному делению даже при больши́х массах . Если это верно, то страпельки могут достигать макроскопических и даже астрономических размеров и масс.

Предполагается также, что столкновение страпельки с ядром какого-нибудь атома может вызывать его превращение в странную материю, которое сопровождается выделением энергии. В результате во все стороны разлетаются всё новые страпельки, что теоретически может приводить к цепной реакции.

Антикритика

Коллайдер не представляет сколько-нибудь новой по сравнению с предшествующими ускорителями опасности, поскольку энергии столкновения частиц в нём на порядки выше , чем те, при которых могут эффективно образовываться ядра (будь то обычные или страпельки). Так что если бы страпельки могли возникать в БАК, они бы в ещё больших количествах возникали и в релятивистском ускорителе тяжёлых ионов RHIC , поскольку количество столкновений там выше, а энергии ниже. Но этого не происходит.

Образование кротовых нор

По информации издания New Scientist , профессор, д. ф.-м. н. Ирина Арефьева и член-корреспондент РАН , д. ф.-м. н. Игорь Волович полагают, что этот эксперимент может привести к появлению кротовых нор , которые при некоторых условиях создают гипотетическую возможность путешествий во времени . Они считают, что протонные столкновения могут породить пространственно-временны́е « кротовые норы ».

Противоположных взглядов придерживается заведующий отделом НИИ ядерной физики МГУ д. ф.-м. н. Эдуард Боос , отрицающий возникновение в коллайдере макроскопических чёрных дыр, а следовательно, «кротовых нор» и путешествий во времени .

Судебные иски

21 марта 2008 года в федеральный окружной суд штата Гавайи (США) был подан иск Уолтера Вагнера ( англ. Walter L. Wagner ) и Луиса Санчо ( англ. Luis Sancho ), в котором они, обвиняя CERN в попытке устроить конец света, требуют запретить запуск коллайдера до тех пор, пока не будет гарантирована его безопасность. Вскоре иск отклонили .

26 августа 2008 года группа европейских учёных [ каких? ] обратилась в Европейский суд по правам человека , иск также был отклонён .

Примечания

  1. от 13 декабря 2007 на Wayback Machine (англ.)
  2. . Дата обращения: 14 апреля 2010. 12 апреля 2010 года.
  3. Dimopoulos S., Landsberg G. от 8 декабря 2009 на Wayback Machine (англ.) Phys. Rev. Lett. 87 (2001)
  4. . Проза.ру (23 мая 2008). Дата обращения: 17 сентября 2008. 13 сентября 2008 года.
  5. от 13 мая 2008 на Wayback Machine (англ.)
  6. от 24 сентября 2009 на Wayback Machine (исп.)
  7. от 31 июля 2009 на Wayback Machine (нем.)
  8. от 24 сентября 2009 на Wayback Machine (фр.)
  9. . Грани. Ру. Дата обращения: 20 ноября 2009. 16 апреля 2009 года.
  10. Blaizot J.-P. et al. от 7 сентября 2008 на Wayback Machine
  11. от 14 апреля 2010 на Wayback Machine LHC Safety Assessment Group
  12. Дата обращения: 23 августа 2009. 9 августа 2009 года.
  13. H. Heiselberg. // The American Physical Society. Physical Review D. — 1993. — Т. 48 , № 3 . — С. 1418—1423 . — doi : . doi :
  14. M. Alford, K. Rajagopal, S. Reddy, A. Steiner. // The American Physical Society. Physical Review D. — 2006. — Т. 73, 114016 . — doi : . — arXiv : . doi : arXiv :
  15. от 15 июня 2015 на Wayback Machine 2008: Does time travel start here?
  16. Наталия Лескова. . Газета « Русский курьер » № 631 (18 февраля 2008). Дата обращения: 25 августа 2008. Архивировано из 28 февраля 2009 года.
  17. . Газета « Взгляд » (7 февраля 2008). Дата обращения: 25 августа 2008. 13 августа 2008 года.
  18. (англ.) . Telegraph (2 июня 2008). Дата обращения: 25 августа 2008. 6 апреля 2012 года.
  19. Андрей Меркулов. . «Российская газета» № 4598 (27 февраля 2008). — Приближающийся пуск ускорителя в ЦЕРНе порождает даже в научной среде тревожные сценарии. Дата обращения: 25 августа 2008. 30 августа 2008 года.
  20. . Дата обращения: 23 августа 2009. 13 августа 2009 года.
  21. от 12 июля 2019 на Wayback Machine (англ.)
Источник —

Same as Вопросы безопасности Большого адронного коллайдера