Вопросы безопасности Большого адронного коллайдера

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
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[править | править вики-текст]

Основная критика[править | править вики-текст]

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[1][2]. 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.[источник не указан 2740 дней]

В связи с опасностью экспериментов на БАК наиболее часто упоминается теоретическая возможность появления в коллайдере микроскопических чёрных дыр[3], 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[4] с критикой норм безопасности, принятых CERN, поскольку ожидаемый ущерб (то есть произведение вероятности события на число жертв) является, по его мнению, неприемлемым.

Основная антикритика[править | править вики-текст]

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)[5][6][7][8][9].

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[10][11]. По их расчётам максимальная верхняя оценка вероятности катастрофического сценария на БАК составляет 10−31[12].

Страпельки[править | править вики-текст]

Критика[править | править вики-текст]

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 сек. 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[13][14]. 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[править | править вики-текст]

Коллайдер не представляет сколько-нибудь новой по сравнению с предшествующими ускорителями опасности, поскольку энергии столкновения частиц в нём на порядки выше[10][11], 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[править | править вики-текст]

По информации издания New Scientist[15], профессор, д. ф.-м. н. Ирина Арефьева и член-корреспондент РАН, д. ф.-м. н. Игорь Волович[16] полагают, что этот эксперимент может привести к появлению кротовых нор, которые при некоторых условия создают гипотетическую возможность путешествий во времени[17][18]. 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[источник не указан 2611 дней], «кротовых нор» и путешествий во времени[19].

Варианты катастроф[править | править вики-текст]

Сценарий торнадо[править | править вики-текст]

Некоторые считают, что образование микроскопической чёрной дыры[источник не указан 1172 дня] может привести к торнадо, во время которого все материки восточного полушария уйдут под воду, а оставшееся западное полушарие пострадает из-за разлома литосферных плит.

Сценарий превращения в «железную планету»[править | править вики-текст]

Согласно предложенной гипотезе, неконтролируемое образование в Большом Адронном Коллайдере кварк-глюонной плазмы может стать причиной глобальной катастрофы вследствие трансформации всей материи Земли в элементы триады железа (Fe, Co, Ni), то есть существует вероятность превращения Земли в «железную планету» или поток железных астероидов и метеоритов[20].

Судебный иск[править | править вики-текст]

21 марта 2008 года в федеральный окружной суд штата Гавайи (США) был подан иск[21][22] 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.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. The Potential for Danger in Particle Collider Experiments (англ.)
  2. LHC Kritik / LHC Critique " Home
  3. Dimopoulos S., Landsberg G. Black Holes at the Large Hadron Collider (англ.) Phys. Rev. Lett. 87 (2001)
  4. Критический обзор рисков ускорителей. Проза.ру (23 мая 2008). Проверено 17 сентября 2008. Архивировано 6 апреля 2012 года.
  5. Объяснение того, почему БАК будет безопасным (англ.)
  6. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-es.pdf  (исп.)
  7. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-de.pdf  (нем.)
  8. http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-fr.pdf  (фр.)
  9. Грани. Ру // Общество / Наука / Открыта анизотропия космических лучей сверхвысоких энергий
  10. 1 2 Blaizot J.-P. et al. Study of Potentially Dangerous Events During Heavy-Ion Collisions at the LHC.
  11. 1 2 Review of the Safety of LHC Collisions LHC Safety Assessment Group
  12. Какова вероятность катастрофы на LHC?
  13. H. Heiselberg. Screening in quark droplets // The American Physical Society. Physical Review D. — 1993. — Т. 48, № 3. — С. 1418—1423. — DOI:10.1103/PhysRevD.48.1418. DOI:10.1103/PhysRevD.48.1418
  14. M. Alford, K. Rajagopal, S. Reddy, A. Steiner. Stability of strange star crusts and strangelets // The American Physical Society. Physical Review D. — 2006. — Т. 73, 114016. — DOI:10.1103/PhysRevD.73.114016. — arXiv:hep-ph/0604134. DOI:10.1103/PhysRevD.73.114016 arXiv:hep-ph/0604134
  15. https://www.newscientist.com/article/mg19726421.700-2008-does-time-travel-start-here.html 2008: Does time travel start here?
  16. Наталия Лескова. Червоточина во времени. Газета «Русский курьер» № 631 (18 февраля 2008). Проверено 25 августа 2008. Архивировано 6 апреля 2012 года.
  17. Учёные создают машину времени. Газета «Взгляд» (7 февраля 2008). Проверено 25 августа 2008. Архивировано 6 апреля 2012 года.
  18. Time travellers from the future «could be here in weeks» (англ.). Telegraph (2 июня 2008). Проверено 25 августа 2008. Архивировано 6 апреля 2012 года.
  19. Андрей Меркулов. Катастрофа назначена на май. «Российская газета» № 4598 (27 февраля 2008). — Приближающийся пуск ускорителя в ЦЕРНе порождает даже в научной среде тревожные сценарии. Проверено 25 августа 2008.
  20. Коллайдер в ЦЕРНе и вероятность «Железной катастрофы Земли»
  21. Судный день
  22. Asking a Judge to Save the World, and Maybe a Whole Lot More (англ.)