Большой Взрыв на Земле (8) - Темная Материя & Co. Цифровое цунами.
На первый взгляд идея суперсимметрии (Суси) кажется противоречивой: вообще-то теоретики хотят упростить природные законы. А теория Суси, напротив, удваивает путаницу в зоопарке частиц: каждой из 24 известных частиц стандартной модели приписывается до сих пор неизвестный «Суси-партнер».
Но все же Суси окупается для физиков: как говорит Эллис, «она позволяет объединить силы при высоких энергиях». Электричество, магнетизм, ядерные силы и радиация - все они вдруг оказываются разными сторонами одного и того же исходного феномена. Разве можно себе представить еще более прекрасное претворение мечты о единстве в жизнь?
Мало того, к тому же Суси-теория могла бы решить еще одну проблему, над которой астрономы ломают головы уже десятилетиями: загадка Темной Материи.
Дело в том, что уже давно исследователи поняли, что если бы наблюдаемые нами галактики состояли лишь из видимых звезд, они уже давно разлетелись бы под действием центробежной силы. Их скрепляет невидимое вещество, весящее в пять раз больше всей видимой материи. Пока что известно только одно: эта Темная Материя состоит из большого числа частиц, тяжелых как атомы золота, незаметно пролетающих сквозь звезды, планеты и также людей.
Именно это действует и для самого легкого предполагаемого теоретиками Суси-партнера. Не могло ли быть так, что колоссальное количество Суси-вещества появилось во время Большого Взрыва и с тех пор бродит по Вселенной? Именно эти частицы должны возникнуть и в LHC - и это были бы не какие-нибудь экзотические редкости, а вещество, из которого состоит бОльшая часть нашей Вселенной.
Это перспективы, способные вызвать у физиков восхищение. Американский лауреат Нобелевской премии Франк Вильчек уже не хочет даже думать о мире без Суси: «это была бы жестокая шутка матушки-природы - и к тому же признак весьма дурного вкуса».
Частицы Хиггса, черные минидыры, Суси-партнеры - это лишь небольшой перечень из числа придуманных теоретиками измышлений. Теперь для всех них пришло время пройти проверку реальностью.
В центре управления детектором «Атлас» копошатся люди, они сбивчиво объясняются на английском с итальянским, русским, японским акцентами. У некоторых мониторов ученые собрались гроздями. Пять физиков оживленно спорят о визуализации компьютерной симуляции столкновения частиц, проецированной на стену.
Уже не один раз ученые пытаются предсказать в компьютере сигналы, ожидаемые от детектора при запуске ускорителя. И уже не раз из космоса прилетал мюон, пробуривший Землю снизу насквозь и оставивший в машине свой след. Эти частицы только приветствуются, так как это дает ученым возможность проверить возможности своей машины.
Но понять, что же происходит на самом деле, можно будет лишь тогда, когда колосс начнет извергать данные. Спрятанные в подземных гротах компьютеры еще ждут, тихо гудя, своего часа. Но как только в ускорителе столкнутся первые частицы, на них по тонким оранжевым пучкам стекловолоконных кабелей низвергнется цифровое цунами.
Потому что хотя каждое столкновение протонных пучков ведет лишь к 20 столкновениям частиц, следующие произойдут уже тогда, когда детектор еще содержит осколки предыдущих - так каждую секунду ожидается 600 млн. столкновений.
Результирующими данными можно было бы заполнить все немецкие университетские библиотеки - каждую секунду заново. «На это неспособны даже лучшие компьютеры в мире», говорит работающая в отделе обработки данных Дорис Бурхард-Кромек.
Она считает необходимым извиняться, принимая посетителей на своем будущем рабочем месте: помещение как будто не используется и похоже на странное сочетание из классной комнаты и строительного офиса.
Помещение обустраивается в безыскусном контейнере на территории проекта «Атлас»: «все деньги уходят на эксперимент,» - говорит Бурхард-Кромек.
Ученые размещаются дюжинами в этих бараках; они готовятся к тому, чтобы управлять потоком данных из глубины. «Одна из важнейших задач - решить, какие данные мы хотим сохранить», - объясняет Бурхард-Кромек. Компьютер должен в течение микросекунд решить, имеет ли смысл более подробный разбор одного столкновения частиц. Одно такое событие должно пройти через три фильтра, только одно из 200 000 проходит через них. Это значит, что всего лишь одно из 200 000 столкновений частиц будет вообще подробно анализировано. Как же может программное обеспечение искать что-то, ему еще неизвестное?
Но все же Суси окупается для физиков: как говорит Эллис, «она позволяет объединить силы при высоких энергиях». Электричество, магнетизм, ядерные силы и радиация - все они вдруг оказываются разными сторонами одного и того же исходного феномена. Разве можно себе представить еще более прекрасное претворение мечты о единстве в жизнь?
Мало того, к тому же Суси-теория могла бы решить еще одну проблему, над которой астрономы ломают головы уже десятилетиями: загадка Темной Материи.
Дело в том, что уже давно исследователи поняли, что если бы наблюдаемые нами галактики состояли лишь из видимых звезд, они уже давно разлетелись бы под действием центробежной силы. Их скрепляет невидимое вещество, весящее в пять раз больше всей видимой материи. Пока что известно только одно: эта Темная Материя состоит из большого числа частиц, тяжелых как атомы золота, незаметно пролетающих сквозь звезды, планеты и также людей.
Именно это действует и для самого легкого предполагаемого теоретиками Суси-партнера. Не могло ли быть так, что колоссальное количество Суси-вещества появилось во время Большого Взрыва и с тех пор бродит по Вселенной? Именно эти частицы должны возникнуть и в LHC - и это были бы не какие-нибудь экзотические редкости, а вещество, из которого состоит бОльшая часть нашей Вселенной.
Это перспективы, способные вызвать у физиков восхищение. Американский лауреат Нобелевской премии Франк Вильчек уже не хочет даже думать о мире без Суси: «это была бы жестокая шутка матушки-природы - и к тому же признак весьма дурного вкуса».
Частицы Хиггса, черные минидыры, Суси-партнеры - это лишь небольшой перечень из числа придуманных теоретиками измышлений. Теперь для всех них пришло время пройти проверку реальностью.
В центре управления детектором «Атлас» копошатся люди, они сбивчиво объясняются на английском с итальянским, русским, японским акцентами. У некоторых мониторов ученые собрались гроздями. Пять физиков оживленно спорят о визуализации компьютерной симуляции столкновения частиц, проецированной на стену.
Уже не один раз ученые пытаются предсказать в компьютере сигналы, ожидаемые от детектора при запуске ускорителя. И уже не раз из космоса прилетал мюон, пробуривший Землю снизу насквозь и оставивший в машине свой след. Эти частицы только приветствуются, так как это дает ученым возможность проверить возможности своей машины.
Но понять, что же происходит на самом деле, можно будет лишь тогда, когда колосс начнет извергать данные. Спрятанные в подземных гротах компьютеры еще ждут, тихо гудя, своего часа. Но как только в ускорителе столкнутся первые частицы, на них по тонким оранжевым пучкам стекловолоконных кабелей низвергнется цифровое цунами.
Потому что хотя каждое столкновение протонных пучков ведет лишь к 20 столкновениям частиц, следующие произойдут уже тогда, когда детектор еще содержит осколки предыдущих - так каждую секунду ожидается 600 млн. столкновений.
Результирующими данными можно было бы заполнить все немецкие университетские библиотеки - каждую секунду заново. «На это неспособны даже лучшие компьютеры в мире», говорит работающая в отделе обработки данных Дорис Бурхард-Кромек.
Она считает необходимым извиняться, принимая посетителей на своем будущем рабочем месте: помещение как будто не используется и похоже на странное сочетание из классной комнаты и строительного офиса.
Помещение обустраивается в безыскусном контейнере на территории проекта «Атлас»: «все деньги уходят на эксперимент,» - говорит Бурхард-Кромек.
Ученые размещаются дюжинами в этих бараках; они готовятся к тому, чтобы управлять потоком данных из глубины. «Одна из важнейших задач - решить, какие данные мы хотим сохранить», - объясняет Бурхард-Кромек. Компьютер должен в течение микросекунд решить, имеет ли смысл более подробный разбор одного столкновения частиц. Одно такое событие должно пройти через три фильтра, только одно из 200 000 проходит через них. Это значит, что всего лишь одно из 200 000 столкновений частиц будет вообще подробно анализировано. Как же может программное обеспечение искать что-то, ему еще неизвестное?