Вопросы безопасности Большого адронного коллайдера

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая 188.35.131.139 (обсуждение) в 20:00, 1 января 2017 (→Образование кротовых нор). Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
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[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 Ткачевым 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 5349 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

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 расчетам максимальная верхняя оценка вероятности катастрофического сценария на БАК составляет 10−31[12].

Страпельки

Основная статья: Страпелька

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 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

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

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 5220 дней], «кротовых нор» и путешествий во времени[19].

Варианты катастроф

Сценарий торнадо

Некоторые считают, что образование микроскопической чёрной дыры[источник не указан 3781 день] 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»

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

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

  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). Дата обращения: 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. ↑ http://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). Дата обращения: 25 августа 2008. Архивировано 6 апреля 2012 года.
  17. ↑ Учёные создают машину времени. Газета «Взгляд» (7 февраля 2008). Дата обращения: 25 августа 2008. Архивировано 6 апреля 2012 года.
  18. ↑ Time travellers from the future «could be here in weeks» (англ.). Telegraph (2 июня 2008). Дата обращения: 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. Дата обращения: 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.)
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Вопросы_безопасности_Большого_адронного_коллайдера&oldid=82800229