Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир - Гвидо Тонелли

назначенное время, и пучки частиц плавно совершали свое круговое движение – а вокруг было много улыбающихся лиц, и повсюду звучали громкие тосты.

Но эйфория длилась недолго, и мы дорого за нее заплатили. Не прошло и десяти дней, как в пятницу, 19 сентября, из‑за дурацкого дефекта в контакте случилась катастрофа, которая остановила работу более чем на год.

Было 11.18, когда сотрудники, дежурившие в пультовой, поняли: произошло что‑то серьезное. Проводились рутинные пусконаладочные работы. Перед их началом полагалось протестировать все восемь секторов, на которые было разделено 27‑километровое кольцо. На этот случай существовал очень четкий протокол, в соответствии с которым через обмотки магнита следовало пропускать ток до тех пор, пока не возникнет номинальное поле, способное удерживать на орбите протоны, разогнанные до энергий в 7 ТэВ. Этот тест никогда не удавалось провести для всех секторов. Лишь в некоторых из них поле достигало номинального значения, а во многих других оно оказывалось вдвое слабее. Накапливающиеся то тут, то там задержки стали в итоге указывать на последний сектор, 3–4, находящийся под Юрá. Но дата пуска LHC уже была назначена, поэтому окончание испытаний решили отложить на потом. И действительно, 10 сентября все прошло успешно. Однако теперь надо было довести испытания до конца, увеличивая силу тока в магнитах последнего сектора. И тут случилось такое, чего никто не ожидал.

На одном из последних этапов испытаний, когда по обмотке магнита шел ток в 8 700 А (ампер) при целевом значении в 10 000, произошло непоправимое. Я до сих пор помню дрожь в голосе Франческо, одного из многих молодых итальянских инженеров, которые провели несколько месяцев в тоннеле, подготавливая к работе один сектор за другим. В момент аварии он находился в зале центра управления. Вот его слова: “Это была невообразимая картина. Сработали десятки сигналов тревоги, а камеры в тоннеле показывали густой туман, который образуется при сильной утечке гелия”.

В официальном коммюнике ЦЕРН говорилось вначале о сбое, который должен был привести к задержке в пару месяцев. Когда через несколько недель Лин Эванс и группа инженеров спустились в тоннель, чтобы проверить, что же произошло на самом деле, их глазам предстала ужасающая картина. Несколько магнитов оказались сдвинуты со своих мест. Взрыв – а речь явно шла именно о взрыве – снес 27‑тонные объекты, как солому, смяв прочные стальные трубы так, словно они были из фольги. Стенки исключительно хрупкой вакуумной камеры, по которой за десять дней до катастрофы неслись протоны, были разорваны в нескольких местах, а ее внутренняя поверхность оказалась на сотни метров загрязнена смертоносной пылью, прилипшей к стенкам. Были потеряны четыре тонны жидкого гелия, который, испарившись за секунды, развеялся по сотням метров тоннеля. Там все замерзло и – из‑за водяных паров в воздухе – покрылось толстым слоем льда и инея. Замерзший тоннель, в котором к тому же из‑за гелия не осталось кислорода, стал на несколько недель непроходимым. Это был подлинный катаклизм.

Анализ аварии показал, что все произошло из‑за одного дефектного контакта в одном из 12 000 соединений между магнитами. Что‑то в нем было не так, и из‑за этого “не так” сопротивление оказалось больше, чем надо. При прохождении тока силой в 9 000 А крошечная точка нагрелась до температуры плавления, а в возникшей щели возникла дуговая искра, которая пробила контейнер с жидким гелием. В результате произошел взрыв с ударной волной, повредившей десятки магнитов и другие компоненты ускорителя.

Эмилио Пикассо, которому осложнения, возникавшие во время рытья тоннеля под LEP, доставили немало хлопот, был одним из немногих, кого не удивило случившееся. Как‑то во время ужина он сказал мне: “С того момента, как сектор 3–4 однажды полностью затопило, мы понимали, что получим тут еще много проблем. Воздух там насыщен влагой. Несмотря на то, что для гидроизоляции тоннеля было сделано все возможное, кабель, стоит ему полежать там пару часов, полностью окисляется, и если окись тщательно не счистить, контакт будет дефектный”.

Последствия инцидента оказались тяжелыми. Лин Эванс определил их по обыкновению сухо и эффектно: “Мы получили удар в челюсть, который напрочь нас вырубил”. Скоро выяснится, что для проведения ремонта потребуется больше года. Существовал даже риск того, что запустить ускоритель заново уже никогда не удастся. Сколько еще дефектных сварных швов скрывается среди тысяч взаимосвязанных магнитов? Эта авария выявила недостаток в контроле качества, который мог вновь дать знать о себе. Необходимо было принять меры по исправлению ситуации, то есть заново все проверить и обезопасить всю систему. Непоправимо поврежденные магниты мы могли заменить, но если бы произошла еще одна подобная авария, наших запасов бы уже не хватило и ускоритель пришлось бы остановить. Линии по производству магнитов были уже демонтированы, и на их повторный запуск потребовался бы не один год.

Остановка LHC как минимум на два года – вот к чему бы привело решение распаять каждый контакт и заново его заварить. В итоге мы пошли на определенный риск: решили заменить поврежденные магниты и принять все возможные меры предосторожности для смягчения последствий эвентуальных аварий; так мы смогли возобновить работу в 2010 году и продолжать сбор данных в течение всего 2011 года. Эксплуатация LHC на расчетной энергии становилась невозможна – риск был бы слишком велик. Мы намеревались начать с энергии в 7 ТэВ при светимости на порядок ниже, чем планировалось. А начав в 2012 году ремонт соединений, можно было надеяться через несколько лет вывести ускоритель на максимальную проектную энергию.

На сотрудников всех коллабораций авария подействовала удручающе. Особенно она сказалась на молодых. В их глазах читались гнев, разочарование, досада. Зимой 2008–2009 годов я встречался с десятками из них – чтобы выслушать, помочь решить какие‑то проблемы, попросту дать им возможность выговориться. Среди них были такие, кто годами ждал данных, чтобы дописать диссертацию и начать искать работу; у кого‑то был уже назначен день свадьбы, а жениться или выходить замуж хотелось с дипломом в кармане; были молодые люди, чьи стипендии или контракты истекали задолго до того, как LHC сможет снова вступить в строй. В каких‑то случаях мне удавалось помочь или хотя бы минимизировать ущерб, но десяткам молодых сотрудников пришлось, к сожалению, просто уволиться.

Ну, а нам явно предстояло сменить все наши научные приоритеты. “Забудьте о Хиггсе, ребята!” – так можно было бы передать суть этой смены. С ускорителем, который будет работать на энергии, вдвое меньшей проектной, и со светимостью, в сто раз меньшей, нет никакой надежды на открытие “частицы Бога”. Больше всего угнетало то, что этот сбой даст