Форма входа
Читем онлайн Коллайдер - Пол Хэлперн
Шрифт:
-
+
Интервал:
-
+
Закладка:
Сделать
В «корнелльский» период биографии Вильсона синхротроны неумолимо заполоняли физику элементарных частиц. Без их мощи и, главное, огромных возможностей наращивать эту мощность открытия новых тяжелых частиц пришлось бы ждать неизвестно сколько. Крупные синхротроны стали источником «сырья» для грандиозных коллайдеров, на которых были сделаны первые шаги к единой теории (например, найдены переносчики электрослабого взаимодействия). В течение десятилетий ученые в мировых лабораториях неустанно увеличивали диаметр синхротронов и улучшали фокусирующие свойства магнитов, чтобы получать частицы со все большими и большими энергиями.
Золотой век синхротронов пришелся на 50-е и 60-е гг. XX в. Два инженера из Беркли, Уильям Бробек и Эдвард Лофгрен, под руководством Лоуренса соорудили в 1954 г. протонный синхротрон «Беватрон» размером с концертный зал. Он давал энергию до 6 ГэВ, но, к сожалению, обошелся непомерно дорого. Все из-за вакуумной камеры в форме бублика (включая окружающие ее магниты), в которой были такие широкие отверстия, что больше подошли бы гоночной машине, нежели элементарной частице.
Одной из первых ласточек был и «Космотрон», возведенный на бывшей военной базе среди идиллических пейзажей Брукхейвена, Нью-Йорк. От своего коллеги он отличался в лучшую сторону: проемы в нем были узкие, но не настолько, чтобы не пропустить пучок частиц. Группа под началом М. Стэнли Ливингстона, Эрнеста Куранта, Джона Блюитта и Кеннета Грина добилась успеха с помощью 288 магнитов в форме буквы «С», которые аккуратно управляли пучками протонов в 70-метровом тоннеле ускорителя. За какую-то секунду протоны пролетали без малого 220 000 км, совершив при этом миллионы оборотов, и, прежде чем удариться в мишень, достигали энергии в 3 ГэВ48. Когда в мае 1952 г. «Космотрон» вошел в строй, «Нью-Йорк Таймс» поспешила известить о первом «Запале в миллиард вольт»49.
Настраивая магниты «Космотрона» так, чтобы они фокусировали пучок как можно лучше, Курант приобрел бесценный опыт, который помог ему проложить дорогу к следующему поколению ускорителей. Исследователь рассчитал, что если повернуть соседние магниты в противоположные стороны (скажем, один внутрь, а следующий наружу и т. д.), их фокусирующая способность резко возрастет. Этот эффект, жесткая фокусировка, сделал возможным создание синхротрона с переменным градиентом (СПГ) в Брукхейвене - более мощной машины, вошедшей в строй в 1960 г. и работающей до сих пор.
Тем временем в швейцарской Женеве в Европейском центре ядерных исследований Нильс Бор открывал бутылку шампанского, чтобы отметить открытие протонного синхротрона (ПС), еще одного ускорителя с жесткой фокусировкой. Для возрождавшейся после войны европейской науки это был настоящий триумф. ЦЕРН появился десятью годами ранее. Соответствующая резолюция, выдвинутая И. Раби, была принята на Пятой конференции ЮНЕСКО и предписывала Центру «всячески способствовать учреждению и организации региональных институтов и лабораторий, призванных активизировать международное научное сотрудничество и сделать его более плодотворным»50.
К моменту запуска ПС совет ЦЕРНа, в который входили Бельгия, Дания, Франция, ФРГ, Греция, Италия, Нидерланды,
Норвегия, Испания, Швеция, Швейцария, Великобритания и Югославия, уже не раз успел собраться. В результате постановили организовать научную лабораторию недалеко от французской границы - рядом с деревушкой Мейрен, кантон Женева. А впечатляющий новый ускоритель только закрепил за центром репутацию мирового лидера в физике высоких энергий.
Лаборатории - в Беркли, Брукхейвене, ЦЕРНе - росли, как грибы после дождя. Чтобы составить им конкуренцию, Вильсону в Корнелле приходилось трудиться не покладая рук. Его организационный талант не подвергал сомнению никто. Но ему хотелось стать чем-то большим, чем ученым и руководителем. И Вильсон совершил весьма необычный поступок для человека, у которого было столько научных планов: решил попробовать себя в качестве скульптора. В 1961 г. он поехал в Рим и поступил в Академию изящных искусств, где познавал тонкости современной скульптуры. Его также интересовала архитектура и другие направления искусства композиции.
В 1967 г. Вильсону выпал шанс совместить все свои увлечения в одном деле. Он получил сложнейшую задачу спроектировать самую передовую ускорительную лабораторию Соединенных Штатов. Место под нее отвели примерно в 50 км к западу от Чикаго - среди кукурузных полей славящейся своими фермерскими угодьями Батавии, штат Иллинойс. В 1974 г. Национальная ускорительная лаборатория (первоначальное название) была переименована в честь Ферми. Будучи на посту руководителя, Вильсон пытался сделать лабораторию максимально открытой, чтобы проводить эксперименты по физике высоких энергий мог любой, независимо от положения в научной иерархии. Он хотел уйти от такой организации деятельности, когда всей научной частью заправляет горстка лидеров, как это было в случае с Резерфордом и Лоуренсом.
Второй целью Вильсона, успешно установившего в лаборатории демократичную атмосферу, было по возможности снизить расходы на постройку и обслуживание. Американская Комиссия по атомной энергии потребовала завершить строительство в 7-летний срок и готова была выделить максимум 250 миллионов долларов (на 90 миллионов меньше, чем изначально планировалось). Каким-то чудом у Вильсона получилось уложиться даже в меньшее время и не выйти за пределы бюджета. Причем запланированную энергию ускорителя Вильсон в итоге повысил более чем в 2 раза: с 200 до 400 с лишним ГэВ. Надо думать, он стремился к наибольшей мощности на один доллар.
Несмотря на скудные финансы, Вильсон уделил большое внимание и эстетической составляющей. Он лично принимал участие во всем, что касалось архитектуры и дизайна лаборатории. Центральная башня в футуристическом стиле из бетона и стекла - его заслуга, да и оттеняющие пейзаж новаторские скульптуры создал он. А специально нанятый оформитель раскрасил оборудование в яркие цвета. Экспериментальная установка в кои-то веки удостоилась внимания критика Кеннета Эверетта из «Нью Рипаблик», который охарактеризовал ее как «редкое сочетание художественного и научного задела»51. В творениях Вильсона, малобюджетных, но от того не менее изумительных, нашли отражение практичные 60-е.
Наконец, происходя из семьи переселенцев, Вильсон умел жить в ладах с окружающей его землей и бережно относился к природе. Он не стал рушить здешние амбары, а переделал их под цели лаборатории (в жилые помещения и т. д.). Дикие животные - от крякв до ондатр - нашли себе прибежище в водохранилищах, полях и даже установках научного комплекса. Отдавая дань памяти своей семейной истории и современной физике, исследующей самые заповедные уголки окружающего нас мира, Вильсон привел в рощицу стадо бизонов, которые стали там мирно пастись. Их косматые потомки до сих пор бродят в тех местах.
Вильсон чувствовал себя почти как дома, когда верхом на лошади объезжал «Фермилаб», словно ранчо - только вместо скота тут росли и крепли протоны с мезонами. Надев джинсы, ветровку, ковбойские сапоги и черную шляпу, он седлал свою серую Звездочку и, будто чтобы разогреть ее перед скачками, отправлялся обходить свои владения.
Национальная ускорительная лаборатория им. Ферми («Фермилаб») с высоты птичьего полета. Видны основное кольцо и административное здание лаборатории.
Для Вильсона в ускорительном центре не было второстепенных деталей. Он ко всему приложил руку: от характерного геометрического оформления крыш (есть даже один геодезический кугюл) и неприхотливого земляного пола до организации работы на кухне. В стесненных финансовых обстоятельствах постоянно возникали дилеммы (например, крыша или пол), и Вильсон решил: чем дразнить Комиссию по атомной энергии, лучше уж самому выбирать, что принести в жертву.
Ради экономии средств Вильсон, например, нанял и «выставил в караул» своего непреклонного административного помощника, Присциллу Даффилд, до этого работавшую секретарем у Лоуренса в «Рэд Лабе», а потом во времена «Манхэттенского проекта» у Оппенгенмера в Лос-Аламосе. Дж. Дэвид Джексон, руководивший отделом теоретической физики в 1972-1973 гг., запомнил ее как «высокую, строгую, деловую женщину». Малейший намек на растрату денег приводил ее в ярость. Джексон помнит, как она отреагировала, когда узнала, что он с коллегами принес на семинар вино и сыр. «Жаждая моей крови, она ворвалась ко мне в кабинет. “На семинаре распивать вино! Да что вы о себе возомнили? Вам должно быть известно, что тратить на это государственные деньги незаконно”. Я ответил, что покупал вино не на государственные деньги. “А на чьи же?” - спросила она. Я сказал: “На свои”. Она поджала губы. В первый и последний раз я ее видел хоть капельку смущенной»52.
На этой странице вы можете бесплатно читать книгу Коллайдер - Пол Хэлперн бесплатно.
Похожие на Коллайдер - Пол Хэлперн книги
- Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории - Грин Брайан - Физика
- Мир физики и физика мира. Простые законы мироздания - Джим Аль-Халили - Прочая научная литература / Физика
- Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физики - Роджер Пенроуз - Физика
- Предчувствия и свершения. Книга 1. Великие ошибки - Ирина Львовна Радунская - Физика
- Ткань космоса: Пространство, время и текстура реальности - Брайан Грин - Физика
- Куда течет река времени - Новиков Игорь Дмитриевич - Физика
- Неизвестный алмаз. «Артефакты» технологии - Владимир Карасев - Физика
- Гравитация. От хрустальных сфер до кротовых нор - Александр Петров - Физика
- Нейтрино - призрачная частица атома - Айзек Азимов - Физика
- Как устроен этот мир - Алексей Ансельм - Физика
