Физик Джеймс Бичем, работающий с детектором ATLAS на Большом адронном коллайдере, описал мысленный эксперимент с огромным ускорителем частиц. Настолько огромным, что он мог бы опоясать всю Солнечную систему. Это необходимо, чтобы понять, как вела себя Вселенная в первые моменты после Большого Взрыва.
«Сейчас нам ясно, что происходило, когда Вселенная была размером с яблоко. Этого можно достичь с энергиями, которые дает БАК. Но все еще непонятно, что могло происходить, когда наш мир был еще меньше», — говорит Бичем.
Самый главный вопрос, который можно было бы выяснить при помощи такого колоссального прибора — почему гравитация оказалась самым слабым изо всех фундаментальных взаимодействий? Таких взаимодействий существует всего четыре: кроме гравитации, это еще и электромагнетизм, сильное взаимодействие (отвечает за связь между кварками в адронах и притяжение нуклонов) и слабое взаимодействие (обуславливает распад атомных ядер и элементарных частиц).
Уже известно, что при высоких энергиях столкновения электромагнетизм и слабое взаимодействие сливаются в единое электрослабое взаимодействие. Можно предположить, что при дальнейшем повышении энергии к ним присоединится и сильное взаимодействие. Но гравитация ведет себя совершенно по-другому. В отличие от трех других сил, которые лучше всего описывает квантовая теория поля, гравитацию наиболее полно объясняет Общая теория относительности.
Чтобы понять, что общего между гравитацией и другими взаимодействиями, необходимо провести эксперимент со столкновениями частиц на столь высоких энергиях, что никакой коллайдер на Земле не сможет их обеспечить. Ультраадронный коллайдер смог бы решить эту проблему. «Мы бы получили исчерпывающие данные о гравитации и квантовой механике, объединили бы электрослабое и сильное взаимодействия, получили бы ключ к разгадке темной материи и путешествий во времени, а также смогли бы подтвердить теорию множественных вселенных и теорию струн», — объясняет Бичем.
Это тоже интересно:
