Спогади вигнанця, фізика, громадянина світу - Жорж Шарпак

Хоча спершу призначення газових детекторів обмежувалося використанням ампліфікації між двох електродів, яка приводить до утворення невеличких лавин або іскор, деякі групи дослідників довели, що завдяки збільшенню кількості вільних електронів у газі для нас відкривається безліч нових можливостей. Використання лавин у мікроструктурах і перенесення електронів у таких невеличких просторах, як мікрорурки (детектор GEM) або ж у просторах, обмежених вузькими перетинками (детектор Micromegas), сприяло розвиткові нових детекторів, продуктивність яких дуже різнилася від продуктивності пропорційних камер[8].

Ми отримали феноменальні коефіцієнти посилення — адже вільна середня траєкторія руху фотонів, геометрично звужена, повністю змінює межі досяжного. У нанометричних межах існує обмеження на можливість досягнення переваги суто пружними зіткненнями — при цьому розмір атомів визначає природну межу перерізу зіткнення.

Нові газові структури дозволили, наприклад, розробити нове покоління лічильників Черенкова34. Принцип дії останніх ґрунтується на випроміненні фотонів частинками, які перетинають випромінювачі та швидкість яких є вищою за швидкість світла у тому ж середовищі. Фотони випромінюються в коло, діаметр якого залежить від швидкості частинок. Діаметри світлових кілець залежать від імпульсу частинок та займають простір великих детекторів ЦЕРНу. Вони дозволяють визначити частинки, утворені під час зіткнень важких іонів, аж до амплітуди прискорення близько 30 ГеВ/с. Фоточутлива поверхня йодиду цезію площею більше десяти квадратних метрів випромінює фотоелектрони, згруповані в кільця, розміщені на газових детекторах. Цей дослід свідчить про збільшення потужності газових детекторів завдяки гнучкості інструментів, які дозволяють одержати їх. Мінливість приводить до того, що значну кількість приладів, у яких застосовуються газові детектори, можна побачити під час проведення багатьох експериментів у фізиці високих енергій.

Саме так побачила світ величезна кількість різноманітних новітніх детекторів, призначених для візуалізації нейтронів. Серійне нашарування детекторів GEM дає значні переваги, — адже вони захищені від вторинного випромінення, що утворюється в лавинах поглинанням під час переходу з одного шару на інший.

Розділ другий. Чи існують викопні звуки?

Жити в ЦЕРНі не означає бути відрізаним від світу і його проблем.

Свободи у виборі тем досліджень і компанія обдарованих фізиків постійно штовхали мене на авантури, такі як, скажімо, пошуки звуків, похованих багато тисяч років тому, дослідження центру земної кулі та — разом з моїм приятелем Ґарвіном35 — дон-кіхотська спроба викорінити забобони щодо впливу опромінення на живих істот.

Викопні звуки

Ці приклади чудово ілюструють нашу свободу братися до химерних дослідницьких проектів без жодного шансу на якийсь результат.

Разом із кількома колегами ми занурились у вивчення викопних звукових сигналів[9].

Цілком може бути, що існують умови, за яких передання звуку здійснюється у спосіб зміни довколишнього середовища, що згодом дозволяє віднайти загальні риси цих звуків. Способи запису, які використовуються нині, вказують на один із можливих напрямків дослідження. Риси, миттєво закарбовані на стародавніх предметах, можливо, містять у собі модуляцію, викликану вібрацією предмета, підпори предмета або підпори зонда.

Звичайний візит до будь-якого музею виявляє безліч предметів, які можуть виявитися носіями потрібної інформації. У Луврі, наприклад, ми бачили вироби з глини та смоли (їхня механічна природа близька до природи воскових дисків) віком у кілька тисячоліть, з надписами, зробленими вручну, прямими та кривими рисками. На горщиках великого діаметру видніли округлі риски. На багатьох предметах можна було побачити поспіхом залишені знаки.

Сьогодні можна створити апарат, побудований на оптичній взаємодії зі зморшками на поверхні. Він дозволив би — після відповідного оброблення сигналу — вивчити шум, який звучав під час ліплення. Авжеж, це не єдиний можливий напрямок досліджень. Випадкові записи звуків можуть залишатись і на інших носіях. Будь-який напис — ручний або машинний — на будь-якому носії заслуговує на окреме розслідування.

Обладнання повинно містити оптичну голівку для зчитування (що точно розпізнає об’єкти), яку тривимірна система наводить уздовж зморшки — це дозволяє «прочитати» мікрорельєф на її боках або дні. Об’єкт, що вивчається, лежить на столі прокрутки, обладнаному необхідними ступенями свободи. Усе разом дуже нагадує аналоговий зчитувач оптичних дисків.

Із таким приладом можна дослідити чимало рисок — серед них нанесені спеціально для експерименту! — у пошуках ділянок, які можуть нести потрібну інформацію. Сигнал фіксується та обробляється задля оброблення звукової інформації — якщо така існує.

Хоча подібний експеримент має небагато шансів на успіх, надія почути звук, що лунав на світанку людства, а також можливий вплив на розвиток технологій виправдовують нашу широку зацікавленість у досліді та прагнення здійснити його.

Задля цього експерименту ми здійснили захопливий візит до підвалів Луврського музею, де шукали об’єкти, морфологію яких у далекі часи могло бути змінено під впливом певних звуків.

Ми не знайшли ні потрібних коштів, ні аспіранта, готового присвятити кілька років своєї юної кар’єри на химерію. Втім, ми змогли привернути увагу археологічних журналів[10].

Один кмітливий фізик привернув увагу до нашого попередника у вивченні цього явища — славетного Рабле. Адже автор «Пантаґрюеля» каже про слова, зойки та гарматні постріли, які замерзли «на березі крижаного моря» під час бійки між аримаспійцями (північанами, яких Рабле частково запозичив у Геродота) та нефелібатами («їздцями на хмарах»). Це у Четвертій книзі «Пантаґрюеля», у розділах 55 та 5636.

Тож до пастки химерної, але вишуканої ідеї потрапили не лише ми.

Самородки чорного золота

У 1983 р. зібралося кілька фізиків, які бажали досліджувати земні глибини. Пригадую, як цей дивовижний проект було накреслено на обрусі в їдальні[11].

Ми винайшли спосіб сканування земної кулі з метою виявлення її структур і ресурсів, таких як нафта і мінерали.

Головним нашим знаряддям став пучок нейтрино, випущених під різними кутами з сопла, що відхиляло донизу потік з прискорювача енергетичних частинок. Уловлення пучка — неширокого через релятивістське звуження — базувалося на кількох методах: уловлення мюонів, випущених нейтрино, та акустичні шуми, утворені внаслідок поглинання потужного концентрованого потоку нейтрино.

Ідея була просто чудова, тож ми почали уявляти, як прискорювачі долають моря пучками під різними кутами понад водяною поверхнею.

Після ретельного вивчення проблем, які виникали під час здійснення задуму, ми представили свій проект директорові компанії Shell, який заявив, що коштуватиме це забагато.

Проте ми не пошкодували про витрачений на мрії час. Хтозна, можливо, років за п’ятдесят одне з міжнародних об’єднань, втомившись виробляти безглузді авіаносці, не дешевші за наш прискорювач, зрозуміє всі переваги нашого винаходу, і після першого ж знайденого родовища нафти нас посмертно нагородять якоюсь медаллю.

Полювання на забобони

Складне спілкування на серйозному рівні з деякими непримиренними ворогами ядерної енергетики розчарувало нас із Річардом Ґарвіном — адже ми прагнули змінити систему одиниць, використовуваних науковими комітетами,