В поисках «частицы Бога» учёные записали «музыку Бога»

Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере в Швейцарии смоделировали шум, который будет сигнализировать о возникновении частицы под названием «бозон Хиггса». Для неопытного уха он похож на звон монет в бокале.

higgs boson

Моделирование процесса возникновения бозона Хиггса

Большой адронный коллайдер, святой Грааль стоимостью 12,5 миллиардов долларов, в конечном счете призван синтезировать бозон Хиггса (Higgs boson) – неуловимую гипотетическую частицу, которая якобы дает жизнь массе других частиц и поможет ученым понять, как Вселенная возникла из одного атома. Для этого международная коалиция физиков построила крупнейший в мире ускоритель частиц на швейцарской границе, в 27-километровом тоннеле глубоко в Альпах, где пучки протонов направляются друг на друга и разрушаются. Большой адронный коллайдер был окружен трудностями с момента запуска в сентябре 2008 года – он был закрыт на ремонт после двух недель работы и в прошлом году также застопорился, когда кусок багета был найден в холодильном агрегате.

Ученые всего мира соревнуются в гонке, чтобы найти бозон Хиггса – «частицу Бога», и ускоритель частиц в Швейцарии является самым большим экспериментом в этом направлении. В попытках найти аналогичные атомные частицы с целью понять, как возникла Вселенная, в Соединенных Штатах используются два меньших коллайдера – Тэватрон в Иллинойсе и коллайдер релятивистских тяжелых ионов в штате Нью-Йорк.

Физически бозон Хиггса ещё не найден, ученые создали лишь компьютерные программы для моделирования того, каким образом будет происходить этот процесс. Используя эти данные, они добавили звук, чтобы следить за бозоном Хиггса, когда он будет успешно обнаружен. Применение звука для иллюстрации физического процесса делается не впервые – одним из простейших примеров является счётчик Гейгера, который использует звуковые маркеры, чтобы предупредить об уровне радиоактивного фона находящихся рядом материалов.

Ученые из LHC Sound – группы сотрудничающих физиков, музыкантов и художников в Лондоне, переводят данные, полученные от столкновений, в звуки. Они делают это путем сопоставления количественных показателей – таких как высота и громкость импульса и энергии. LHC Sound – группа физиков, композиторов, разработчиков программного обеспечения и художников. Проект стартовал в январе 2010 года благодаря финансированию с целью привлечь людей к результатам научных экспериментов, делая их интересными и доступными. Проект нацелен на то, чтобы установить взаимовыгодные связи между разрозненными областями – музыки и науки, дать возможность физикам использовать озвучивание как метод анализа. Кроме того, это открытый проект – каждый может участвовать в эксперименте. Любой человек может оценить то, что происходит в ЦЕРН, находить и предлагать новые и более эффективные способы использования всего этого великолепия, наслаждаться технологическими достижениями, которые они приносят.

Доктор Лили Асквит, которая моделировала звук, говорит, что фиксация шума частицы поможет физикам «слушать данные» и определить частицу Хиггса, когда она, наконец, проявится. «Музыка кажется идеальным инструментом, который представляет сложные данные», написала она в своем блоге. «Наши уши превосходно определяют положение источника расположения звуков относительно друг друга, мы можем услышать широкий спектр частот и различие тембров. У нас также есть невероятная способность замечать незначительные изменения высотности, темпа, выслушав их только один раз».

Композитор Ричард Добсон, который помог составить карту звуков, сказал, что был удивлен, обнаружив мелодии в определении полученных данных. «Мы слышим четкие структуры в звуках, как если бы они были логически составлены. Кажется, они могут рассказать историю о себе. Они настолько динамичны, все постоянно меняется – это звучит как музыка в современной композиции» – комментирует Добсон свою работу.

Лили Асквит (Lily Asquith) – физик, изучает элементарные частицы. Только что получила свою докторскую степень в Университетском колледже в Лондоне. Ее работа по этому проекту включает выявление физических процессов для озвучивания и преобразования реальных и моделируемых данных в файлы чтения аудио-программы. Ричард Добсон (Richard Dobson) – в разное время флейтист и педагог, композитор, разработчик программного обеспечения. Его вкладом в этот проект стало создание скриптов и программ для преобразования выбранных данных в звук, уделяя особое внимание научным аспектам сонификации. Он обладает редким талантом творческую и научную сферы рассматривать с эстетической стороны. Арчер Эндрич (Archer Endrich) – композитор с особым интересом к звуковому дизайну и алгоритмическим обработкам. Для этого проекта он писал сценарии для преобразования данных в музыку и создавал алгоритмические файлы для модуляции других звуков, таких, как фортепиано. Он создал чрезвычайно богатую библиотеку звуков для для использования композиторами. В команде также художница Тойя Уолкер (Toya Walker), лондонский продюсер и ди-джей Эд Шоколад (Ed Chocolate) и перкуссионист сэр Эдди Риэл (Sir Eddie Real).

Таким образом, сотрудничество музыкантов и учёных-физиков дало неожиданный эффект: в поисках бозона Хиггса, который называют «частицей Бога», люди смогли услышать, как может звучать «музыка Бога». Пессимисты, критикующие работы учёных на Большом адроном коллайдере, опасающиеся нового Большого взрыва, окрестили эту музыку «Реквиемом». Как бы то ни было, Баху и Моцарту для написания божественной музыки адронный коллайдер не требовался.


.