Магниты тормозят коллайдер

В конце января во французском городе Шамони (известном тем, что в нем состоялись первые зимние Олимпийские игры) проходила конференция, на которой все заинтересованные стороны обсуждали будущий график работы Большого адронного коллайдера (БАК). На этой неделе официальный сайт Европейского центра ядерных исследований (CERN) обнародовал итоги этого совещания.

Заголовок этой новости, содержит английское словосочетание better in long run (лучше долгий разбег), из чего напрашивается вывод: CERN опять решил что-то отложить. Действительно, ученые решили отказаться от идеи увеличить энергию пучков в коллайдере в два раза уже в 2010 году. От 18 до 24 месяцев (то есть от полутора до двух лет) коллайдер будет работать с энергией пучков протонов 3,5 ТэВ, то есть с общей энергией 7 ТэВ. Только по прошествии этого срока планируется переход к большим энергиям, в том числе тем, на которых возможно обнаружение бозона Хиггса и открытие «новой физики».

То есть сотрудники CERN в отношении коллайдера решили, согласно известной русской поговорке, «медленно запрягать», чтобы потом «быстро поехать».

Сообщение о переносе даты запуска коллайдера, опубликованное на сайте CERN, подписано директором подразделения CERN по работе с ускорителями Стивом Майерсом. В своем сообщении ученый объясняет причины такого решения. Во-первых, БАК отличается от предыдущих ускорителей CERN, потому что требует больших и длительных усилий по охлаждению и нагреву всей установки. В связи с этим традиционный график работы в CERN (запуски летом и перерыв на зиму) в случае с нынешним коллайдером не очень-то и подходит.

Кроме того, как пишет Майерс, «необходимо некоторое время, чтобы проделать работу, необходимую для запуска коллайдера на энергию, большую, чем 7 ТэВ». Таким образом, перед руководством CERN был выбор: запускать коллайдер на несколько месяцев и делать периодические остановки для его подготовки к более высокоэнергетическим запускам, или запустить установку на долгое время на нынешней энергии, а затем сделать длинную паузу для подготовки к более высоким энергиям.

В ходе совещания ученые избрали второй вариант.

Один из его плюсов состоит в том, что длительный запуск коллайдера на нынешней энергии (которая, напомним, является мировым рекордом для ускорителей) позволит лучше протестировать установку, а также провести больше экспериментов, где возможно получение достаточно важных, пусть и не столь фундаментальных, результатов.

Стив Майерс в своем сообщении не раскрывает главной причины столь длительной задержки в увеличении энергии работы коллайдера. Но материалы конференции в Шамони находятся в свободном доступе, и из них явно следует, что у коллайдера есть серьезные проблемы с электрическими контактами в сверхпроводящих магнитах. Именно из-за плохого контакта в сентябре 2008 года произошла авария, которая вывела коллайдер из строя более чем на год. Для того чтобы инцидент не повторился, требуется время на проверку (и возможный ремонт) всех подобных
элементов ускорителя.

Безусловно, решение о переносе сроков запуска коллайдера не радует всех, кто с нетерпением ожидает открытие «новой физики». Но нельзя не признать, что в целом руководство CERN приняло правильное решение: неизвестно, насколько быстро удалось бы ликвидировать последствия новой аварии, если бы таковая произошла при ненадежных контактах. Правда, очередной сдвиг сроков работы коллайдера вновь напоминает об интересной, но достаточно спекулятивной статье, вышедшей в июне 2007 года. Ее авторы рассмотрели модель обратного влияния будущего на прошлое в физических явлениях, при которых массово рождаются бозоны Хиггса: по предположению физиков, это может привести к различным авариям на установке, которые нам, не способным увидеть расположенную в будущем истинную причину, будут казаться случайными.

Траву курить – сперме вредить

Все мужчины знают, что чем быстрее движутся их сперматозоиды, тем лучше. Это повышает вероятность оплодотворения женщины, да и вообще означает, что у них все в порядке с мужским половым здоровьем.

Ускорение сперматозоидов происходит, когда они попадают в женские половые пути. Там уже недалеко до их конечной цели – яйцеклетки. В маточной трубе множество сперматозоидов окружают зрелую яйцеклетку, стараясь попасть внутрь, но в подавляющем большинстве случаев это удается только одному из них.

Известно, что способность сперматозоидов к передвижению зависит от уровня кислотности спермы, но механизм, регулирующий их скорость, оставался неизвестным. Группа американских исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, которую возглавил Юрий Киричок, провела зондирование спермы методом пэтч-клемп (patch-clamp).

Этот метод, при котором устанавливается тесный контакт электрода микроскопических размеров с единственной клеткой и происходит отведение с нее потенциала, обычно используется для изучения нервных клеток.

Киричок и коллеги применили его для изучения спермы.

В ходе исследований ученым удалось обнаружить, что «хвост» сперматозоида содержит молекулы белка Hv1. Этот белок отвечает за способность сперматозоида к передвижению в зависимости от двух параметров окружающей среды: кислотности и концентрации цинка. Поскольку в женских половых путях кислотность выше, чем у спермы, эта разница вызывает движение сперматозоидов.

Цинк же, как известно, играет важную роль в сперматогенезе. Его связь с Hv1 объясняет тот факт, почему мужчины с дефицитом цинка в организме обладают меньшей фертильностью, то есть способностью создавать жизнеспособное потомство.

«Цинк заставляет сперму не быть активной раньше времени, – объяснил Юрий Киричок. – Если представить, что у вас не хватает цинка, то ваши сперматозоиды могут стать активными раньше времени и «перегореть».

Подобный процесс, вероятно, может произойти из-за употребления мужчинами марихуаны.

Вещества, содержащиеся в ней (каннабис), также могут заставить сперматозоиды начать быть активными раньше времени.

Результаты работы ученых опубликованы в Cell. Открытие методов воздействия на белок Hv1, отвечающий за активность сперматозоидов, позволит начать создание особого рода лекарств. Эти препараты могли бы делать сперматозоиды более активными и лечить мужское бесплодие или же, наоборот, подавлять активность сперматозоидов, и тогда это будет мужской контрацептив.

Киричок отметил, что ученые с 80-х годов прошлого века вели работы по поиску связи между активностью сперматозоидов и кислотностью, но только в 2006 году был обнаружен белок Hv1.