Давно ли Большой адронный коллайдер был источником страшилок, которые журналисты дружно выпекали на потребу желающим пощекотать нервы? Эти времена давно ушли в прошлое: ученые поняли, наконец, пользу грамотного подхода к связям с общественностью. Последняя новинка сезона от CERN: музыка элементарных частиц или проект LHC sound.Физики, оказывается, умеют прекрасно договариваться с лириками. Ученые CERN в соавторстве с музыкантами и программистами провели так называемую сонификацию частиц, регистрируемых в детекторах Большого адронного коллайдера. Эти «песни» элементарных частиц призваны помочь людям далеким от физики разделить с исследователями восторг познания Вселенной, а самим ученым – по-другому взглянуть на результаты своих исследований.
К сожалению возможности человеческих органов чувств весьма ограничены. Мы различаем только свет определенных длин волн, слышим звук ограниченной частоты. У нас нет рецепторов, способных регистрировать электромагнитное излучение (то-то медики до сих пор не могут понять, вредно ли излучение компьютеров и мобильных телефонов).
И разумеется, мы не чувствуем, как сквозь наше тело пролетает элементарная частица – нейтрино. Впрочем, это-то, пожалуй хорошо, ведь, будь у нас такой рецептор, мы испытывали бы постоянное беспокойство: хоть нейтрино и безвредны, но каждую секунду наше тело пронизывают 1014 частиц.
Однако возможность визуализации «невидимых» явлений очень привлекательна: ведь лучше один раз увидеть, чем прочитать тысячу описаний. Впрочем, недостатком воображения страдают не только люди. Огромные детекторы Большого адронного коллайдера, регистрирующие столкновения частиц с огромной энергией, «не слышат» их.
Чтобы восполнить этот досадный пробел, научно-творческий коллектив физиков, музыкантов и программистов разработал так называемую процедуру сонификации (от лат. sonos – звук).
Если на БАК будет обнаружен бозон Хиггса – «божественная частица», которая объясняет происхождение массы во Вселенной, то все желающие смогут «услышать» его, объясняет пресс-служба CERN (Европейской организации ядерных исследований).
Дело в том, что в интернете запущен специальный проект LHC sound, который показывает, как траектории частиц в детекторах трансформируют в музыку с помощью специального программного обеспечения. В качестве исходных данных используется информация о треках частиц, которая регистрируется на больших детекторах БАК. Кроме того, известна информация о том, какую энергию они теряют на своем пути.
«В нашем случае часть данных с детектора ATLAS собирается в специальный файл, который затем считывается программой-„композитором“ и перекодируется в музыку», – объяснила Лили Аскуит, член коллаборации ATLAS и один из вдохновителей проекта LHC sound.
Другой вариант – в качестве исходных данных можно использовать аналогичную информацию, полученную из компьютерных расчетов. Звуки, которые доступны для прослушивания сейчас, сгенерированы как на основании экспериментальных, так и теоретических данных. Например, уже можно услышать звук распада бозона Хиггса, хотя пока он не был зарегистрирован. Есть звуки протон-протонных столкновений, звуки других элементарных частиц.
Аскуит рассказала следующее: «Мы планируем разработать новые звуки, например создать приятную на слух систему экстренного оповещения операторов о том, что на детекторе происходит какое-то необычное событие. Мы думаем о сонификации диаграмм Фейнмана – наглядного описания взаимодействий в квантовой теории поля. Скоро наши данные можно будет получать и через приложения для iPhone, а также подключать „реальные“ звуки текущих событий в коллайдере как звонки для мобильных телефонов.
В долгосрочной перспективе нам бы хотелось создать графические интерфейсы для пользователей, с помощью которых любой человек мог бы работать с сонификацией данных без потери начальной информации. Сейчас есть только проекты по визуализации регистрируемых детекторами событий, и мы надеемся, что наш проект удачно дополнит их».
Совсем другой интерес в проекте у творческой части коллектива. «Мы слышим чистые структуры в звуке, как будто бы они были сочинены композитором. Кажется, они сами рассказывают нам свою маленькую историю. Они настолько динамичные и изменчивые, что на самом деле во многом похожи на современную музыку», – сказал участник проекта, композитор Ричард Добсон.
Мики Харт, перкуссионист группы Grateful Dead и лауреат премии «Грэмми», записал композицию «Ритмы Вселенной» на основе астрофизических данных, предоставленных NASA. NASA также использует сонификацию, чтобы слушать «звуки Солнца» и прошлого планет. Доменико Вичинанца и его коллеги из британского Кембриджа сонифицировали сейсмические волны, возникающие при землетрясениях и извержениях вулканов.
«Музыка элементарных частиц – хороший способ заинтересовать людей результатами экспериментов БАК, сделать их более понятными, используя неожиданный, интересный язык. Так мы хотим помочь людям разделить с нами восторженное волнение, которое мы испытываем, прикасаясь к тайнам Вселенной», – заключила Аскуит.
