|
|
|
№ 8 (3775), 20 мая 2008 года
|
 |
|
гость университета
|
|
|
Хаос, большой адронный коллайдер
и мичиганские «Таффи»
Двадцать пятого апреля в Петровском зале прошло вручение диплома Почётного доктора профессору Университета штата Мичиган (США) Мартину Берцу за выдающийся вклад в решение актуальных проблем прикладной математики и в развитие российско-американского сотрудничества в области точных наук.
После торжественного вручения диплома и облачения в мантию Почетный доктор обратился к присутствующим с речью (публикуется с незначительными сокращениями — прим.ред.):
|
 |
Президент Университета Л.А.Вербицкая и декан Факультета ПМ-ПУ Л.А.Петросян поздравляют Мартина Берца. |
|
«Дорогая Президент Вербицкая, дорогой декан Петросян, дорогой консул Крюгер, дорогие профессора Санкт-Петербургского государственного университета, и особенно дорогой профессор Д.А.Овсянников, дорогой доцент А.Д.Овсянников, дорогие студенты!
Для меня большая честь быть в Санкт-Петербурге, городе Петра, великого во многих смыслах. Почетно говорить сегодня с вами в этом красивом зале, названном в честь этого императора, и видеть в аудитории людей, с которыми приходилось работать над различными научными проектами, которые занимались организацией одной из первых встреч в этом зале, на которой я присутствовал, и с которыми мы обменивались и будем обмениваться студентами и учеными многие годы.
Дорогой факультет (ПМ-ПУ — прим. ред.), дорогие студенты! В этом Университете делали науку многие великие математики, физики, химики и инженеры. Лично для меня огромная честь быть здесь еще и потому, что Санкт-Петербург — город Достоевского, писателя, романами которого я наслаждался, будучи студентом. Этот город также и город Пушкина, величайшего из русских писателей, которых моя мать любила так, что хотела выучить русский язык только для того, чтобы читать их произведения в оригинале.
Одним из благородных начинаний, имевших место в Санкт-Петербурге, был поиск ответа на вопрос, как устроен наш мир, в частности, его самые маленькие кирпичики, которыми долгое время считались атомами. Дмитрий Иванович Менделеев попытался упорядочить известные химические элементы, и из хаоса образовалась Периодическая таблица и ее законы.
В то время как мы сегодня здесь собрались, — в ЦЕРНе, в Швейцарии, самый большой научный инструмент из когда-либо построенных готовится к испытаниям. Этой машиной, большим адронным коллайдером, гордился бы сам Менделеев, потому что ее задача — еще раз попытаться внести порядок в хаос частиц, которые образуют структуру атома. Одним из недостающих элементов в субатомической версии Периодической таблицы является частица Хиггса, ее можно назвать причиной беспорядка — потому ее изучение в попытке найти ответ на основной вопрос, безусловно, значимо.
В этой машине протоны двигаются почти со скоростью света, сохраняя свое место благодаря тысячам очень сильных магнитов. Они двигаются по кругу миллионы раз, пока не столкнутся, и своей смертью дают рождение большому количеству новых частиц. Понимание этого движения — очень сложная задача, которой занимается кафедра теории систем управления для электрофизических исследований, руководимая профессором Овсянниковым.
|
 |
 |
Мартин Берц |
Так изготавливают мичиганские «Таффи». |
|
Самым большим препятствием к постройке подобной машины является Хаос. Контроль над ним — важная часть проекта. Механизмы и методы реализации этой задачи были разработаны санкт-петербургским математиком Александром Ляпуновым. Мы используем показатели Ляпунова как меру Хаоса, и, основываясь на его идеях, строим оценочную функцию, которая гарантирует устойчивость на большом промежутке времени.
Всё это стало возможным благодаря последним достижениям в теории строгих вычислений, в частности использованию самоуточняющихся методов высокого порядка, а именно моделей Тейлора. Мы можем не только точно интегрировать траектории семейств частиц, но и указать точную границу ошибки, не только построить аппроксимирующие функции Ляпунова, но и определить точные границы их качества и таким образом — устойчивость частиц.
Дорогие универсанты!
Я приехал сюда из штата Мичиган… Как и Санкт-Петербург, он находится на севере, через него протекает река, там много мостов. Самый главный из мостов — Макинак Бридж, длиной более 2,5 км и со свободно висящим пролетом более 1 км — один из самых длинных и прочных в мире.
Возле этого моста на прекрасном острове Макинак в окрестностях города Сант-Игнас мичиганцы долгое время делали вкусные конфеты «Таффи». Они очень необычны, потому что процесс их изготовления очень хаотичен. Материал, из которых они делаются, растягивается в длину вдвое, а затем складывается многократно, и поэтому с каждым шагом расстояние между близлежащими вначале атомами увеличивается вдвое. Математики сказали бы, что экспонента Ляпунова для изготовления «Таффи» равна 2. Люди, которые делают «Таффи» в Мичигане, говорят, что такой процесс улучшает вкус, потому что все ингредиенты распределяются равномерно.
Однако на каждом этапе толщина слоя тянучки уменьшается в 2 раза. Поэтому, с одной стороны, мы имеем расширение, а с другой — сжатие. Математики сказали бы, что динамика системы гиперболична. Люди, которые делают «Таффи», говорят, что объем исходной смеси не изменяется. Это логично, не правда ли?
После 30 операций складывания и растягивания толщина слоя «Таффи» равняется приблизительно 1 Ангстрему (размеру одного атома по Менделееву). После примерно 45 этапов толщина слоя равна размеру Ферми (величина ядра атома). Однако умные изготовители «Таффи» продолжают растягивать и складывать дальше и дальше, в ходе этого процесса они наверняка должны получить частицы Хиггса, знаменитый источник Хаоса.
Будьте уверены, говорят те, кто делают «Таффи» в Мичигане, — ешьте побольше нашей тянучки, и вы сможете ощутить сотворение Хаоса прямо внутри вашего тела». 
Соб.инф.
Фото Ирины Андреевой
|
