антисигма минус гиперон что это
Антисигма минус гиперон что это
Исследование антивещества
Еще философы древности высказывали предположение о двойственной структуре» природы, утверждая, что каждой вещи и каждому существу соответствует аналогичная вещь и аналогичное существо, но с противоположным знаком. Наука доказала диалектическую симметрию природы. Современная физика утверждает, что каждой элементарной частице, входящей в состав атома того или иного вещества, обязательно соответствует античастица.
Правота Дирака подтвердилась в 1932 г., когда в космических лучах обнаружили антиэлектрон, названный позитроном. Он существовал в полном соответствии с вычислениями Дирака и аннигилировал с электроном, превращаясь в электромагнитное излучение. Рядом с термином «аннигиляция» появились такие, как «рождение пар» и «зарядовая четность». За ними крылись сложные физические явления.
Исследования привели к выводу: в сильных взаимодействиях принцип зеркальной симметрии непоколебим, тогда как в слабых он, как известно, не выдерживается. Возникают проблемы нарушения пространственной зарядовой и временной симметрии. Ученые пытаются установить связь между этими нарушениями в макро- и микромире. Предполагают, что и зарядовая и временная асимметрия окружающего нас мира является следствием особых начальных условий, существовавших во Вселенной примерно 10 10 лет назад.
В связи с этим огромный интерес представляют предстоящие эксперименты Института ядерной физики Сибирского отделения АН СССР по исследованию несимметрии мира и антимира (нарушение закона сохранения комбинированной четности), обнаруженной на ускорителях несколько лет назад.
Антисигма-минус-гиперон
Коллектив научных работников Объединенного института ядерных исследований в Дубне, в который вошли советские ученые академик В. И. Векслер, доктора физико-математических наук А. А. Кузнецов и М. И. Соловьев, кандидаты физико-математических наук Н. М. Вирьясов и Е. Н. Кладницкая и сотрудник института А. В. Никитин, совместно с учеными ряда социалистических стран открыли неизвестное ранее явление образования и распада элементарной частицы антисигма-минус-гиперон.
Это явление было впервые обнаружено при исследовании взаимодействий отрицательных пи-мезонов с атомами вещества. Пучок пи-мезонов получался в результате соударения ускоренных на синхрофазотроне до энергии 10 млрд. эВ протонов с ядрами мишени из бериллия, после чего он направлялся в пузырьковую камеру. Было проанализировано 40 тыс. полученных стереофотографий.
Из теории было ясно, что и для сигма-минус-гиперона должна найтись античастица. Однако до марта 1960 г. существование такой частицы экспериментально не было доказано.
Открытие ученых Дубны зарегистрировано под № 59 с приоритетом от 24 марта 1960 г. в такой формулировке:
«Экспериментально обнаружено ранее неизвестное явление образования и распада заряженной частицы антисигма-минус-гиперон с массой, в 2340 раз большей, чем масса электрона, положительным зарядом, временем жизни, равным десятимиллиардной доле секунды, и распадающейся на положительный пи-мезон и антинейтрон».
Явление образования антигелия-3
Антиядро изотопа гелия-3 просуществовало, возможно, всего миллионную долю секунды, но его физические характеристики зафиксированы сложнейшей аппаратурой, разработанной и изготовленной группой советских специалистов. Это завоевание ядерной физики подтверждает реальность существования антивещества, задолго до этого предсказанного теоретически.
Открытие советских физиков внесено в Государственный реестр открытий СССР под № 104 с приоритетом от 28 января 1970 г. Формула открытия такова:
Некоторое время спустя группа ученых лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований и Института физики высоких энергий в ходе экспериментов на Серпуховском ускорителе добилась новых важных результатов. Впервые обнаружены и зарегистрированы ядра антитрития. Успех, увенчавший исследования советских ученых, имеет фундаментальное значение для дальнейшего познания строения вещества.
Антисигма минус гиперон что это
Сигма-минус-гиперон (физики шутят)
Впервые это я прочел в стенгазете «Физик» физфака РГУ в 1966 году, будучи первокурсником. Запомнил на всю жизнь, правда, не все. Через много лет это рассказал наш замечательный А.Г.Филиппенко, тоже физик по образованию. По стилю стиха он принаждежит, скорее всего, Б.Г.Режабеку, биофизику из РГУ, личности легендарной, блестящего остроумия. Что стих ростовский, говорит и «трамвай десятый номер» в конце стиха. Этот трамвай ходил мимо здания физфака по тихой тогда улице М.Горького, дом 88. На красной кирпичной стене дома не исчезала и регулярно подновлялась крупная надпись мелом: «Ура, 3. «. Подозреваю, что физтеховцы тихо слямзили этот стих в Ростове, после чего он появился в физтехе и стал известен А.Г.Филиппенко, который наверняка не смог не обратить на него внимание.
Стих привожу и по памяти, и по публикациям в сети, в которых я изменил только то, что точно помню. Если кто-то что-то точно знает, поправьте. Что-то там еще не так, выпадает из стиля.
У меня прогорел циклотрон.
Что за шум поднялся, что за звон!
Я влезаю в ускоритель,
Выпрямляю выпрямитель.
Что за чудо, что за чёрт?!
Квант идёт не первый сорт.
Это он, это он,
Сигма-минус-гиперон!
Гиперон, гиперон, гиперонище!
«Ты сегодня не в лице,
Говорит.
Ты пойди-ка на ВЦ,
Говорит.
Всё в масштабе рассчитай,
Говорит.
А потом и приезжай,
Говорит.»
И вскочил я на фигуру Лиссажу
И одно только слово твержу:
«Гиперон, гиперон, гиперонище!»
Я не спал четыре ночи,
Не смыкал все ночи очи.
Я не спал четыре дня,
Утомленье у меня.
От такого утомленья
Начинаются виденья.
Полюса те не простые,
Всем обычным не чета,
Вычета в них нулевые,
Нулевые вычета.
Синус больше единицы.
Нуль не нуль, а два нуля.
Метод Ритца не годится,
Виртуально говоря.
И закон Гейзенберга не действует.
И прочёл я в научном журнальчике,
Хоть и верно я взял интервальчики,
Но не вычислить мне интегральчиков
Без лагранжевых функциональчиков.
А считать их надо стохастически.
Всё то сразу я прочёл.
Как мне стало хорошо.
И какое веселье тут началось.
Все частицы космические
Танцы пляшут фантастические.
Даже старые корпускулы
Разминают свои мускулы.
Аж от радости спины повыгнули.
«Вот теперь тебя люблю я,
Уважаю, молодца»
Шёл трамвай десятый номер
Ламца-дрица, гоп, ца-ца!
Антисигма минус гиперон что это
Музей принимает индивидуальных посетителей и экскурсионные группы (до 5 чел.) по предварительной записи по тел. 8 (49621) 6-58-31.
Время для визитов: Понедельник-пятница с 14:00 до 18:00
Ношение средств индивидуальной защиты и соблюдение социальной дистанции обязательны.
Открытие антисигма-минус гиперона
Анатолий Алексеевич Кузнецов
советник при дирекции ОИЯИ, профессор,
заслуженный деятель науки Российской Федерации,
лауреат Государственной премии СССР, академик РАЕН.
Вместо введения
1 февраля 1955 года в поселок Ново-Иваньково Калининской области въехал автобус. Он остановился напротив двухэтажных общежитий, стоявших по обе стороны улицы Инженерной. Когда шофер выключил зажигание и открыл дверцу автобуса, из него вышла большая группа молодых людей, приехавших в Ново-Иваньково, чтобы здесь, «далеко от Москвы», начать свою самостоятельную трудовую жизнь. Так в будущую Дубну «высадился» очередной большой (около 25 человек) «десант» молодых специалистов, только что окончивших физический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова! Основная часть вновь прибывших молодых людей устраивалась на работу в научный отдел Электрофизической лаборатории Академии наук СССР (ЭФЛАН), чтобы заниматься там созданием аппаратуры, необходимой для будущих экспериментов на синхрофазотроне. А другая, меньшая ее часть, поддавшись зажигательной агитации директора лаборатории В.И. Векслера о срочной необходимости участия молодых специалистов в сооружении синхрофазотрона, оказалась в других отделах лаборатории. В числе этих молодых специалистов был и я…
«. Весной 1956 года, когда Дубна стала международным научным центром, синхрофазотрон еще находился в стадии наладки. Вместе с тем полным ходом шла подготовка экспериментальной аппаратуры к проведению опытов на ускорителе.
Большую и успешную работу провели сотрудники отдела высокочастотных устройств, руководимые К.В. Чехловым. Они освоили и усовершенствовали невероятно сложные устройства электроники, Много пришлось поработать С.С. Нагдасеву и его сотрудникам, добившимся высокого и надежного вакуума.
И этот день наступил!
Как это было?
После успешного запуска синхрофазотрона два года я работал главным диспетчером по его эксплуатации, но все-таки не выдержал и осенью 1959 года перешел на работу в научно-экспериментальный отдел Лаборатории высоких энергий, стал сотрудником сектора 24-литровой пропановой камеры.
Успешный запуск синхрофазотрона давал явные преимущества в исследованиях по физике высоких энергий, но времени на «раскачку» для развертывания экспериментов на нем было слишком мало. В прессе уже появились сообщения, что в ЦЕРН (Швейцария) и в Аргонской национальной лаборатории (США) уже идет сооружение более мощных протонных ускорителей, чем синхрофазотрон. И поэтому физикам ЛВЭ нужно было торопиться с началом экспериментов.
Еще до запуска синхрофазотрона для этой цели в ЛВЭ уже разрабатывались различные детекторы частиц и создавались разного типа физические установки. Так, к началу работы синхрофазотрона на внутреннем пучке протонов готовилось оборудование для облучения ядерных фотоэмульсий, а на выведенном пучке отрицательных пионов заканчивался монтаж созданных в мастерских ЛВЭ пузырьковых камер: камеры Вильсона, 24-литровой пропановой и полуметровой ксеноновой. Впоследствии методика пузырьковых камер, регистрирующих почти все вторичные заряженные и нейтральные частицы, стала основной при изучении процессов множественного рождения частиц при энергии синхрофазотрона. Ускоренными темпами совершенствовались и создавались электронные методы исследований. На выведенных пучках синхрофазотрона сначала появляются первые простые, а затем и более сложные магнитные спектрометры, содержащие уже искровые камеры и черенковские счетчики.
Улучшаются условия обработки полученного на установках экспериментального материала. В ЛВЭ был создан центр проявки и обработки ядерных фотоэмульсий и организована специальная группа для измерения снимков с пузырьковых камер. В научных группах ручные механические арифмометры заменяются электрическими счетными машинами марки «Мерседес» и «Рейнметалл». В ЛВТА идет полным ходом монтаж первой в ОИЯИ электронно-вычислительной машины «Урал» и начата разработка новых типов оборудования для просмотра пленок с камер.
Конечно, после запуска синхрофазотрона еще не все его узлы и системы работали, как надо. Не очень надежной и не всегда устойчивой была и аппаратура физических установок. Но со временем все неприятности как-то утрясаются: поломки в блоках аппаратуры быстро устранялись, установки продолжали набирать экспериментальный материал, а физики с утра до ночи, забыв о доме, обрабатывали полученную информацию, увеличивая статистику изучаемых событий.
Однако обработка информации доставалась физикам нелегко! Многое в этой работе было новым, сложным и неизведанным! Один из создателей 24-литровой пропановой пузырьковой камеры профессор М. И. Соловьев вспоминал: «Сложной проблемой стала обработка фотографий. Нам впервые пришлось решать проблему восстановления пространственных координат по измерениям точек на следах стерео-снимков, сделанных в среде с показателем преломления больше единицы. В ЛЯП в то время и даже много позже использовался репроектор. В зарубежной литературе также публикаций по этому вопросу не было. Неоценимую помощь нам оказал А.А. Пугин из Ленинградского гидрологического института, ознакомив нас с разработанным им методом аэросъемок подводных объектов. Это послужило основой для создания программы обработки с пузырьковых камер. Камера была готова к работе в 1957 году. А первый пионный пучок для нее был создан при помощи М.Д. Шафранова».
Подготовка к началу экспериментов на синхрофазотроне в научных группах ЛВЭ шла, как говорится, полным ходом, но когда этот день реально наступил, первыми, кто был готов к работе на ускоренном до рекордных энергий пучке протонов, оказались группы ядерных фотоэмульсий. Именно представители одной из этих групп принесли Владимиру Иосифовичу Векслеру еще не просохший от проявления отпечаток фотоснимка с изображением первой «звезды», воспроизводящей результат столкновения ускоренных до 10 ГэВ протонов с ядрами фотоэмульсии, и увидели искреннюю неподдельную радость и счастливую улыбку на лице основателя и первого директора Лаборатории высоких энергий!
Так начиналась наполненная разными событиями трудная и регулярная работа физиков ОИЯИ на синхрофазотроне ЛВЭ по накоплению, обработке и анализу уникальной научной информации. Торопливости не было! Но был и энтузиазм и огромное желание получить первый научный результат в новой области энергий.
На подступах к открытиям
Первые экспериментальные результаты научных групп ЛВЭ, работающих на синхрофазотроне, были доложены уже летом 1959 года на международной (рочестерской) конференции по физике высоких энергий, которая проходила в Киеве. Естественно, что на этой очень престижной конференции со стороны зарубежных физиков к результатам ЛВЭ было приковано наибольшее внимание, так как от научных групп, работающих на самом мощном ускорителе в мире, можно было ожидать не только совсем новых результатов, но и возможных научных «сенсаций».
Была и сенсация! На одном из заседаний конференции профессор Ван Ган-чан сделал сообщение о наблюдении в пропановой пузырьковой камере необычного события: вторичная положительно заряженная частица имела излом, в который смотрела нейтральная «вилка». После измерений и анализа этого события оказалось, что след после излома есть положительный пион, а вилка является К0-мезоном. Объяснение этого события было неоднозначным: или это неизвестная ранее частица (названной D+-мезоном) с массой 742±25 МэВ, или это наблюдение процесса перезарядки положительно заряженного каона в К0-мезон на нуклоне ядра углерода с рождением положительного пиона и вылетом нейтрона с малой энергией. Существование последнего явления могло бы указывать на сильное взаимодействие между К0-мезоном и положительным пионом, что в свою очередь означало новый экспериментальный факт.
Очевидно, что эти сообщения пропановой группы вызвали большой интерес участников конференции. Но особенно большое внимание (и много вопросов!) было со стороны представителей группы жидководородной пузырьковой камеры из Беркли, возглавляемой профессором Л. Альварецом. Возможно, именно в тот момент представители сильной американской научной группы впервые почувствовали появление серьезного для себя конкурента со стороны Дубны в области физики высоких энергий.
Открытие антисигма-минус гиперона
Каждый сотрудник внимательно просматривал кадр стереопары, находил нужное событие и затем аккуратно и как можно точнее зарисовывал его в специальную тетрадь, отмечая все особенности события и возможную его физическую интерпретацию. Для исключения потерь событий при просмотре одни и те же пленки просматривались два, а иногда и три раза.
Мы сидели в разных концах комнаты, и каждый занимался своим делом: Влад что-то считал на «Мерседесе», а я, уткнувшись в стереолупу, просматривал оставленную мне после первой смены пленку. Иногда я просил Влада подойти, чтобы он взглянул на обнаруженную мною картинку события, а затем мы вместе обсудили бы правильность ее интерпретации. Влад легко отрывался от своих расчетов и с большим интересом включался в обсуждение моей гипотезы.
Так повторялось много раз, пока я не обнаружил событие, которое и указало позже на открытие новой частицы.
Найдя такое объяснение обнаруженного события, я позвал Влада и попросил его проверить мои соображения. Через некоторое время, проделав ту же самую операцию с «динтыметром», Влад с оговорками согласился с моей интерпретацией. После этого я зарисовал в тетради звезду, записал свою интерпретацию этого события и затем продолжил просмотр пленки.
На следующее утро о найденном мною событии я рассказал профессору Ван Ганчану и М.И. Соловьеву, показал картинку этого события и изложил свои соображения. Они по очереди сами проделали все мои действия по обоснованию моей гипотезы и решили, что об этом событии пока никому из посторонних рассказывать не надо, а пленку необходимо сразу же отдать измерителям и сделать сразу два независимых измерения разными приборами.
Так началась долгая, длиною в почти два месяца работа сотрудников сектора по обсчету и анализу этого необычного события. Объем работы все увеличивался и усложнялся. Делались повторные измерения треков события и их обсчет, искались всевозможные источники искажений характеристик наблюдаемых треков заряженных частиц, вычислялась вероятность случайного совпадения нейтральной звезды и точки излома на кадре и т.д. Чтобы понять, какой заряженной частицей образован след в событии, была развита методика измерения ионизации в пропановой камере. Ионизация определялась и измерялась у всех следов частиц звезды (существенный вклад в эту работу внес сотрудник из Польши С. Отвиновски).
Так, день 24 марта 1960 года стал в истории физики элементарных частиц официальной датой открытия новой частицы! А авторами этого открытия стали ученые стран-участниц ОИЯИ: В.И. Векслер, Н.М. Вирясов, Е.Н. Кладницкая, А.А. Кузнецов, А.В. Никитин, М.И. Соловьев (СССР), И. Врана (ЧССР), А. Михул (СРР), Ким Хи Ин (КНДР), Нгуен Тин Ты( СРВ), Ван Ганчан, Ван Цуцзен, Дин Дацао (КНР).
Недаром в то время особенно было распространено мнение, что если на только что построенном ускорителе открыта новая частица или обнаружена не известная ранее в микромире закономерность, то финансовые затраты на строительство считаются оправданными.
А что было дальше.
В дискуссии, после доклада М.И. Соловьева, профессор Л. Альварец и другие ученые снова подняли вопрос о D+-частице. Из ответов М.И. Соловьева и В.И. Векслера следовало, что в данный момент у них нет однозначного мнения об исключении какой-либо одной из ранее предложенных гипотез, так как необходимо увеличение статистики событий.
На следующей рочестерской конференции по физике высоких энергий 1962 года в ЦЕРН от нашего сектора было представлено три больших сообщения, которые были доложены Нгуеном Дин Ты и В.И. Векслером. В первом из них, сообщались новые данные о результатах исследования лямбда-гиперонов и нейтральных каонов в пион-нуклонных и пион-углеродных взаимодействиях при энергии 7-8 ГэВ. Там, в частности, впервые говорилось об установлении существования двух пиков в импульсных распределениях лямбда гиперонов в системе центра масс взаимодействия, о более высокой степени центральности рождения каонных пар по сравнению с рождением пионов и лямбда-гиперонов и т. д. Во втором сообщалось об изучении свойств рождения лямбда-каон и каон-антикаон пар, когда обе частицы полностью регистрировались в камере. А в третьем рассказывалось о наблюдении некоторых новых возможных резонансов, в распаде которых присутствуют странные частицы.
Как и следовало ожидать, наибольший интерес был вызван сообщением Нгуена Дин Ты о наблюдении нами пика в спектре эффективных масс двух нейтральных короткоживущих каонов с массой близкой к сумме масс этих частиц в покое. Это сообщение вызвало активное обсуждение наших результатов и самой проблемы существования новых частиц, распадающихся на два каона. В нем приняли участие крупнейшие теоретики Дж. Сакураи, А. Салам, М. Голдхабер и экспериментаторы А. Розенфелд, М. Науенберг и Дж. Лейтнер. В дискуссии отмечались важность нашей работы и необходимость продолжения поиска новых частиц, распадающихся на два каона, для подтверждения теории векторной доминантности и дальнейшего развития теории сильных взаимодействий.
В подмосковном наукограде Дубна начинают реализовывать мегапроект мировой научной значимости. Это подтверждают участники международного круглого стола, состоявшегося в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ). К 2015 году здесь, в Подмосковье, будет построен коллайдер, который уже сейчас называют «флагманом» будущих экспериментальных программ ОИЯИ.
Дубна – город-институт с множеством научных центров, экспериментальных площадок. За счет «высокой концентрации» талантливых ученых он пережил трудные времена, сохранив свой костяк и оставаясь крупнейшим международным исследовательским центром. Его жители любят повторять: нас каким-то чудом поместили в коммунизм. В Дубне даже время воспринимается по-другому, нет спешки. Здесь до сих пор сохранились стоянки для велосипедов – и почтенные профессоры и молодые кандидаты наук передвигаются по огромной территории института этим «старинным» способом. Машин тут немного – весь город можно исколесить за 15 минут. А улицы названы преимущественно именами великих физиков. Впрочем, есть и традиционные улица Мира и Ленинградская (все же не Питерская).
Наш институт – это крупная международная исследовательская организация, в нее входят 18 стран-участниц и 6 ассоциированных членов, то есть на постоянной основе здесь работают 24 страны, – рассказывает Алексей Сисакян, директор Объединенного института ядерных исследований в Дубне, академик, член Президиума Российской академии наук. – Есть представители Африканского континента, Европы и Азии, Америки, нет только Австралии (хотя с ее институтами мы сотрудничаем) и Антарктиды. Мы сейчас работаем над планом развития института, учитывая прошлый опыт, мировые тенденции и интересы наших стран. А они таковы. Необходимо развиваться в трех направлениях: фундаментальные исследования, инновационный пояс и образование. Такая триада очень плодотворна. Если в обществе этой триады нет, то говорить о переходе на инновационные рельсы довольно трудно. Цепочка начинается с фундаментальной науки. Одно из ее актуальных направлений – физика тяжелых ионов. Развитию этого направления и посвящен проект NICA».
NICA – аббревиатура английских слов – Nuclotron-based Ion Collider fAcility. Проще говоря – это коллайдер на основе нуклотрона (действующего ускорителя в ОИЯИ). Коллайдер – от слова «сталкивать». Речь идет об ускорительном комплексе на встречных пучках. Он позволит физикам в скором времени открыть новые необычные состояния и формы сильновзаимодействующей материи.
Аббревиатура NICA созвучна с именем богини победы, которая, мы считаем, поможет нам, – говорит доктор физико-математических наук профессор Александр Сорин, директор Центра NICA. – Почти одновременно с нами три зарубежных центра решили заниматься той же проблемой: Брукхевенская национальная лаборатория США недавно анонсировала программу снижения энергии пучков тяжелых ионов своего коллайдера до той энергии, которая будет на NICA. Американские ученые сочли, что это интересно. Европейский центр ЦЕРН (Женева, Швейцария) наряду с проблемами большого адронного коллайдера предусматривает исследования на его предускорителе (ускоритель SPS, который первоначально разгоняет частицы перед тем, как их столкнут в коллайдере). Тяжело-ионный центр GSI (Дармштадт, Германия) планирует проект, аналогичный NICA, но в другой постановке. У них рассеяние будет происходить на неподвижной мишени. Эта мишень вносит помехи в результат, а у нас будут сталкиваться встречные пучки тяжелых ионов, что позволит получать более качественные и полные данные».
Я активно сотрудничаю с физиками в этом городе много лет, сегодня вовлечен в обсуждение о возможном создании здесь коллайдера NICA», – говорит Дмитрий Харзеев, руководитель отдела теоретической ядерной физики Национальной лаборатории США в Брукхевене. – Считаю, что прогресс налицо. В Брукхевене похожие эксперименты ведутся уже девять лет, но при других, более высоких энергиях сталкивающихся частиц».
Линейный ускоритель. Вскоре он займет свое место в «подмосковном коллайдере» (ускорительном комплексе NICA)
Рихард Ледницки, вице-директор ОИЯИ, член Академии наук Чешской Республики, видит главную особенность русского проекта в том, что «мировой интерес к NICA вызван возможностью изучать плотную горячую материю в экстремальных условиях. Это поможет нам исследовать фундамент многих теорий, которые сейчас непонятны. Да, в Брукхевене есть планы, связанные с понижением энергии, чтобы добраться до той области, где будет работать NICA. Однако при понижении энергии в ускорителе, изначально для этого непредназначенном, теряется светимость, то есть статистика данных будет неполной. В этом плане NICA имеет много преимуществ. Ведь она изначально разрабатывается именно для относительно невысоких энергий».
В свое время физики стремились строить все более мощные ускорители и быстро проскочили диапазон сравнительно невысоких энергий. А именно там кроются тайны возникновения мира. Вернуться к таким энергиям на существующей в мире экспериментальной базе можно, но не эффективно. В этом случае интенсивность пучков становится существенно ниже. Это означает, что столкновения, которые на дубненском коллайдере будут фиксировать каждые десять минут, на мощных коллайдерах смогут обнаруживать лишь раз в несколько месяцев, а то и лет. Строить же рядом с существующими новые коллайдеры очень дорого. Это и делает комплекс NICA не имеющим аналогов в мире на ближайшую историческую перспективу и позволит осуществить уникальную программу фундаментальных и прикладных исследований.
Предстоит построить небольшой (по сравнению с большим адронным коллайдером в ЦЕРН) коллайдер тяжелых ионов, – поясняет Алексей Сисакян. – Чтобы исследовать сверхплотную материю, не надо больших энергий. А небольшие энергии – это относительно небольшие, относительно дешевые ускорители».
«Гектар под крышей»
В том, что NICA перспективна, в институте не сомневается никто. Если встречаются скептики – среди гостей ОИЯИ, их ведут в Лабораторию физики высоких энергий взглянуть на знаменитый ускоритель-синхрофазотрон: магниты высотой в два этажа, обмотка из меди толщиной несколько сантиметров, а чтобы отвинтить гайку, нужен кран. Здание, где, возможно, разместится коллайдер, называют «гектар под крышей».
7 августа 1946 года Специальный комитет при Совете министров СССР занимался вопросом строительства мощного ускорителя – через год после войны! На грандиозный проект работала вся страна, и 15 марта 1957 года был запущен синхрофазотрон.
Экскурсии на ускоритель оставляют неизгладимые впечатления (даже при том что он давно не работает).
Синхрофазотрон в свое время был самым крупным ускорителем в мире, – говорит Дмитрий Пешехонов, ученый секретарь Лаборатории физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, кандидат физико-математических наук. – Ни до, ни после никто не строил ускорители, использующие такое количество металла. Камера, по которой летит пучок, настолько крупная, что внутри может спокойно находиться человек. Для сравнения: размеры современных камер – сантиметры. Полный вес установки 36 тысяч тонн. Она занесена в Книгу рекордов Гиннеса и является одним из символов ушедшей эпохи. На этом ускорителе было сделано несколько открытий. В частности, была открыта новая элементарная частица – антисигма-минус-гиперон, расширившая небольшой на тот момент набор известных элементарных частиц».
«Проектов подобного масштаба давно не было»
Круглый стол собрал 76 гостей из 40 научных центров 16 стран мира. Всем интересно увидеть, как постепенно проект NICA начинает воплощаться в жизнь, как он обрастает подробностями, деталями.
Нынешнее совещание – уже четвертое по данной теме. Первый раз ученые собрались в 2005 году, а на следующем совещании 2006 года уже был поставлен вопрос о создании установки NICA в Дубне.
Сейчас мы дошли уже до стадии технического проекта, – поясняет Юрий Потребеников, заместитель директора по научной работе Лаборатории физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина, кандидат физико-математических наук. – Это значит, что есть не только концептуальные решения (как все должно выглядеть), но есть технические и технологические решения, в том числе чертежи, схемы, договоры на производство подсистем коллайдера, развернуты проектно-конструкторские работы по всем направлениям. Для того чтобы обеспечить столкновение пучков, надо разогнать их и направить навстречу друг другу. Наш комплекс ускорителей будет включать – источник, линейный ускоритель, бустер (устройство, позволяющее увеличить силу и скорость действия основного механизма), нуклотрон (сверхпроводящий ускоритель) и два кольца коллайдера. В настоящее время мы имеем действующий нуклотрон, развитую инфраструктуру, включающую здания, сооружения и ряд действующих элементов комплекса».
По мнению Владимира Кекелидзе, директора Лаборатории физики высоких энергий, доктора физико-математических наук, профессора, нынешний круглый стол качественно отличается от предыдущих: «До этого были только предположения, мы делали первые робкие шаги. Идея создать коллайдер типа NICA возникла у наших теоретиков, и благодаря сильной и уверенной позиции директора нашего института, академика Сисакяна, она стала реальностью». Кроме того, как подчеркнул Александр Ольшевский, директор Лаборатории ядерных проблем им. В.П. Джелепова ОИЯИ, доктор физико-математических наук, профессор: «Уже долгое время в нашей стране и в странах-участницах ОИЯИ не было проектов подобного масштаба. Интерес к нему очень велик за рубежом. Важно, что реализовываться он будет на территории России».
Экспериментальная база такого уровня позволит России и государствам-членам ОИЯИ совершить прорыв в области фундаментальной науки и инновационных технологий в ближайшее десятилетие. NICA – это уникальные условия для подготовки и привлечения высококлассных специалистов. Эксперименты и результаты ожидаются уже в ближайшие пять-семь лет.
Что нам даст NICA на практике? – улыбается Рихард Ледницки. – Когда говорят о фундаментальных исследованиях, особенно об их прикладном значении, я вспоминаю Фарадея. Он изучал электромагнитные явления, не зная, что когда-нибудь появится такое устройство, как мобильный телефон, физика была его хобби. Я скажу одно – всякое открытие науки рано или поздно будет применяться в жизни. Фундаментальные исследования – это скачки в технологиях. Когда вы изучаете процессы, которые редки, и надо работать с большим числом данных – вас ждет скачок в компьютерных технологиях, в электронике. Будет развиваться и совершенствоваться ускорительная техника. А это прорыв в медицине, биологии. Все это приведет к большим переменам в нашей жизни».
Я считаю, проект очень своевременный, – солидарен с Рихардом Дмитрий Харзеев, руководитель отдела теоретической ядерной физики Национальной лаборатории США в Брукхевене. – И стране, и институту важно иметь свой собственный проект. Трудно удержать молодых людей в науке, если ближайшие крупные экспериментальные установки находятся где-то далеко за границей. Коллайдер – объект, привлекательный для амбициозной молодежи. Планируется начать эксперименты в 2015 году – в физике крупные проекты требуют для подготовки много времени. Для такой масштабной задачи 5–7 лет – срок довольно короткий. Долгое время в России был целый ряд первоклассных физических установок. За последние 20 лет таких крупных установок в России не строилось. Если эта ситуация продолжится, то со временем знания, накопленные в этой области, будут утрачены. Если проект будет реализован, как планируется, в относительно короткие сроки, NICA может стать очень важным объектом и в России, и на международной сцене».
NICA – международный проект на российской земле. Нам сейчас крайне необходимо иметь собственные мегапроекты, – говорит Алексей Сисакян. – Нужно строить ускорители, реакторные установки, космические станции, обсерватории, без этого мы не сможем решить главные проблемы страны. Такие, например, как утечка умов. Мы не сможем считать себя великой державой без большой науки, а большая наука определяется именно мегапроектами. Молодежь хочет участвовать в амбициозных программах, она хочет не только иметь хорошую зарплату, но и реализовать свои научные идеи. Кроме того, вокруг масштабных проектов начинают объединяться ученые».
ОИЯИ уже сегодня может предложить хорошим квалифицированным специалистам достойную зарплату. За два года проекта NICA средний возраст сотрудников помолодел на 2–3 года. Молодые имеют шанс «встать у руля»: на руководящих постах много 30–40-летних.
Под занавес Александр Сорин, как бы между прочим, выдает настоящую сенсацию: «Мы планируем прикладные исследования, связанные с нанофизикой, а также исследования на фемтоуровне. Иерархия масштабов в одном проекте может привести к новым технологиям, новому пониманию. Технологии рождаются, когда решается какая-то конкретная фундаментальная проблема».
Таким образом, на повестке дня – проект, который может расширить горизонт даже модных сейчас нанотехнологий…