Очарованные кварками

Институт ядерной физики СО РАН приблизился к мечте, которую его ученые вынашивают почти 15 лет. Правительство может одобрить финансирование строительства под институтом нового 800-метрового коллайдера и детектора частиц. Ядерщики надеются, что найти в казне 6 миллиардов рублей Минфину поможет имидж института, который укрепило его участие в запуске Большого адронного коллайдера. Тогда в подземельях Академгородка займутся фабричным производством так называемых «очарованных» частиц. Это позволит дополнить данные Большого коллайдера (где занимаются другими частицами — «прелестными») и взломать дверь между материей и антиматерией. Речь идет о переднем крае большой мировой физики, признают в крупнейших научных центрах.

На минувшей неделе глава СО РАН Александр Асеев представил список приоритетных проектов своего учреждения до 2025 года и объемы их финансирования. «Это суммы, которые Правительство восприняло. Мы представляли их министру финансов и министру экономического развития и получили одобрение — отмашку на то, чтобы готовить документацию», — заявил господин Асеев, демонстрируя список из 10 проектов.

Справка: Основатель Института ядерной физики Герш Будкер в 1960-х годах стал автором идеи ускорителей на встречных пучках (коллайдеров). Первый в мире коллайдер, получивший имя ВЭП-1, также был построен в ИЯФ.

К обещанию Правительства выделить денег на новый коллайдер следует относиться с «осторожным оптимизмом», сказал НГС.НОВОСТИ ученый секретарь ИЯФ Алексей Васильев. По его мнению, позиции сибиряков стали прочнее, после того как СО РАН правильно оформило свои главные проекты для подачи Правительству. «На Западе активно строят такие установки mega science, которые сегодня являются основой для получения новых знаний. По-видимому, Правительство осознало, что это правильный путь, и теперь делает ставку на попытку создать несколько таких установок», — рассуждает он. Может помочь и шумиха вокруг крупнейшей в мире установки mega science — Большого адронного коллайдра, в строительстве и запуске которого активно участвовал ИЯФ. «Такой совместный успех создает благоприятный фон, и БАК, конечно, сыграл нам на руку», — добавил господин Васильев.

Новосибирский коллайдер должен объяснить асимметрию между веществом и антивеществом во Вселенной.

«После Большого взрыва синхронно образовывалось и то и другое, однако сейчас антивещества во Вселенной мы не наблюдаем. Причина, возможно, кроется в механизмах смешивания D-мезонов», — попытался объяснить смысл 6-миллиардной установки ученый секретарь ИЯФ. Ученые, работающие на LHCb, крупнейшем детекторе Большого адронного коллайдера, занимаются тем же, но на других частицах — так называемых B-мезонах (beauty, или «прелестных», мезонах). «Однако никакое открытие не считается окончательным, если оно не подтверждено в другом эксперименте. Поэтому значимость чарм-тау фабрики нисколько не принижается, установки будут дополнять друг друга», — говорит Васильев.

«Чарм-тау фабрикой» установку называют за технологию «фабричного производства» частиц с определенной энергией. Эпитет charm («очарование») — от названия С-кварков (в русской терминологии — «очарованный кварк»), из которых состоят D-мезоны.

Наконец, эпитет «тау» — от названия еще одной частицы, тау-лептона, процесс распада которой физики только начинают изучать, объясняют в институте. Аналогичная установка работает в Китае, однако ее светимость (интенсивность столкновения частиц в плотных встречных пучках) в тысячу раз ниже, чем та, что запланирована в Новосибирске, говорят в ИЯФ. Новую технологию сжатия пучков физики описывают еще одной метафорой — «крабовая хватка». Ее уже опробовали на других типах частиц в итальянском коллайдере.

Если финансирование не затянут, несколько мировых научных рекордов новому новосибирскому коллайдеру обеспечены, несмотря на то что его мощность в тысячи раз меньше, чем у БАК, уверены в ИЯФ. Однако институту еще предстоит прокопать тоннель на глубине около 10 метров.

«Итальянцы выражают сильную заинтересованность в этом проекте — как в строительстве ускорителя, так и в проведении экспериментов. Американские и японские физики тоже высказывают большой интерес», — уверяет Алексей Васильев. В крупнейшем российском ядерном центре в подмосковной Дубне соглашаются, что проект можно считать прорывным. «Непонятен механизм нарушения симметрии, приведший к дисбалансу между веществом и антивеществом, благодаря которому существует наш мир. Изучение нарушения четности в процессах рождения частиц, содержащих тяжелые кварки, — одна из высокоприоритетных задач. И создание в новосибирском Академгородке подобной машины позволит российским ученым проводить исследования на переднем краю науки», — радуется ученый секретарь лаборатории физики высоких энергий института ядерных исследований в Дубне Дмитрий Пешехонов.

Налогоплательщикам, которые считают, что антиматерия — не лучший объект для миллиардных инвестиций, физики дежурно напоминают, что побочный эффект от таких проектов может быть неожиданным.

Например, изобретение современного интернета на основе протокола HTTP, который придумали для создания локальной сети в Европейском центре ядерных исследований. «Проект должен не просто подтвердить лидерство Института ядерной физики, но и создать новые технологии, которые потом будут применяться в самых неожиданных областях», — уверяет глава СО РАН. Ускорители ИЯФ, некогда созданные для «большой науки», сегодня используют для вполне прикладных целей — производство сверхпрочного кабеля, стерилизация, очистка водопроводной воды, лечение онкологии и так далее, напоминает Алексей Васильев.

Петр Малков

Фото dirty.ru (1), foto.academ.org (2)