Юрий Зайцев, действительный академический советник
Академии инженерных наук, для РИА Новости
Внимание физиков всей планеты сегодня приковано к ЦЕРНу, где запущен Большой адронный коллайдер (БАК, Large Handron Collider - LHC). Считается, что он должен стать главным движителем и вершиной восхождения исследований в физике высоких энергий. Однако уже ясно, что ответы на многие вопросы получить на БАКе не удастся.
К примеру, невозможно будет разглядеть процесс перехода очень плотной ядерной материи в новое состояние - кварк-глюонную плазму -смешанную фазу, существовавшую в первые мгновения после Большого взрыва. Есть теория, что тогда кварки находились в свободном состоянии. Затем они сгруппировались, и появились протоны, нейтроны. В БАКе данный процесс просто проскакивается из-за слишком высокой энергии взаимодействия частиц.
По словам директора Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) - Международного научного центра в Дубне Алексея Сисакяна - это можно сравнить с закипанием воды. Если при 100 градусах видно, как вода (тяжелые ядра) постепенно превращается в пар (аналог кварков-глюонов), то при 1000 градусов этот процесс уже незаметен - вода в доли секунды улетучивается, и рассмотреть его невозможно.
Ученые надеются зарегистрировать переход кварков в протоны и нейтроны в коллайдере, который планируется построить в подмосковной Дубне. Новый физический прибор назвали НИКА (коллайдер тяжелых ионов высоких энергий). Разработка проекта ведется с середины 2006 г. ОИЯИ в тесном сотрудничестве с ведущими институтами РАН, Росатома, Рособрнауки, МГУ и РНЦ "Курчатовский институт". Будет создан уникальный ускорительный комплекс - каскад четырех ускорителей, один из которых уже существует и действует - сверхпроводящий ионный синхротрон-нуклотрон.
Кстати, он был построен в сложные 1990 г. Правда, из-за более чем скромного финансирования не удалось достичь тех параметров ускорения пучков, на которые рассчитывали. Тем не менее до последнего времени он оставался самым мощным в Европе и единственным ускорителем на сверхпроводящих магнитах (магниты были сделаны в Дубне и повторить их пока никто не может).
По задумке разработчиков коллайдера частицы будут разгоняться в нескольких его кольцах в одном направлении, набирая все большую скорость. На завершающей стадии они пойдут уже во встречном направлении по двум кольцам. В нескольких местах этих колец предусмотрены точки встречи пучков частиц. Предполагается, что в момент их столкновения можно будет увидеть свободные кварки (сейчас они существуют только в сгустках по три штуки) и проследить процесс их притяжения друг к другу.
На новой установке ученые рассчитывают исследовать как свойства перехода материи из одного фазового состояния в другое, так и соответствующие этому переходу (если таковой действительно имеет место) условия, при которых ядерная материя и кварк-глюонная могут сосуществовать. Не исключено, что сейчас такие условия есть в недрах нейтронных звезд.
В коллайдере НИКА будут сталкиваться пучки ядер золота, разогнанные навстречу друг другу до энергий 5.5 гигаэлектронвольт. Последствия столкновений станут исследоваться с помощью детектора МРD (Multi Purpose Detector), установленного у "места встречи" пучков.
Если протяженность Большого коллайдера ЦЕРНа 27 км, то НИКА - всего 251 м. Европейский коллайдер, который создавался при участии и российских ученых, обошелся в 8 млрд долл. Проект НИКА, по предварительным расчетам, будет стоить 200 млн долл. Средства на реализацию идеи выделяют 25 стран-участниц. Строительство коллайдера должно завершиться в 2014 г., а через год начнется его работа на полную мощность.
Основой проекта стал синхрофазотрон, построенный в Дубне еще в 1957 г., - один из самых больших в мире ускорителей заряженных частиц.
Именно в Советском Союзе была впервые высказана идея создания коллайдера. В Новосибирске построили и первый его образец, мощность которого составляла десятки гигаэлектронвольт. Этот ускоритель до сих пор используется в исследованиях. В СССР мог бы быть создан и практически равнозначный БАКу аналог в Протвине (Подмосковье). Для него успели построить тоннель длиной 21 км, однако, в 1990-е годы стройка была заморожена.
Из-за экономических трудностей последних десятилетий Россия пока не смогла подготовить ни одного нового "ускорительного" мегапроекта. Вместе с тем, она стремится войти в группу лидеров инновационного развития и для этого должна реализовать крупные научные проекты с высокими технологическими требованиями к технике и научной составляющей. При решении сложных фундаментальных проблем возникают новые технологии. И только они способны сдвинуть дело с мертвой точки, вызвать прорыв в инновационном и промышленном развитии.
Сегодня в Дубне полным ходом идет модернизация нуклотрона: принципиально улучшен вакуум в кольце; полностью обновлен криогенный комплекс - сердце сверхпроводящего ускорителя; модернизирована система питания, устанавливается современное диагностическое оборудование; создается новый источник ионов.
НИКА будет уникальной установкой мирового уровня, интересной и для других физических центров. Схожий проект планируется осуществить в Германии в исследовательском центре в Дармштадте, но в другой, менее эффективной постановке исследований. Аналогичные эксперименты обсуждаются в Брукхейвенской лаборатории США. В случае реализации проекта в соответствии с намеченными планами, коллайдер НИКА станет одним из главных центров "притяжения" для международного сообщества физиков, занятых этой проблематикой, - считает заведующей лабораторией физики высоких энергий ОИЯИ профессор Владимир Кекелидзе
Создание НИКИ позволит вернуть в Россию многих ученых, особенно молодых, участвовавших, в том числе, в создании Большого адронного коллайдера. Строительство современных экспериментальных установок невозможно без детальной технической проработки, для чего нужны квалифицированные инженеры-конструкторы. Именно они массово уезжали на Запад, когда стала разваливаться российская наука. Сегодня их высокая квалификация вновь востребована в России.
Мнение автора может не совпадать с мнением редакции информационного агентства Trend
