• Коллайдер NICA может дать толчок развитию бытовой техники

    Следующая новость

    Запуск первой установки коллайдера NICA должен состояться уже в этом году. О ходе масштабных работ телеканалу «360» рассказал директор Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ в Дубне Владимир Кекелидзе.

    Ускорение, как в автомобиле

    Длина коллайдера составляет 503 метра — это периметр, два кольца и две точки пересечения, где сталкиваются частицы и где ставят детекторы. Но в комплекс ускорителя входит не только сам коллайдер — это лишь финальный этап, где сталкиваются летящие навстречу два ядра. Подготовительный этап — это существующий нуклотрон с периметром около 250 метров и бустер, который нам предстоит построить. Ускорение для таких энергий, для таких интенсивностей, требует каскадного процесса. Как коробка передач в автомобиле — первая, вторая, третья скорость…

    Уникальный проект в практике создания ускорителей

    Любое ускорение начинается с источника частиц. Он называется инжекционным комплексом. У нас будет два таких комплекса. Один старый, который существует с момента запуска еще синхрофазотрона. Его модернизация практически завершена. И это коллективная работа очень многих российский институтов — Института ядерной физики имени Г. И. Будкера, московского Института теоретической и экспериментальной физики и, конечно, физиков с нашего института. Любой такой проект — это всегда объединение многих усилий. На сегодняшний день уже запущен источник поляризованных частиц. И уже прошли первые эксперименты с участием ученых из США, Франции, Великобритании и они показали, что источник не просто работает, а дает хорошие результаты, но это немножко выходит за рамки проекта Ника.

    А вот то, что специально для НИКИ сделано, — это новый инжекционный комплекс. Создан в содружестве с немецкой компанией BEVATECH — одной из самых прогрессивных компаний, которые работают в этой области. И, конечно, с участием наших физиков, потому что только совместно можно было запустить такой уникальный проект. К нему впервые в мире, впервые в практике создания ускорителей, были сделаны высокочастотные очень мощные усилители на полупроводниках. И этот комплекс уже ждет того момента, когда бустер сможет принять тяжелые ионы.

    Конкуренты и партнеры

    Также был официальный пуск линии для сборки магнитной оптики. По нашей уникальной технологии мы делаем магниты не только для проекта НИКА, но и для нашего конкурента и партнера — международного проекта FAIR в Германии. И FAIR, и NICA нацелены на поиск новых форм ядерной материи, в которой плотность ядер никем еще не исследована. Такая высокая плотность существует только в недрах нейтронных звезд, и в лаборатории пока еще не создавалась. Мы, наверно, первыми — может FAIR, а может NICA — проникнем в эту до сих пор неизведанную область исследований.

    Попасть «пуля в пулю»

    Хотя мы занимаемся одинаковыми задачами, но у нас разные подходы. Если FAIR использует схему с фиксированной мишенью, то мы используем обе схемы — и с фиксированной мишенью, и коллайдер. Чем они отличаются? Схема с фиксированной мишенью — это когда вы имеете мишень, например, золотую пленку или фольгу, и на нее подается пучок из ядер золота. Эта схема имеет то преимущество, что вы можете сделать мишень, пучки достаточно интенсивными. То есть, интенсивность взаимодействия — важный параметр, определяющий статистику и точность ваших исследований, может быть достаточно высоким. Тут ограничения связаны только с детектором, а точнее, электроникой. FAIR делает такой проект, для которого электроника пока еще не разработана. Это электроника будущего, но они надеются, что 2013 году, когда будет запущен их эксперимент, она будет создана с их участием.

    Коллайдерный эксперимент — это когда два ядра летят навстречу друг другу и, сталкиваясь, рождают те частицы, которые мы детектируем. Это более чистый эксперимент. Потому что вся энергия идет на энергию взаимодействия. А в случае с фиксированной мишенью, часть энергии уходит на движение всей системы. Кроме того, мишень, которая кажется нам тонкой, для тех частиц и для того микромира, который мы исследуем, она достаточно толстая. И то, что мы видим, мы видим уже искаженно. А в случае с коллайдером, где каждая элементарная частица сталкивается друг с другом, мы напрямую видим, что там происходит. Но за любое преимущество надо платить. Интенсивность взаимодействия в коллайдере гораздо ниже. Это все равно как в случае с фиксированной мишенью — поставить снайпера стрелять в бетонный блок, даже с расстояния в километр, скорее всего, он никогда не промахнется. А в случае с коллайдером, на том же расстоянии нужно выставить двух снайпером и стараться, чтобы они попали «пуля в пулю». Попадать они будут не каждый раз, и статистика взаимодействия будет меньше, но это более чистый эксперимент.

    Двигаясь все дальше…

    В целом ход работ идет почти по плану. Потому что, конечно, такой комплексный проект, как НИКА, он состоит из ряда самостоятельных проектов. Уже в декабре этого года мы ожидаем первый сеанс, когда установка с фиксированной мишенью уже начнет работать на физику. Так, мы должны создать не только коллайдер и ускорительный комплекс, но еще и установку, которая будет детектировать. А это не менее сложный объект. Представьте себе сверхпроводящий магнит диаметром 7 метров и длиной 10 метров. Такой цилиндр, который начинен сложной аппаратурой и электроникой почти с такой же плотностью, как ваш мобильный телефон. Более того, в технологиях, которые мы пытаемся внедрить, мы используем все, что уже было наработано на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, но стараемся продвинуться и дальше. Потому что только самые современные технологии могут дать нам возможность понять тот новый мир и получить ту полезную информацию, ради которой мы все это и делаем.

    Маленький Большой взрыв

    Цель проекта — изучить состояние Вселенной после Большого взрыва. Как говорят, для этого планируется произвести в Дубне маленький Большой взрыв. И все это настолько «микро», что опасности никакой в этом нет. Все, что создается, создается в очень маленьком промежутке пространства и времени. Тот сгусток кварк-глюонной материи, который мы вынуждены создать, произойдет в промежутке времени 10 в -24 степени секунды, если перевести на язык обычной арифметики. Вот на это мгновение в совершенно маленьком пространстве размером с ядро атома будет создан сгусток вещества, который, как мы считаем, мог бы быть на определенном этапе формирования Вселенной.

    «Белая книга»

    Когда реализуется такой проект, он имеет глобальный масштаб, он не может реализоваться ни в только одном институте, ни даже в одной стране. Поэтому с самого начала был объявлен «призыв» к ученым всего мира давать свои предложения. Все это выражается в форме так называемой «Белой книги». Это постоянно развивающийся открытый документ, куда каждый из ученых, кто имеет к этому отношение, может написать свои предложения или идею, что можно было бы искать. На сегодня эта книга включает в себя предложения от более чем 180 ученых со всего мира, из 27 стран, из полсотни институтов. И каждый год добавляются новые идеи о том, что можно было бы сделать на НИКЕ. Но более живой инструмент — это регулярные конференции, которые собирают около 1000 участников и проходят примерно раз в полтора года.

    Итоги: два слоя

    Наука — это прежде всего вклад в будущее, понимание природы и законов мироздания. И только основываясь на этих законах, мы можем формировать будущее наше мировоззрение и формировать, возможно, будущее нашего общества. Это самый верхний пласт. Но есть и более приземленный. Потому что любой крупный проект требует развития таких технологий, которых до этого не было. И эти технологии тут же находят применение в бытовой жизни. То есть, может быть, с запуском НИКИ мы выйдем на некий новый уровень существования.

    Так, для нее тоже требуется такая электроника, которую мы еще не имеем. Мы только пытаемся нащупать путь и заказывать производителям такие параметры, которые пока никто не ставил. Или, например, детекторы. Необходимы детекторы, которые сами по себе почти прозрачные, почти ничего не весят и дают разрешение высочайшей точности. Возможно, те детекторы, которые необходимы для НИКИ, дадут толчок к развитию и бытовых приборов. Тех, которые мы применяем своей повседневной жизни.

    Филиал «360» Дубна

    Следующая новость