• 06 февраля 2020, 16:45

    Воссоздать рождение Вселенной. В Дубне построили свой коллайдер — он заработает в 2022 году

    Построенный в подмосковной Дубне сверхпроводящий коллайдер NICA запустят до конца 2022 года. При помощи этого аппарата ученые станут проводить уникальные исследования, важные для успешного технологического развития России. Об этом заявил на заседании Госсовета и Совета по науке и образованию президент России Владимир Путин.
    Воссоздать рождение Вселенной. В Дубне построили свой коллайдер — он заработает в 2022 году

    Два года назад сотрудники Объединенного института ядерных исследований рассказали «360» об истории строительства коллайдера NICA и том, как он поможет раскрыть тайны появления Вселенной. Вот их история.

    Научная Ника

    В 2016 году президент России Владимир Путин включил коллайдер NIСA в список научных мегапроектов. Название ускорителя выбрали в 2008 году в честь греческой богини победы Ники. Разработка проекта началась в 2005–2006 годах, а строительство — в 2013-м. Как сообщается на сайте, посвященном коллайдеру, аппарат будет полностью введен в строй в 2023 году.

    Длина ускорителя составляет 503 метра — туда входят периметр, два кольца и две точки пересечения, в которых сталкиваются частицы. Ориентировочная стоимость проекта оценивается более чем в 500 миллионов долларов. Большая часть этой суммы — около 80% — оплачивается из госбюджета. Остальные средства вкладывают коммерческие инвесторы, в числе которых значатся бизнесмены из Италии, Германии и США.

    Коллайдер создают на базе ускорителя «Нуклотрон», который был построен в Дубне еще в 1993 году. Для планируемых экспериментов конструируются детекторы MPD и BM@N. Первый будет расположен в точке столкновения пучков коллайдера NICA. Это уникальная по мировым масштабам экспериментальная установка, сравнимая с детекторами на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. Она позволит проводить фундаментальные исследования материи с экстремальными плотностями и температурами.

    На одном из них в марте 2018 года ученым уже удалось провести первый эксперимент по сталкиванию пучков тяжелых ионов. В работе приняли участие ученые из США, Израиля, Германии и Франции.

    Вселенная в пробирке

    Воссоздать рождение Вселенной. В Дубне построили свой коллайдер — он заработает в 2022 году | Изображение 1
    Источник фото: РИА «Новости»

    Как рассказали «360» ученые, проект позволит понять, как в первые мгновения после Большого взрыва во Вселенной образовались протоны и нейтроны, а также больше узнать о поведении вещества в области сверхвысоких энергий в состоянии кварк-глюонной плазмы.

    Проект NICA является передовым и впервые запускается в России в подобном масштабе, отметил в беседе с «360» сотрудник Объединенного института ядерных исследований в Дубне, директор лаборатории физики высоких энергий имени В. И. Векслера Владимир Кекелидзе. По его словам, коллайдер представляет собой целый комплекс ускорителей и экспериментальных разработок, которые решают ряд актуальных задач в современной физике.

    «Главная задача проекта NICA — изучение плотной барионной материи в той области энергий, где она достигает максимальной плотности. Подобная плотность в настоящее время существует только в недрах нейтронных звезд ядерной материи, которые образуется при столкновении двух звезд», — объяснил собеседник «360».

    Вторая задача состоит в изучении спиновой структуры нуклонов, подчеркнул ученый. «Также на коллайдере находится ряд каскадных ускорителей, на которых будут изучаться другие научные программы, включая прикладные. Мы хотим воссоздать „мини-Большой взрыв“ в лаборатории», — отметил Кекелидзе.

    Не секрет, что в первые миллисекунды после Большого взрыва произошло формирование мира. То, что было изначально, — это кварк-глюонная плазма, своего рода кирпичики мироздания. Мы хотим воссоздать, как из этих кирпичиков родился мир, в котором мы живем, как возникли протоны и нейтроны

    Владимир Кекелидзесотрудник ОИЯИ.

    Помимо России, разработками в этой области занимаются ученые из США и Германии. Так, в Штатах уже введен в строй ионный коллайдер RHIC. Однако его конфигурация пока не позволяет достичь нужной барионной плотности, подобной веществу нейтронной звезды. В Германии также разрабатывается похожий проект под названием FAIR. Он представляет собой коллайдер с фиксированной мишенью, в нем пучок частиц ударяется по мишени, при этом часть энергии тратится на движение системы, что приводит к потерям энергии.

    При этом в российском коллайдере NICA два пучка сталкиваются друг с другом, что энергетически более выгодно. «Однако сложно точно совместить пучки для достижения большой светимости — высокой интенсивности сигнала распада», — подчеркнул Кекелидзе. Вдобавок часть установок NICA позволяют исследовать влияние ионных пучков на организм живых существ. Результаты таких исследований дают стимул развитию адронной терапии, направленной на лечение раковых заболеваний у людей.

    ОИЯИ в Дубне стал первым в России центром, где была создана установка по протонной медицине, отметил в разговоре с «360» директор по науке кластера ядерных технологий Фонда «Сколково» Александр Фертман. По его словам, в институте занимаются развитием биомедицины, где изучают влияние тяжело заряженных частиц на клетки организма.

    «NICA, без сомнения, считается прорывом в науке. Коллайдер дает возможность проводить экспериментальные исследования в физике высокой энергии, что позволяет на равных говорить с мировыми лидерами в этой области. Плюс проект позволит воспитать новый кадровый состав талантливых ученых, что даст толчок для развития государства в целом», — резюмировал собеседник «360».