Что и зачем?

Что и зачем?

Автор: Потребеников Юрий

Вкратце расскажу о нашем участии в цикле экспериментов под общим индексом NA48 в ЦЕРНе, нацеленном на поиск прямого нарушения пространственно-зарядовой четности (CP-нарушения) в распадах каонов.

Начало сотрудничеству в этой чрезвычайно важной программе положил случай. На одном из международных совещаний, проведенном в 1991 году в Протвино, на обеде за одним столом оказались блестящий специалист по управлению пучками частиц из ЦЕРНа Нильс Добл и советский физик из ОИЯИ Владимир Кекелидзе. Разговор зашел о том, что группа высококвалифицированных специалистов из различных институтов Западной Европы готовит в ЦЕРНе интереснейший эксперимент, призванный дать ответ на один из фундаментальных вопросов современной физики и объяснить отсутствие в видимой вселенной антимиров. Одним из важнейших элементов эксперимента должен был стать уникальный по характеристикам электромагнитный калориметр, для создания которого требуется огромное количество (сопоставимое с годовым объемом выпуска в мире) сверхчистого жидкого криптона. Заинтересовавшись поставленной задачей, Владимир Кекелидзе предложил попробовать произвести криптон в России. Ценой огромных усилий, вылившихся в создание специализированного завода под Екатеринбургом с полной технологической цепочкой производства сверхчистого криптона, под контролем специалистов из ОИЯИ за два года было изготовлено и доставлено в ЦЕРН 23 тонны жидкого криптона сверхвысокой чистоты.

Научно-методическое сотрудничество двух международных физических организаций на этом, к счастью, не закончилось. Оказалось, что на Западе не так-то просто изготовить для разрабатываемого калориметра криостат – большую алюминиевую бочку диаметром более 3,5 м со сложной системой вваренных в нее фланцев. И за эту задачу взялись специалисты из ОИЯИ под руководством Кекелидзе, параллельно включившись и в работы по моделированию будущего эксперимента. Впервые к научному проекту, предусматривающему участие в разработке и производстве криостата таких организаций, как НИКИЭТ и завод им. Хруничева, были привлечены средства созданного к тому времени Международного научно-технического центра. Полученный на эту работу грант был использован с чрезвычайно высокой эффективностью и позволил поставить в ЦЕРН требуемый криостат в определенный проектом срок с точностью до одного дня.

Кроме того, сотрудники ОИЯИ провели ряд методических работ, связанных с исследованием возможностей калориметра, с его калибровкой и реконструкцией зарегистрированных в нем событий. Объем и высокий уровень выполненных исследований к моменту начала эксперимента, а также вышеупомянутый материальный вклад, послуживший как бы входным билетом, позволили специалистам ОИЯИ войти в международный коллектив экспериментаторов из семи стран и приступить к анализу накопленных в эксперименте данных одновременно с другими, уже сформировавшимися группами. Благодаря этому, одной из шести групп, получивших главный результат эксперимента NA48, оказалась и группа физиков из ОИЯИ. Важно было и то, что опосредованно – через ОИЯИ – в этом престижнейшем эксперименте смогли участвовать не только российские, но и грузинские, казахские и болгарские физики. Опыт совместных работ в дальнейшем позволил физикам из ОИЯИ совместно с итальянскими учеными предложить и довести до эксперимента NA48/2 новую программу исследований зарядовых асимметрий в трехпионных распадах заряженных каонов. Лидером этого эксперимента организованная коллаборация избрала сотрудника ОИЯИ Владимира Кекелидзе, а на ряд важных и ответственных позиций назначила специалистов из Дубненской группы.

Очевидно, что в настоящий момент главными в физике частиц являются готовящиеся исследования на большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. И прежде всего – эксперименты ATLAS и CMS, основной задачей которых считается поиск бозона Хиггса, ответственного за один из механизмов передачи электрослабого взаимодействия в общепринятой в этой области науки Стандартной Модели строения вещества. В этих экспериментах (стоимость которых приближается к миллиарду швейцарских франков) на специально построенном для них ускорителе стоимостью более $10 млрд. планируют участвовать около пяти тысяч физиков не только из Европы, но и Америки, Азии и даже из Австралии.

Из других крупных проектов упомяну запланированный к строительству международный линейный коллайдер с энергий сталкивающихся электронов 1 ТэВ. Длина ускорителя будет не менее 40 км, а стоимость (без учета сопутствующих экспериментальных установок) превысит $10 млрд. В качестве возможной площадки для строительства рассматривается и российская территория недалеко от Дубны.

Кроме того, в ОИЯИ подготавливается проект ускорителя тяжелых ионов под названием НИКА с соответствующим комплексом экспериментальных установок, нацеленных на поиск так называемой смешанной фазы вещества. Международную коллаборацию физиков и специалистов здесь должна сформировать Дубна, и есть все основания надеяться, что в осуществлении этого проекта большую роль сыграют российские физики.