Участники схваток за Ленинград из 11 государств приехали в город на Неве

Тигра из Приамурья привезли в Приморье, он пока не выходит из клеточки



Плазма в ловушке и КЕДР на коллайдере: как работают сибирские физики

НОВОСИБИРСК, 24 янв -, Алексей Стрелец. Институт ядерной физики (ИЯФ) имени Будкера СО РАН - одно из самых узнаваемых и удачных научных учреждений Новосибирска. Даже в самые томные для науки времена тут делали ускорители, сталкивали частички и потрясали мир новенькими открытиями. Корреспондент прошел по коридорам ИЯФ и узнал, что сейчас собираются строить физики глубоко под землей.

Лазер, плазма и коллайдер

«Восток» - написано на серебристом боку газодинамической ловушки (ГДЛ), установленной кое-где в недрах ИЯФ. Чуток ниже, иной рукою: «Дело тонкое». Сама ловушка похожа на космическую станцию, из которой со всех сторон торчат пристыкованные модули. Снутри у нее плазма, которую сдерживает магнитное поле - фактически, потому и ловушка.

«Наши исследования тут, на ГДЛ, ориентированы на удержание и нагрев плазмы при помощи атомарных пучков. У нее восемь таковых 'спутников' пристыковано - это инжекторы атомов. Производим нагрев плазмы при помощи атомов водорода либо дейтерия, чтоб воплотить термоядерную реакцию», - разъясняет научный сотрудник ИЯФ Андрей Аникеев.

В конце прошедшего года на ГДЛ поставили рекорд - разогрели плазму до температуры 4,5 миллиона градусов, чего же никто ранее не делал в ловушках такового типа - «открытых ловушках». Физики к этому относятся как к чему-то само собой разумеющемуся. «Ну да, вышло. Но это ж обязано было получиться», - робко улыбается Аникеев.

Рекордов и достижений у ИЯФ предостаточно. Почти все сложнейшие установки, применяемые для тестов, ежели не единственные в мире, то единственные в России. Результаты тестов часто самые 1-ые, самые четкие либо самые убедительные.

«Сейчас у нас четыре главных направления научной деятельности. Во-1-х, физика ускорителей частиц - то, с что начинался институт. Во-2-х, физика больших энергий, это проведение тестов на коллайдерах, тестов по ядерной физике. Третье - лазеры на вольных электронах. И, в конце концов, 4-ое - физика плазмы», - говорит ученый секретарь ИЯФ Алексей Васильев.

Базу для развития большинства этих направлений еще в 1950-е годы закладывал основоположник института - академик Герш Ицкович Будкер (как у почти всех евреев в то время у него было «повседневное» имя-отчество: Андрей Михайлович). Он был создателем идеи коллайдера - ускорителей частиц на встречных пучках, где пучок частиц сталкивают не с фиксированной мишенью, а с иным пучком, разрабом магнитных ловушек для плазмы и первооткрывателем еще почти всех направлений современной физики.

Гонка ускорителей

Будкер был одним из немногих ученых, кто готов был верить во что-то, кажущееся неосуществимым, вспоминает один из его учеников Геннадий Кулипанов, сейчас академик РАН и замдиректора ИЯФ. Сначала 1960-х годов прошедшего века коллайдерами занимались всего три лаборатории мира - в Италии, южноамериканском Стэнфорде и Новосибирске.

«Многие лаборатории мира в данной гонке просто не участвовали. Так как не верили, что вообщем может быть итак вот разгонять частички, получать пучки, а тем паче встречные пучки, которые разрешают сталкивать простые частички и учить их. А Будкер верил. И сейчас такие ускорители-коллайдеры - это основной метод получения инфы в физике простых частиц», - улыбается Кулипанов.

Команда Будкера, как это нередко бывает, получила результаты тестов с первыми коллайдерами независимо от американских ученых, но фактически сразу с ними. Итальянцам, по словам Кулипанова, никаких существенных результатов достигнуть не удалось вообщем.

Так Новосибирск стал специфичной родиной коллайдеров, где для тестов с ними и был основан ИЯФ. Потом его сотрудники участвовали в разработке почти всех ускорителей, в том числе известного Огромного адронного коллайдера. Сейчас таковых установок в мире работает всего 6 - две из их в ИЯФ.

Пятно на экране

Попасть к коллайдеру ВЭПП-4М, как и ко почти всем иным экспериментальным установкам ИЯФ, можно лишь преодолев череду лестниц и длинноватых подземных коридоров, по стенкам которых, как в декорациях умопомрачительного кинофильма, тянутся бессчетные провода и трубы с вентилями.

Сторонний в этих лабиринтах обязательно заблудится, но лишь не сотрудники института. Какой-то из них, Александр Барняков, ведущий опыты на коллайдере, вдумчиво глядит на показания устройств в пт управления ВЭПП-4М. Аппаратура мигает бессчетными лампочками, на мониторы компов выводятся числа и графики, выпуклые экраны тускло блестят.

На одном из малеханьких экранов возникает светлое пятно - это, разъясняет Барняков, и есть пучок частиц, который с большой скоростью движется по кольцу коллайдера. «Минут 15 необходимо подождать, пока опыт завершится, позже можно будет спуститься к ускорителю», - говорит ученый.

Пока ускоритель работает, находиться поблизости небезопасно - потому смотрим на светлое пятно на экране и слушаем лекцию о физике простых частиц. «Стандартная модель, в общем виде теория о строении Вселенной, предполагает, что весь микромир состоит из 6 разновидностей кварков и 6 лептонов, также их античастиц. Далее все из их можно составить», - разъясняет физик.

Из кварков получаются частички наиболее постоянные, такие как протоны и нейтроны, из их - атомы, из атомов - молекулы разных веществ, которые в свою очередь сформировывают все живое и неживое в нашем мире. Характеристики этих частиц и изучают при помощи коллайдеров.

Ускоритель-эллипс

Пока мы постигаем азы физики простых частиц, опыт завершается. Само кольцо ускорителя размещено в 360-метровом тоннеле.

ВЭПП-4М - наибольший коллайдер в России - венчает большой сенсор КЕДР. Эта конструкция высотой в два этажа, призвана фиксировать столкновения частиц, чтоб учить их характеристики, а именно, измерять массу. Барняков ассоциирует его с огромным микроскопом.

КЕДР, как и сам ускоритель, сотрудники ИЯФ делали без помощи других. В институте работает около 3-х тыщ человек, и больше половины из их - техники, инженеры и обслуживающий персонал экспериментальных установок.

Это один из немногих научных институтов в России, располагающий своей производственной базой, которая дозволяет создавать сверхтехнологичные приборы не только лишь себе, да и на продажу. Техника, разработанная в ИЯФ и предназначавшаяся для тестов, сейчас служит на промышленных объектах, в качестве сенсоров в аэропортах и рентгеновских установок в больницах.

Отыскать новейшую физику

Предстоящая перспектива развития ИЯФ - создание наиболее «продвинутого» коллайдера со сложным заглавием «Супер чарм-тау-фабрика». Не так давно проект одобрил президиум РАН, сейчас институту осталось получить финансирование - на создание «фабрики» требуется около 17 млрд рублей. Чуток больше 13 из их ИЯФ рассчитывает получить из бюджета.

«Она именуется 'чарм-тау-фабрика', так как мы собираемся получать неограниченное количество частиц, содержащих так именуемые очарованные кварки - по-английски charm - и получать чрезвычайно увлекательную частичку, которую время от времени именуют томным электроном. У данной нам частички все характеристики электрона, не считая массы - она в тыщу раз тяжелее», - разъясняет замдиректора ИЯФ Евгений Левичев.

Почему частичка эта устроена конкретно так, и предстоит узнать новосибирским физикам. Ускорители-фабрики, по словам Левичева, разрешают получать наиболее четкие сведения, ежели обычные коллайдеры. «Это все равно, что сопоставить древесную линейку и современный микрометр. Как бы меряют одно и то же - длину, но у 1-го устройства точность невелика, а иной - очень точный», - объясняет Левичев.

«Фабрик» на данный момент в мире всего две - в Италии и Китае - и новосибирская будет мощнее обеих. Строить ее будут под землей, тоннель глубоко под зданием ИЯФ для нее уже подготовлен. В течение ближайших 5 лет ученые рассчитывают «фабрику» запустить.

«У хоть какого физика на хоть какой установке мечта - отыскать новейшую физику, другими словами, то, что еще пока никто не следил. Чем наиболее редкие распады частиц мы будем следить, а фабрика это дозволяет, тем больше возможность, что мы эту самую новейшую физику найдем», - улыбается Левичев.