На сессиях ПКК

Физика частиц: сотрудничество будет более тесным

15-16 июня в Доме ученых проходила 43-я сессия Программно-консультативного комитета по физике частиц. На обсуждение были представлены доклады директоров ЛЯП, ЛФВЭ, ЛИТ с предложениями по развитию лабораторий для формирования нового Семилетнего плана, отчеты по ходу реализации проекта NICA, предложения для продления существующих тем и новые проекты. С просьбой прокомментировать итоги заседания, прозвучавшие предложения и рекомендации редакция обратилась к вице-директору Института профессору Рихарду Ледницкому.

С этого программного комитета началось обсуждение экспертами стран-участниц планов лабораторий по физике частиц и релятивистской ядерной физике на следующую семилетку. Каковы первые итоги?

Ясно, что за 20 минут директор лаборатории не может изложить все подробности, чтобы члены ПКК могли разобраться, выдать рекомендации, одобрить или не одобрить. Поэтому мы договорились, что на следующем заседании мы будем обсуждать "черновик" Семилетнего плана, который затронет весь Институт в целом. А материалы членам ПКК будут представлены заранее, чтобы они могли подготовиться и каким-то образом высказаться. Разработка Семилетнего плана - длительный процесс, план будет приниматься только в следующем году, все эти обсуждения должны привести к пониманию, консенсусу как с точки зрения мировой науки, так и наших возможностей их реализации.

У нас есть ключевые программы, в частности те, что связаны со строительством ускорительного комплекса NICA - не только сам коллайдер, нужно построить бустер, линейный ускоритель, который мы заказали в Германии, новые источники, экспериментальные установки. Члены ПКК подчеркнули, что еще одна важная задача - это привлечение физиков из других научных организаций мира, например из Дармштадта, которые с нами тесно связаны общей программой исследований. Проект FAIR, его первая стадия на базе ускорителя SIS100 должна начаться только в 2021 году, в то время как мы ожидаем, что наш коллайдер будет запущен в 2019-м и в 2020-м уже появятся первые результаты. Кроме того, проект BM@N уже сейчас может послужить плацдармом для будущих исследований на коллайдере NICA и создания коллаборации.

Я бы сказал, что еще очень важно привлекать широкое международное сообщество с точки зрения постановки задач, осмысливания тех данных, которые будут получены. Потому что у нас для этого может не хватить сил. Сейчас физика продвигается в рамках больших коллабораций, анализ идет во многих научных центрах, и даже такой большой организации, как ЦЕРН, явно не хватило бы возможностей, если бы вокруг нее не образовался кластер научных институтов и учреждений, которые вносят как человеческий вклад, так и финансовый и материальный.

На сессии было представлено более десятка отчетов по темам для продления...

Это еще одна особенность данного заседания, связанная с Семилетней программой. После обсуждения члены программного комитета решили не продлевать темы на срок, который превышает существующий Семилетний план, то есть до конца 2016-го года. Дальнейшая судьба их будет зависеть от нового Семилетнего плана - войдут они туда или будут какие-то ограничения. Это касалось большинства проектов, кроме тех, что связаны с флагманским проектом NICA и соответствующими детекторами, а также - с проектами, включающими долгосрочные объязательства ОИЯИ.

Как оценивались первые испытания по проекту BM@N?

Надо сказать, работа по этому проекту началась довольно успешно и быстро. Были опробованы и протестированы детекторы, получены довольно хорошие параметры. Например, были измерены временные характеристики этих детекторов, и они соответствуют тому, что ожидалось. В этом плане не предвидится серьезных проблем, но, конечно, требуются некоторые вложения. Отмечалось, что необходимо финансировать усовершенствование выведенного канала пучка для обеспечения высокой интенсивности тяжелых ионов. Как вы знаете, существует детекторный экспертный комитет DAC по проектам BM@N и MPD, и некоторые члены ПКК остались после сессии в Дубне для обсуждения отдельных вопросов с участниками этих проектов. Они будут давать свои оценки и высказывать предложения. И это очень важно, потому что специалисты высшего класса могут дать квалифицированные советы. Так уже было в прошлом, когда в результате обсуждений усовершенствовалась концепция этих детекторов.

Что нового сообщалось по развитию инфраструктуры в докладе Н.Н.Агапова?

Он рассказывал о криогенной инфраструктуре, связанной с производством жидкого азота и гелия. Для того чтобы полностью удовлетворить потребности коллайдера, нужно удвоить мощность производства жидкого гелия. Важно также удешевление производства жидкого азота и его более эффективное использование, что, естественно, сделает работу ускорителя более экономичной. Это все запланировано, идет по графику, никаких проблем не предвидится.

Обсуждалось ли непосредственно строительство коллайдера?

Обсуждение было. Сейчас генеральный подрядчик фирма "Штрабаг" работает по предварительному контракту, ведутся подготовительные работы. В следующем месяце можно будет начинать работы в рамках основного контракта, который мы планируем заключить в июле. Если ничего форс-мажорного не случится, все будет подписано и эти работы вскоре начнутся.

Какую оценку дали эксперты сеансам на Нуклотроне?

Были какие-то проблемы, которые связаны с тем, что интенсивность пучка, например в эксперименте ALPOM, была меньше, чем хотелось бы физикам. Принципиально на физическую программу это не повлияло, они набрали достаточную статистику для того, чтобы решить все задачи, но нам есть над чем работать. А так стабильность и энергия, с которой работал Нуклотрон, не вызвали серьезных жалоб со стороны пользователей.

Количество пользователей увеличивается?

Здесь есть некая особенность. Мы не можем предоставить пучок всем желающим, потому что часть времени должны отдавать ускорительщикам, которые проверяют системы, связанные с коллайдером. Так что время сеансов делится между ускорительщиками и пользователями, но фактически желающих больше, чем наших возможностей.

Прокомментируйте новые темы, которые были представлены на ПКК.

Прецизионная лазерная метрология очень поможет в наведении пучков. Я помню раньше, когда мы выставляли пучок в канале, протягивали проволоку. Сейчас можно использовать лазер, метрологические технологии позволяют резко увеличить точность. При высоких энергиях, например на LHC, пучки имеют небольшие размеры, поэтому требуется очень точное наведение, от этого зависит светимость. Профессор Ю.А.Будагов демонстрировал данные - его прибор чувствует смещения на микронном уровне. Может, такие точности сейчас не нужны, но выставление пучков - очень важный момент, поэтому такой прибор можно использовать и на NICA, и на любых других ускорителях, где требуется большая точность.

А вторая тема - "Проектирование, изготовление и испытания прототипов элементов ускорителей и коллайдеров нового поколения для фундаментальных и прикладных целей"?..

Этот проект в каком-то плане является продолжением проекта, который был связан с Международным линейным коллайдером (ILC). В свое время Дубна была включена в число возможных мест размещения ILC, были проведены геологические и геофизические исследования почвы. Сейчас этот ускоритель, скорее всего, будет размещен в Японии, но еще не принято окончательное решение. Наши специалисты тоже участвовали в разработке отдельных элементов этого ускорителя: в производстве ниобиевых резонаторов, фотоисточников. Кроме того, сварка ниобия, титана и нержавеющей стали взрывным методом, которая была разработана ОИЯИ в сотрудничестве с Саровым, сулит существенное снижение стоимости проекта. Накопленный опыт, конечно, будет использован, где бы ни строился ILС. В своем докладе Г.Д.Ширков упоминал об очень интересной возможности использовать часть имеющейся ускорительной техники для обучения специалистов-ускорительщиков. И.Мних из Гамбурга, член ПКК, сказал, что ему это представляется исключительно важным. На вопрос, стоит ли развивать этот проект в то время, когда нужно сконцентрировать силы ускорительщков на создание коллайдера NICA, - И.Мних ответил, что это ни в коем случае не мешает, а наоборот, позволяет сохранить квалификацию и воспитать новое поколение специалистов. Он отметил, что этот опыт скорее всего возьмут на вооружение и в Гамбурге. Среди стран-участниц тоже есть интерес к такому обучению. В будущем можно будет кооперироваться для обучения в Гамбурге, в ЦЕРН, у нас.

Модернизация ATLAS, CMS - будет ли ОИЯИ увеличивать свое присутствие на LHC в связи с запуском коллайдера на более высоких энергиях?

Часть детекторов приходится модернизировать, потому что светимость увеличивается, кроме того, происходит старение элементов детекторов, выдвигаются новые требования, которые вынуждают нас участвовать в модернизации. Конечно, мы свои обязательства выполним, тем более что это нам дает возможность участвовать в экспериментах на самом переднем крае науки, в области энергии, которая у нас и в других лабораториях недоступна. Это не означает, что исследования при низких энергиях менее интересны. Кстати, получилась забавная вещь. В Брукхейвене, когда строили релятивистский коллайдер тяжелых ионов RHIC, нацеливались на самую высокую энергию. Но оказалось, что есть интересные задачи, которые требуют более низкой энергии. Дело в том, что с ростом энергии разность барионной и антибарионной плотности материи, которая образуется при взаимодействии, уменьшается. А при более низких энергиях эта разность увеличивается и достигает максимальных значений в области энергий NICA.

В результате фазовые переходы между обычной и кварк-глюонной материей имеют другие свойства, они более богаты событиями и более интересны с точки зрения физики. Поэтому на RHIC стали снижать энергию, но при этом светимость уменьшается на несколько порядков и ее не хватает для изучения этих явлений. Преимущество проекта NICA, хочу еще раз подчеркнуть, в сочетании энергии, где образуется максимальная плотность барионной материи (сравнимая с плотностью внутри нейтронных звезд), и максимально возможной светимости коллайдера.

Галина Мялковская, фото Елены Пузыниной