Маленький Большой взрыв: зачем в Дубне строят коллайдер

17:51 28/03/2016
Маленький Большой взрыв: зачем в Дубне строят коллайдер

Воссоздать в лабораторных условиях момент образования нашей Вселенной — к этой цели постепенно приближаются ядерные физики мира. И в эти дни они сделали очередной шаг к ней. В России, на «крайнем севере» Подмосковья — в Дубне - начато строительство сверхпроводящего коллайдера тяжелых ионов в рамках гигантского международного научного проекта NICA. На лютом мартовском холоде, в день 60-летия Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), директор института академик Виктор Матвеев и его высокие гости заложили камень с капсулой, символизирующий начало стройки.

Когда это сооружение будет готово, сотрудники Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) с множеством отечественных и зарубежных коллег попытаются воспроизвести в нем тот чудовищный хаос, который существовал в момент Большого взрыва. Момент начала всех начал, в который свято верят физики.

Несмотря на экономические трудности, развитие фундаментальной науки продолжается. По крайней мере, на ее самых приоритетных направлениях. Ядерная физика и физика высоких энергий относятся именно к таким направлениям. Строительство гигантских установок, которые, как отметил президент Российской академии наук Владимир Фортов, «не под силу построить одной стране, даже очень богатой», идет и во времена кризисов.

Чего хотят ученые?

В момент Большого взрыва, по мнению физиков-теоретиков, свободно существовали самые мельчайшие из элементарных частиц - кварки и глюоны, из которых потом сложились более привычные для обывателя протоны и нейтроны.

В современном мире кварки не встречаются. Их возможно получить только в коллайдере, где после ускорения в гигантских кольцах сталкиваются пучки протонов и нейтронов и бьются друг о друга. Одного Большого адронного коллайдера в Европе на всех физиков не хватает.

Так что новый коллайдер, заложенный в Дубне, привлекает колоссальное внимание мировой физики — можно добавить, и отечественной политики. Он, правда будет гораздо меньше — в отличие от Большого адронного, у которого периметр главного кольца превышает 26,5 км, периметр будущего кольца в Дубне составит 503 метра.

Но задачи перед отечественным коллайдером поставлены очень ответственные: воссоздать кварк-глюонную материю и ее переход в привычный нам мир. Как отметил академик Матвеев, «у нас будет маленький комнатный Большой взрыв».

Как это будет работать?

«Коллайдер воспроизведет условия, которые были во Вселенной 13,6 млрд лет назад, - подчеркнул в своей речи гость из США лауреат Нобелевской премии Дэвид Гросс. - Мы все состоим из кварков. Но кварки связаны между собой внутри протонов и нейтронов. Здесь будут сталкиваться между собой ядра, и кварки выйдут из этой связи. Как они будут себя вести в экстремальных условиях, в которых они находились в момент рождения нашей Вселенной?»

Как пояснил «МИР 24» вице-директор ОИЯИ Григорий Трубников, проект NICA создается далеко не на пустом месте — он готов уже на 30-40%.

«Сам по себе комплекс NICA состоит из нескольких ускорителей, - рассказал ученый. - Это линейный ускоритель — сначала пучок надо получить, потом ускорить линейно, перевести в кольцо и в нем ускорить, и то же во втором кольце, и только после этого он идет в коллайдер».

Схема комплекса NICA

У института уже есть линейный ускоритель и полностью одно сверхпроводящее кольцо. «Есть пучок, идут первые эксперименты, - рассказал Трубников. - Как только будет готов коллайдер, пучок переведут в него».

В отличие от Большого адронного коллайдера, чьи кольца загнаны в подземные туннели, здесь все будет на поверхности. «Это будет отдельное здание, две арки, соединенные двумя прямолинейными секциями, - отметил вице-директор ОИЯИ. - Его сейчас нет. Многие системы изготовлены и тестируются в лабораториях, мы ждем, когда оно будет сооружено».

К слову — из какого все-таки исходного материала будут получать элементарные частицы? Хотя протоны и нейтроны, так сказать, везде одинаковы, ученые предпочитают получать их из золота.

Сверхпроводной магнит и источник тяжелых ионов

«Берется вольфрамовая проволочка, покрытая тонким слоем золота, - рассказал Григорий Трубников. - Она греется в сильном электрическом поле. За счет разряда золото испаряется с вольфрама, и атомы золота подхватываются и ускоряются. Нам для всех экспериментов требуется несколько миллиграммов золота».

Кто за это заплатит?

Стоимость всего проекта за пять лет составит 17,3 млрд рублей, из которых федеральный бюджет выделяет 8,6 млрд, сам ОИЯИ изыскивает 7,05 млрд, и остальные участники вместе взятые — 1,65 млрд. Не так и много, если учесть, что свои усилия в проекте NICA объединили уже 24 страны. Проект предусматривает множество практических полезных приложений, среди них защита космических кораблей, создание радиационно стойкой компонентной электронной базы, новшества в медицине, биологии.

«Заключены договоры более чем с 50 организациями разных стран, - рассказал академик Матвеев. - Всего участвуют 16 организаций из России и 79 из 24 стран мира. Среди них Германия, Франция, Италия, Белоруссия и ЮАР. Ведутся переговоры с коллегами в Китае».

По поводу сроков окончания строительства вслух высказался лишь один из участников церемонии - губернатор Московской области Андрей Воробьев.

«Очень хочу, чтобы через 3-4 года мы смогли обеспечить запуск»,- сказал он.

Леонид Смирнов

comments powered by HyperComments