НА ПОДСТУПАХ
К ЭКСПЕРИМЕНТУ ВЕКА
В Доме ученых СО РАН 18 сентября состоялась пресс-конференция
директора Института ядерной физики СО РАН академика Александра Скринского, чл.-корр. РАН Александра Бондаря и заместителя директора ИЯФа д.ф.-м.н. Юрия Тихонова, только что вернувшихся из Женевы. Они рассказали журналистам о пробном запуске Большого адронного коллайдера и участии физиков ИЯФа в этом грандиозном проекте.
И. Глотов, «НВС»
Академик А. Скринский вначале охарактеризовал построенную в районе Женевы Европейской организацией по ядерным исследованиям (ЦЕРН) новую установку — Большой адронный коллайдер с протон-протонными встречными пучками на предельно высокую энергию. Запущенный коллайдер примерно в семь раз превосходит по мощности лучший из ныне существующих в мире (США), имеет гораздо большую светимость и гораздо большую производительность по числу столкновений элементарных частиц, которые будут здесь происходить.
Это один из крупнейших международных проектов в области фундаментальной науки за всю историю человечества. Большое число ученых и специалистов разных стран, в том числе российских, приняли участие в разработке и изготовлении гигантской установки, расположенной под землей. Она включает в себя ускорительную часть и пять регистрирующих детекторов.
Александр Николаевич, напомнил, как сложно было организовать участие российских физиков в этом большом проекте. 1990-е годы, когда началась реализация проекта, были довольно тяжелыми для нашей страны и отечественной науки. Организаторы проекта БАК, ведущие зарубежные ученые не очень-то верили в возможность реального вклада России в эту грандиозную работу. Тем не менее, после нескольких лет контактов и консультаций руководства ЦЕРНа с российскими учеными и представителями российской власти удалось определить пути участия наших специалистов в проекте. Было подписано соглашение между Россией и ЦЕРНом, вышло соответствующее постановление Правительства России. Согласно этим документам российские участники проекта симметрично финансировались как со стороны России, так и ЦЕРНа.
ИЯФ был одним из инициаторов такого симметричного подхода к финансированию российских участников проекта и взял на себя значительную долю усилий по разработке элементов и систем коллайдера.
Объем выполненных ИЯФом работ по поставке уникальной ускорительной техники на БАК превысил вклад всех лабораторий-участников проекта со стороны США. Вклад ИЯФа в ускорительную часть БАК оценивается в 80 % всего российского вклада. За десять лет (с 1996 по 2006 гг.) ИЯФом было поставлено в ЦЕРН 360 дипольных и 180 квадрупольных магнитов общим весом более 4000 тонн. Кроме того, были поставлены также вакуумная система двух линий «доставки пучков», сверхпроводящие магнитные шины, разделительные дипольные магниты, проведены измерительные и пусконаладочные работы общей стоимостью более 110 млн швейцарских франков. За эти годы в ЦЕРНе на сборке и установке различных систем побывало более 300 научных сотрудников и инженеров института.
Организаторы работ в ЦЕРНе в начальный период испытывали опасения насчет выполнения в установленные сроки обязательств со стороны сибиряков (как по экономическим причинам, так и в условиях политической неопределенности в России). Была создана схема, оставляющая возможность перебросить выполнение заказов от ИЯФа другим исполнителям, если бы у сибиряков возникли проблемы. Поэтому новосибирцам ставили задачи с некоторым опережением требуемого срока выполнения заказов. Например, когда ИЯФ взялся за изготовление системы инжекции протонов в коллайдер, то сроки её изготовления были установлены с опережением на два года, чем реально требовалось по проекту. Сибиряки работу выполнили в срок. Общий же ход работ по проекту задержался на пару лет. В результате изготовленное в ИЯФе высокотехнологическое оборудование весом 4 тысячи тонн, своевременно доставленое в 2001 году в ЦЕРН, стало «головной болью» руководителей проекта, так как не было специальных помещений для храниения этого оборудования и не раз приходилось перемещать его из одних зданий в другие.
Во время пробного запуска коллайдера первая проводка пучка в накопитель была успешной — пучок протонов проследовал по всему 27-километровому кольцу БАК. Тест проводился на минимальной мощности и пока без столкновений протонов. Первый «выстрел» показал, что все оборудование, сделанное в ИЯФе, работоспособно.
Кроме работ в ускорительной части проекта, Институт ядерной физики участвовал и в создании двух детекторов. Прежде всего, детектора «АТЛАС», работами над которым в ИЯФе руководил д.ф.-м.н. Ю. Тихонов. Ему и было предоставлено следующее слово на пресс-конференции.
Юрий Анатольевич вспомнил слова тогдашнего министра науки России Б. Салтыкова, сказанные им в шутку при подписании в 1996 году премьером Правительства РФ В.Черномырдиным документов об участии РФ в работах по созданию коллайдера. Суть их сводилась к тому, что если Черномырдин подпишет это постановление, то потомки его точно похвалят, независимо от его удач или неудач на посту премьера.
Ускоритель строится для того, чтобы изучать физику с помощью детекторов — детектор регистрирует продукты взаимодействия частиц, разогнанных на ускорителе. Одной из работ, начатых в ИЯФе в начале 90-х годов, стало участие в сооружении детектора «АТЛАС». В этот проект сибиряки вошли уже со значительным опытом в создании подобной, пусть и меньшего масштаба техники, например, детектора «КЕДР». Об успешном создании в ИЯФе одной из наиболее сложных его частей — калориметра на сжиженном криптоне — ведущие зарубежные исследователи знали, поэтому естественным стало приглашение сибиряков к работам по калориметру на основе жидкого аргона. Специалисты ИЯФа быстро освоились в новой теме и даже внесли некоторые предложения по изменению проекта в сторону упрощения и удешевления детектора, что немаловажно при общих огромных затратах.
Проект детектора «АТЛАС» — результат сотрудничества почти тысячи ученых и инженеров из сотни институтов разных стран. Его стоимость — 600 млн швейцарских франков. Суметь организовать эффективную работу такого числа специалистов со всего мира, собрав их в одном месте и нацелив на решение одной сложной задачи — само по себе нетривиально.
Сам детектор размерами напоминает шестиэтажный дом — 25 метров в высоту и 50 метров в длину. Это сооружение расположено под землей на уровне гигантского кольца ускорителя. В создании детектора с российской стороны принимали также участие ИТЭФ, Дубна, Протвино — Институт физики высоких энергий, Московский инженерно-физический институт, полностью выполнившие все свои обязательства по проекту.
Российская аппаратура для детектора изготавливалась не только в ИЯФе, но и на четырех предприятиях Новосибирска и Воткинска. Для предприятий, выпускающих сложную серийную технику, это были разовые, непривычные заказы, довольно тяжелые в исполнении, порой даже себе в убыток. Но зато эти предприятия наглядно продемонстрировали возможность работы по уникальным международным заказам.
4 октября ожидается официальный запуск детектора «АТЛАС» с последующей полной его изоляцией от персонала на длительный период работы (из-за радиационной опасности для людей). Первые события с пучком уже появились и описаны в интернете. Но это только начало. До реальных экспериментов предстоит ещё много работы как по самому ускорителю — получение пучков протонов нужной энергии, интенсивности и надежности работы всей системы, так и по детектору. Физики рассчитывают, что первые важные результаты работы БАКа будут получены примерно через полтора года.
Следующим слово получил член-корреспондент РАН Александр Бондарь, который является членом Ученого совета ЦЕРНа. Александр Евгеньевич вкратце охарактеризовал демократический характер системы управления этой международной научной организацией, занимающейся ядерными исследованиями. Он напомнил, что официальными членами ЦЕРНа являются практически все страны ЕС, а Россия, США, Китай, Индия и Япония участвуют в работе на правах ассоциированных членов — наблюдателей. Планирование работы такой большой организации представляет значительную проблему, поскольку ученая среда в этом отношении достаточно сложна. Но нахождение взвешенной научной стратегии происходит довольно демократическими и разумными методами. Коллегиальный орган ЦЕРНа — Большой совет — принимает все административные и финансовые решения. Всю научную политику формирует комитет независимых экспертов в составе 15 человек, выбранных из специалистов в данной области знаний по всему миру. Комитет высказывает свое мнение по поводу научных проектов и планов ЦЕРНа и передает их Большому совету.
А. Бондарь проинформировал, что коллайдер предполагается использовать на протяжении ближайших 15-20 лет, постоянно улучшая его параметры, чтобы извлечь из установки всю потенциально возможную научную информацию. Уже сегодня надо задаться вопросом, что делать в физике высоких энергий потом, после 20 лет работы установки? Изучать структуру вещества, энергии, может быть, гравитационного поля...
В перспективе возможно создание линейного коллайдера — этот вопрос уже обсуждается в разных странах и на разных уровнях.
На вопрос журналистов, будут ли сибиряки участвовать в экспериментах на коллайдере, был получен однозначный ответ — да.
Далее речь шла о первичной обработке и анализе информации, получаемой в результате экспериментов на БАК. Создана специальная информационная система, объединяющая в сеть участников разработки и экспериментаторов во всем мире. ИЯФ — в числе участников этой информационной системы и может иметь доступ ко всей информации. Для активной работы в этой информационной системе институту нужны дополнительно значительные вычислительные мощности и подготовленные к работе в данной сети кадры. (Добавим комментарий Ленты.Ру от 10 сентября: специально для проекта коллайдера в ЦЕРНе была разработана система GRID, которую многие называют следующей стадией эволюции Сети. GRID предназначена для хранения и обработки больших массивов данных. Она включает в себя несколько подуровней. Коротко работу GRID можно описать следующим образом: сначала «сырые» данные с детекторов БАК поступают на серверы ЦЕРНа, где они сохраняются и подвергаются первичной обработке. Затем информация передается в 11 крупных компьютерных центров, расположенных в Европе и США. Эти центры получили название центров первого уровня (Tier-1). С них данные рассылаются на 120 компьютерных центров второго уровня (Tier-2), которые предназначены для решения конкретных аналитических задач. Исследователи будут иметь доступ к данным из центров второго уровня со своих компьютеров.)
Журналистами был задан вопрос о возможности появления «черных дыр» в ходе экспериментов. В ответ прозвучало, что частицы, приходящие на Землю из космоса, имеют гораздо большую энергию, чем частицы, разогнанные в коллайдере. Задача установки — обеспечить столкновение протонов в строго контролируемых условиях для изучения вторичных частиц — продуктов распада. Микроскопические объекты распада, «черные дыры» — это не гравитационные частицы, и существуют они предельно короткое время
(порядка 10-15 секунды), и поэтому вряд ли они могут существенно повлиять на какие-либо земные процессы — успокоили собравшихся ученые.
Фото автора
стр. 3
|
