Поиск - новости науки и техники

Лицом к апгрейду. Судьба женевского коллайдера определяется в Дубне.

В начале августа в подмосковную Дубну съехалось более 100 российских и зарубежных ученых – участников одного из двух главных экспериментов (CMS) на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. Место встречи – Дом международных совещаний Объединенного института ядерных исследований – было выбрано не случайно. Здесь традиционно проходят знаковые мероприятия членов коллаборации RDMS, среди которых физики России (не только из Дубны) и стран-участниц ОИЯИ. В этом году поводом для международной конференции послужил двойной юбилей: 20-летие группы RDMS CMS и 80-летие ее руководителя Игоря Голутвина (интервью с ним опубликовано в предыдущем номере “Поиска”).
Круглые даты хороши тем, что есть возможность вспомнить и главные достижения юбиляров, и незначительные (как когда-то казалось) детали истории, ставшие впоследствии знаковыми. На открытии конференции директор ОИЯИ академик Виктор Матвеев напомнил, что в работе ЦЕРН российские ученые стали заметны примерно с 1992 года – еще до формального образования в 1994 году RDMS, насчитывающей сегодня свыше 300 человек. Главный документ – Проект участия коллаборации RDMS в создании CMS, регламентирующий ее деятельность, – был подписан директорами всех участвующих институтов в июле 1995 года. В проекте закреплялась полная ответственность группы RDMS за создание ключевых узлов установки – торцевых адронных калориметров и передней мюонной станции.
Как вспоминают сегодня участники RDMS, необходимость объединения объяснялась желанием физиков сообща взяться за серьезный объем работ по созданию детектора “Компактный мюонный соленоид” (Compact Muon Solenoid, CMS) Большого адронного коллайдера (LHC), опираясь на имеющийся у специалистов бывшего СССР огромный опыт в сооружении ускорителей. Впоследствии это решение себя полностью оправдало: за счет концентрации усилий ученых и специалистов из разных институтов и отраслей промышленности (включая ВПК) группа RDMS еще на этапе создания Большого адронного коллайдера приобрела внушительный вес на международном уровне.
Один из основных докладов – “Открытие бозона Хиггса на эксперименте CMS” – сделал итальянский физик Гуидо Тонелли (на левом снимке), который в 2010-2011 годах был руководителем (споксменом) коллаборации CMS. В своем выступлении, содержащем и экскурс в далекую историю, и прогнозы на будущее, Тонелли напомнил еще об одном юбилее – 50-летии механизма Браута – Энглера – Хиггса и знаменитой статье в Physical Review Letters, посвященной этой проблематике: “В 1964 году две группы молодых 30-летних ученых выдвинули новые подходы к объяснению спонтанного нарушения электрослабой симметрии, результатом которого является безмассовость фотонов и массивность W и Z бозонов”. Ответственным за эти нарушения был “назначен” бозон Хиггса, в необходимости поиска которого физикам удалось убедить не только коллег, но и правительства многих стран, выделивших в итоге
6 млрд долларов на строительство Большого адронного коллайдера – мощнейшей в истории экспериментальной физической установки, в которой предполагалось сталкивать пучки протонов с суммарной энергией в 14 ТэВ.
– В 2010 году (по завершении всех ремонтных работ после аварии 2008 года на LHC) мы смогли наконец-то начать продолжительные эксперименты при рекордной суммарной энергии пучков в 7 ТэВ, которая в то же время была вдвое ниже проектной. Поначалу казалось, что в таких условиях наша главная миссия – открытие бозона Хиггса – будет невыполнима, – признался Гуидо Тонелли. – Я вижу две главные причины в том, что нам все же удалось справиться со своей задачей: во-первых, детектор CMS был великолепно задуман и выполнен с большой избыточностью и невероятной степенью детализации. Во-вторых, специалисты, работающие на этой установке, приложили огромные усилия, чтобы за ограниченное время выдвинуть свежие идеи, абсолютно новые подходы и предложить очень агрессивные и современные аналитические инструменты.
Вклад коллаборации RDMS в общее дело, по мнению Тонелли, трудно переоценить. По его словам, детекторы и отдельные узлы LHC настолько сложны, что ни одна страна мира не могла бы построить эту установку самостоятельно. Такие машины создаются только благодаря совместным действиям ученых и специалистов из многих государств. Так, в создание CMS большой вклад внесла группа RDMS. В самом начале, когда формулировались основные задачи будущего эксперимента, закладывались основные узлы детектора, ее специалисты взяли на себя ответственность за разработку и функционирование его ключевых компонентов.
Обращаясь к знаковым дням конца 2011 года, Тонелли напомнил о семинаре 13 декабря, в ходе которого он и Фабиола Джанотти (руководитель коллаборации ATLAS) объявили, что “нельзя исключить присутствия бозона Хиггса в диапазоне масс около отметки 125 ГэВ”, потому что “что-то происходит в указанном диапазоне низких масс и в канале H-gamma, gamma, и в канале H-ZZ”.
По истечении семи месяцев, которые, по выражению Тонелли, “полностью изменили физику”, ученые смогли объявить миру долгожданную новость: на Большом адронном коллайдере в Европейском центре ядерных исследований открыта новая элементарная частица, “похожая на бозон Хиггса”. Это было 4 июля, и эту дату физики отныне называют Higgsdependence day (по аналогии с Днем независимости, который отмечается в США в тот же день).
Говоря о значении открытия, Гуидо Тонелли подчеркнул, что оно означает триумф Стандартной модели. Однако, несмотря на это, физики считают СМ неполной теорией, поскольку она не объясняет многих важных обстоятельств, среди которых: существование темной материи и темной энергии, механизмы инфляции, асимметрия вещества и антивещества и другие. Искать ответы на новые вызовы нужно вне Стандартной модели в новом энергетическом диапазоне.
Более подробно о планах по усовершенствованию Большого адронного коллайдера рассказал заместитель нынешнего руководителя эксперимента CMS Тициано Кампорези. Его доклад назывался “20 лет общей истории и еще 20 лет впереди”. Как известно, двухлетняя пауза в работе ускорителя, необходимая для его модернизации и вывода на проектную мощность 14 ТэВ, продлится до конца этого года. Предполагается, что февраль и март 2015 года пройдут под знаком тестирования коллайдера на максимальной энергии пучков, столкновения начнутся в апреле, и в течение еще двух месяцев будет постепенно наращиваться светимость. Первую порцию полноценных новых научных результатов следует ожидать во второй половине 2015 года, а основные события “назначены” на примерно годовой отрезок времени, который начнется в середине 2016 года.
Следующий перерыв в работе установки намечен на середину 2018 года. Он продлится примерно полтора года и будет нужен для модернизации системы инжекции, после чего ускоритель будет работать на той же энергии, но на интенсивностях на порядок больше. После второй остановки и очередного апгрейда коллайдера начнется новая фаза его деятельности, которая уже получила название High Luminosity LHC. С ней ученые связывают надежды на обнаружение следов суперсимметрии, новой физики.
Самое активное участие в подготовке проекта второго этапа апгрейда принимает команда RDMS. По словам Игоря Голутвина, к концу года должен быть завершен проект реконструкции торцевых адронных калориметров, который покажет не столь уж отдаленные перспективы развития LHC.
Немало теплых слов было сказано в Дубне в адрес главного юбиляра. Множество адресов и памятных подарков вручили Игорю Анатольевичу его коллеги и друзья. Роль главного сюрприза сыграла медаль имени А.А.Расплетина, которая вручается Академией инженерных наук в знак признания значительного вклада ученого в “развитие и повышение обороноспособности страны”.
В интервью нашей газете накануне торжественных мероприятий в Дубне Игорь Голутвин признался, что к наградам относится спокойно, но одну – медаль Расплетина – выделяет среди остальных, поскольку она носит имя выдающегося ученого и организатора науки, с которым ему довелось работать и которого он боготворит. “Правда, мне ее вряд ли дадут, – признался Голутвин, – поскольку мой вклад в оборону страны был сделан в далекие 1950-е”.
И все же эта награда нашла своего героя, с чем мы его от души и поздравляем!

Светлана БЕЛЯЕВА
Фото Николая Степаненкова

Нет комментариев