Компьютерра - Компьютерра PDA 21.08.2010-27.08.2010

- Это Стандартная модель, теория суперсимметрии, вполне возможно, подход дополнительных измерений. Проблемы дополнительных размерностей обсуждались ещё в двадцатых годах прошлого века. Мы привыкли к четырём измерениям - три координаты и время, но чисто математически вы можете ввести хоть сто. А физики с помощью такого подхода пытаются придумать механизм, который бы объяснял мир. Считается, что те энергии, которые нам доступны, позволяют видеть всего лишь четыре измерения, а при больших энергиях нам станут доступны другие. Это явление называется компактификацией измерений. Предполагается возможность такого сценария: бозон Хиггса есть, но нет суперсимметрий. Или же: нет ни бозона Хиггса, ни суперсимметрий.

Теории с дополнительными размерностями претендуют на то, чтобы объяснить все явления. Если масштаб, на котором начинают проявляться дополнительные размерности ~1 ТэВ, то это явление доступно для наблюдения на LHC.

- А почему у LHC именно такая проектная энергия?

- Только из финансовых соображений. Технических причин нет. В девяностых годах в Америке полных ходом шел проект SSC (Superconducting Super Collider) с энергией в четыре раза большей, чем у LHC, и наш институт активно участвовал в строительстве этого ускорителя. Уже был прорыт туннель в сто километров, но потом конгресс США закрыл этот проект по чисто политическим мотивам. Если бы он не был остановлен, то, несомненно, мы бы уже получили ответы на многие вопросы, и не надо было бы строить LHC, полная стоимость которого 5 миллиардов долларов.

При этом стоимость проекта минимальная: изначально туннель в 27 километров был уже готов, он остался от предыдущего ускорителя LEP. Рассматривается вариант, что потом, когда мы научимся делать магниты с большим полем, можно будет увеличить энергию. Технически в настоящее время возможно поднять энергию и в 10 раз, и в 20, это вопрос чисто экономический.

- Какие основные физические результаты были достигнуты после последнего запуска?

- Результаты, которые были достигнуты - демонстрационные, они не являются открытиями, но они очень существенные. Реальную работу на LHC начали с марта, и уже удалось увидеть почти все известные частицы, такие как W-бозон, Z-бозон. И всё, что было зарегистрировано на LHC, хорошо совпадает с теорией.

Для такого короткого время это колоссальный успех. В физике частиц обработка данных проходит годами, а здесь фактически в реальном времени набирается статистика, и сразу выдается результат. Но пока количества набранных событий недостаточно для обнаружения бозона Хиггса. Несмотря на это, с детектора ATLAS на последнюю международную конференцию было представлено 40 докладов. Публикации идут полным ходом. Ведь кроме бозона Хиггса есть масса другой физики, поскольку мы работаем в новой области энергий, нужно измерять зависимости сечений от энергии, вероятности выхода частиц и многое другое.

Для изучения того же бозона Хиггса, необходимо исследовать множество "второстепенных" процессов, которые представляют сами по себе большой интерес.

- Когда предположительно проявится частица Хиггса?

- В ближайшие полтора года, на мой взгляд, она не будет открыта, потому что не хватает эффективности установки ( светимости). Рост светимости сейчас достаточно быстрый, ведь кроме энергии должно быть достаточное количество столкновений. Но маловероятно, что в ближайшие полтора-два года наберётся нужная статистика. Числа столкновений будет недостаточно. В связи с этим работу установки Tevatron в Америке (где ведется также поиск бозона Хиггса при энергии в 3 раза меньшей, чем на LHC), которую планировали остановить в 2011, решили продлить ещё на три года. Так что открытия бозона Хиггса следует ожидать года через три.

- Что входит в список физических задач, которые официально стоят перед CERN?

- Это огромная физическая программа. В нее входит поиск бозона Хиггса, поиск суперсимметричных частиц, поиск дополнительных размерностей, изучение физики B-мезонов, изучение физики тяжелого кварка, топ кварка, изучение эффектов несохранения CP-четности, тау-лептона, поиск частиц тёмной материи и многое другое. В ближайшие 15 лет LHC останется установкой с самой высокой энергией, где будет решаться много задач, и вполне возможно, что мы увидим то, чего и не ожидали.

Слово "коллайдер" стало на слуху, когда начал запускаться LHС. Но надо понимать, что физика элементарных частиц не началась и не кончается этим проектом, есть и другие, они дают не меньший вклад. Очень важны эксперименты на коллайдерах при низких энергиях. Например, в нашем институте работают два таких коллайдера ВЭПП-4М и ВЭПП-2000, с энергией соответственно 12 ГэВ и 2 ГэВ. ВЭПП-2000 - новая установка, которая начала работать в 2009 г., и имеет в настоящее время самую высокую светимость в этой области энергий. (ВЭПП - встречные электрон-позитронные пучки).

LHC и эксперименты на низких энергиях не исключают друг друга, а дополняют. Многие явления не могут быть поняты при сверхвысоких энергиях: явления LHCf.

- Это так называемая forward physics (физика "вперед"), то есть наблюдение частиц, которые вылетают вперед по ходу пучка. Она не только интересна, но и важна. Такие детекторы, как ATLAS и CMS, регистрируют частицы, вылетающие под сравнительно большими углами. Часто протон с протоном сталкиваются периферийно, как бы касаясь друг друга, а многие вторичные частицы уходят в конус, который является "мёртвой зоной" для больших детекторов. Дополнительная установка детекторов под очень малыми углами, несомненно, даст новую, дополнительную информацию.

- Последний вопрос: какова реальная польза человечеству от LHC?

- Путь прогрессивного развития человечества предполагает добывание новых знаний, которые могут быть получены только в совместной работе и над теорией, и над экспериментом, история это уже доказала. Теоретическая мысль может быть широкой и разноплановой, и для неё всегда важно иметь экспериментальное указание - в каком направлении нужно работать. И если мы решим, что нам достаточно сотовых телефонов, телевидения и ядерных реакторов, тогда можно отказаться от проектов, подобных LHC. Можно жить и так. Но прогресс не остановить. Мы хотим знать, что было в начале, где мы сейчас, и что будет в будущем. И, конечно, LHC - это один из инструментов, с помощью которого можно получить это знание.

Профессионально физику элементарных частиц понимают немногие, но это нормально, что науку "делает" очень малое количество людей, а пользуются все.

Общество должно осознавать, что получение нового знания является приоритетом. Насколько это знание может быть использовано в повседневной жизни? Если говорить о реальной пользе, то можно только приводить примеры из истории. По-видимому нет ни одного явления в физике, которое бы не получило практического применения. Электричество и радиоволны, ядерная физика, все, что было предметом научного любопытства, пошло в народное хозяйство. Всего сто лет назад считалось, что радиоактивность - это просто забава, а электричество считалось фокусами. Можно ли было 15 лет назад представить, что почти у каждого будет сотовый телефон и ноутбук?