Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 87

- Почему ИЯФ СО РАН выдвинул в качестве претендента на роль «мегаустановки» именно «Супер Чарм-тау фабрику», ведь в институте есть и другие масштабные исследования, например в области термоядерной энергетики? Расскажите немного об истории отношений ИЯФ СО РАН с «ускорительной наукой» и физикой высоких энергий.

- Институт ядерной физики СО РАН заслуженно имеет репутацию одного из ведущих ускорительных центров мира. Достаточно сказать, что именно здесь впервые в мире был реализован метод встречных электрон-электронных и электрон-позитронных пучков. Сегодня встречные пучки — основной инструмент экспериментальных исследований в области физики высоких энергий. Многие экспериментальные и теоретические основы метода встречных пучков были заложены нашими физиками. Является общепризнанным, что в Новосибирске создана школа ускорительной физики высочайшего уровня. Многие «птенцы» этой школы выросли до лидеров ряда ведущих мировых ускорительных центров. Несмотря на известные трудности последних двух десятилетий, Институт не только сохранил ведущие позиции в этой области науки, но и смог создать и эффективно эксплуатировать современные установки — такие, как ВЭПП-4М, ВЭПП-2000, а также внести существенный вклад в ряд ускорительных международных проектов, таких, как знаменитый Большой адронный коллайдер и другие.

- Какой класс задач предназначена решать «Супер Чарм-тау фабрика»?

- Установка, которую мы предлагаем создать, предназначена для решения широкого круга задач в современной физике высоких энергий. Общая идея заключается в прецизионных измерениях свойств и параметров фундаментальных частиц, рождающихся в области энергий от 1 до 2,5 ГэВ. К таким частицам в первую очередь относятся тау-лептон, «очарованный» кварк (c-кварк). Точность измерений принципиально важна для того, чтобы почувствовать пределы применимости современных представлений о природе кварков и лептонов (фундаментальных кирпичиков материи) и их взаимодействий.

- LHC — это огромное «кольцо» с детекторами, расположенное под землёй. А как будет выглядеть новосибирский ускоритель? Расскажите о его технических параметрах и устройстве.

- Разумеется, проект масштаба LHC сегодня неосуществим в России. Однако, используя самые современные идеи и разработки в области ускорительной техники, мы имеем сегодня возможность создать установку, позволяющую проводить исследования на самом передовом рубеже физики элементарных частиц, но имеющую гораздо более скромные масштабы. При этом научная информация, получаемая в таких экспериментах, абсолютно важна и даже необходима для интерпретации данных, полученных в том числе и на LHC.

"Супер Чарм-тау фабрика" — это электрон-позитронный коллайдер со скромными размерами. Полный периметр ускорителя — около 800 метров. Ускоритель будет расположен под землёй для того, чтобы исключить проблемы с радиационной защитой, но на относительно небольшой глубине (10-20 метров).

- Что касается области задач, для решения которых предназначена «Супер Чарм-тау фабрика», то в мире уже построены установки, на которых получены результаты в этой области: «Би-фабрики» BaBar в Америке и Belle в Японии, «Чарм-тау фабрика» BEPC в Пекине с той же энергией, детектор LHCb на Большом адронном коллайдере. Кроме того, планируется построить новые установки Belle-II в Японии и Super-B factory в Италии, рассчитанные на большую энергию столкновения и сравнимую светимость. Чем новосибирская «Супер Чарм-тау фабрика» будет результативнее этих установок?

- Да, действительно, наша наука не стоит на месте. Целый ряд установок, уже существующих и строящихся, будет обладать определёнными возможностями в решении тех задач, которые мы планируем для «Супер Чарм-тау фабрики». Конечно же, мы учитываем довольно жёсткую конкуренцию в физике высоких энергий. Целый ряд особенностей нашего проекта, как мы полагаем, позволит гарантировать конкурентоспособность «Супер Чарм-тау фабрики» на ближайшие 10-15 лет.

В первую очередь высокая интенсивность сталкивающихся пучков. Она будет в сто раз больше, чем, например, у работающей в Пекине установки BEPC. Второе — электроны в нашем проекте будут иметь продольную поляризацию, что до сих пор не удалось реализовать ни в одном электрон-позитронном коллайдере. Наличие продольной поляризации сталкивающихся частиц открывает возможность проведения ранее вообще недоступных экспериментов. И в-третьих, мы планируем создать детектирующую систему с рекордными параметрами по чувствительности. Для того чтобы это реализовать, мы уже много лет ведём исследовательские работы по созданию детекторов частиц, обладающих новыми возможностями.

Научная программа «Супер Чарм-тау фабрики» рассматривалась Европейским комитетом по развитию будущих ускорителей (ECFA) — авторитетнейшим органом, без рекомендации которого не принимается ни одно решение о строительстве исследовательских ускорителей в Европе. В своём заключении комитет отметил, что предложенная научная программа представляет фундаментальный интерес для всего научного сообщества и что её реализация позволит получить дополнительную научную информацию к той, что будет получена на уже действующих или принятых к реализации проектах в области физики высоких энергий. Комитет высказал мнение, что опыт, авторитет и научных уровень физиков ИЯФ позволяет рассчитывать на успешное осуществление проекта «Супер Чарм-тау фабрики» в Новосибирске.

- Насколько проработан проект? Что уже готово?

- Как уже отмечалось выше, мы фактически уже создаём эту установку. Построен новый инжекционный комплекс, который мы планируем использовать для повышения параметров уже работающих в ИЯФ СО РАН установок. Производительность этого комплекса полностью удовлетворяет требованиям «Супер Чарм-тау фабрики». Наши специалисты участвуют в похожих проектах в Европе, Японии, Китае. Полученный нами опыт используется в разработке «Супер Чарм-тау фабрики». Сегодня мы полностью уверены, что такая установка может быть создана в нашем Институте при условии необходимого для этого государственного финансирования.

- Закономерным «дополнением» ускорителя будет мощный источник синхротронного излучения. Какие возможности это открывает перед группой исследователей?

- С нашей точки зрения, это очень важный момент. Институт ядерной физики стоял у истоков использования синхротронного излучения для исследований и технологических разработок в самой широкой области наук. От физики взрыва до биологии и медицины. До сих пор все электрон-позитронные установки института использовались как источники синхротронного излучения для исследований, проводимых коллегами из институтов Сибирского отделения и из-за рубежа. Реализация проекта «Супер Чарм-тау фабрики» позволит выйти на совершенно новый качественный уровень в таких исследованиях. Источник синхротронного излучения на базе «Супер Чарм-тау фабрики» должен стать новым коллективным центром междисциплинарных исследований в Сибирском регионе, центром развития вузовской науки (и в первую очередь — в Новосибирском государственном исследовательском университете), центром развития новых технологий.