Все новости

Трубников: усиление сотрудничества РФ и ЦЕРН будет нацелено на поиски новой физики

Первый заместитель министра науки и высшего образования рассказал о перспективах работы российских ученых в ЦЕРН

МОСКВА, 29 октября. /ТАСС/. Исследования по кильватерному ускорению частиц, проект SHiP и другие эксперименты, которые предложили российские ученые или были разработаны при их участии, помогут Большому адронному коллайдеру (БАК) и остальным ускорительным комплексам Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) быстрее исследовать пространство за пределами Стандартной модели частиц. Об этом ТАСС сообщил первый заместитель министра науки и высшего образования РФ Григорий Трубников.

"В настоящее время период гарантированных открытий в физике фундаментальных свойств материи закончился. У нас нет ни одной гипотетической частицы, такой как бозон Хиггса, про будущее открытие которой в понятном диапазоне энергий мы можем быть уверены. С практической точки зрения это означает только одно - экспериментальные поиски новой физики нужно вести везде, где возможно", - подчеркнул собеседник агентства.

На прошлой неделе в Минобрнауки России состоялось очередное заседание комитета "Россия - ЦЕРН". В нем приняли участие Трубников, генеральный директор ЦЕРН Фабиола Джанотти и ведущие специалисты в физике элементарных частиц из РФ и Европы. Стороны обсудили подходы к расширению форматов научно-технического сотрудничества России и ЦЕРН, в том числе перспективы участия РФ во второй фазе модернизации БАК и создании БАК высокой светимости. Соответствующее соглашение о расширении сотрудничества с ЦЕРН подписано в апреле этого года в Женеве и ратифицировано Госдумой РФ неделю назад.

"Сейчас идет технологический перерыв в работе коллайдера, когда новое оборудование ставится в туннель, чтобы коллайдер заработал через короткое время совсем с другим качеством. И очень важно, что большая часть этого оборудования была создана и изготовлена на территории РФ. Российские ученые будут участникам эксперимента, а это значит - будут новые публикации, участие в новых прорывных исследованиях", - продолжил замминистра.

На электронной волне

В частности, российские ученые участвуют в эксперименте AWAKE, исследованиях по так называемому кильватерному ускорению. Эту идею разработали советские и американские физики почти полвека назад. Исследователи, просчитывая поведение облаков плазмы, заметили, что их можно использовать для сверхбыстрого ускорения заряженных частиц, если ударить по нему несколькими пучками электронов или протонов в определенный момент времени.

В результате возникнет своеобразная волна, которая похожа на ту, котороую оставляет за собой плывущий корабль, - гигантская разница в потенциале между соседними частями плазменного облака, которая ускоряет заряженные частицы в тысячи раз быстрее, чем сверхпроводящие магниты в главном кольце БАК. В последние годы реализовано несколько успешных демонстраций того, что кильватерное ускорение работает.

Как отметил Трубников, одного из самых больших успехов такого рода российские и европейские ученые достигли два года назад - в рамках эксперимента AWAKE. Они использовали пучки протонов в ускорителе SPS, одном из ключевых компонентов БАК. По его словам, эти успехи заставили отечественных и зарубежных ученых задуматься о том, что пучки заряженных частиц, которые вырабатывают подобные ускорители, нужно использовать в программе первоочередных экспериментов ЦЕРН.

"Основное направление в этой программе составляют планируемые высокочувствительные поиски легкой темной материи с использованием методики, разработанной в эксперименте NA64. Он был предложен и реализуется в ЦЕРН в основном силами российских ученых из  Института ядерных исследований Российской академии наук, Института физики высоких энергий, НИИ ядерной физики имени Д. В. Скобельцына Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и Объединенного института ядерных исследований, которые также являются активными участниками подготовки будущей программы исследований на AWAKE", - отметил собеседник.

В поисках новой физики

Другое важное направление для сотрудничества между Россией и ЦЕРН - создание новых экспериментов и установок в главном кольце БАК и на других компонентах коллайдера, которые помогут ученым начать поиски частиц и процессов, выходящих за пределы Стандартной модели физики, уверен Трубников.

Помимо эксперимента NA64, в рамках которого российские и европейские физики уже пытаются найти следы так называемых темных фотонов и темных бозонов, гипотетических частиц легкой темной материи, ЦЕРН и Россия совместно будут искать следы новой физики, исследуя проект SHiP.

В его рамках, как объяснил Трубников, физики будут пытаться обнаружить следы так называемых стерильных нейтрино - абсолютно нейтральных частиц, которые обладают огромной массой и взаимодействуют с обычной материей только лишь с помощью сил гравитации. Российские и зарубежные ученые планируют создать для этого специальную мишень из молибдена, которая будет установлена в кольцо ускорителя SPS во время третьего большого обновления БАК.

"Эксперимент успешно прошел ряд промежуточных этапов и в настоящее время находится в стадии завершения подготовки CDR - детального дизайн-проекта. Официальное утверждение эксперимента со стороны ЦЕРН ожидается в 2020 году, после чего шесть-семь лет уйдет на сооружение установки, а затем начнется набор данных", - пояснил первый замминистра.

По его мнению, проект SHiP имеет все шансы стать мировым лидером в этой области физики элементарных частиц. Уже сейчас коллаборация SHiP насчитывает 54 института из 18 стран, в том числе группы из девяти российских институтов. Помимо поисков легкой темной материи, ученые из России и ЦЕРН продолжат изучать свойства бозона Хиггса, а также искать следы новой физики в других областях, где Стандартная модель не дает однозначных ответов.

"БАК будет продолжать искать новую физику на энергетическом фронтире, то есть в области относительно тяжелых частиц, увеличивая энергию и светимость, а эксперименты NA64, SHiP и FASER сфокусируются на фронтире интенсивности - поисках относительно легких, но очень слабо взаимодействующих частиц. Поскольку мы точно знаем, что Стандартная модель неполна, рано или поздно наши усилия просто обязаны увенчаться успехом", - подытожил замминистра.