Частичное столкновение

Фото: www.sovsibir.ru
Ася МАЛЮТИНА В этом кольце происходит накопление электронов и позитронов. Фото Алексея ТАНЮШИНА

Загадки Вселенной пытаются разгадать новосибирские ученые

«Это фантазия, осуществить которую невозможно!» — так заявляли Гершу Ицковичу Будкеру эксперты, когда он рассказал им о своей идее сталкивать электроны с элек­тронами. Но основатель Института атомной энергии Игорь Васильевич Курчатов поверил ученому, и  в  Новоси­бирске построили первый в  СССР коллайдер »,  — расска­зал Евгений Солодов, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН.

Сегодня новосибирские ученые отмечают юбилей: сорок лет назад был введен в эксплуатацию электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-4. Тогда, в 1979 году, идея столкнуть электроны с позитронами казалась не менее фантазийной, чем когда-то идея Будкера, ведь нужно было для начала научиться производить эти самые позитроны. Однако сибирские ученые никогда не боялись сложных задач, и в Институте ядерной физики СО РАН изобрели и построили установку по созданию позитронов. У установки ВЭПП-2000 сегодня тоже круглая дата: в 1999 году началась модернизация комплекса, что позволило вывести работу на нем на новый уровень.

Достаточно одного  клика

Инжекционный комплекс обеспечивает коллайдеры электронами и позитронами.

— Все начинается с производства интенсивного электронного пучка. Вот из этого катода — маленькой таблеточки, которая разогревается до 1 200 градусов,  — мы прилагаемым высоким напряжением извлекаем электроны, — объясняет Данила Никифоров, младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН. — Затем ускоряем этот пучок и ударяем им в специальную позитронную мишень. Оттуда вылетают позитроны, которые отправляются в линейный ускоритель. Если для коллайдера нужны только электроны, то они, минуя мишень, отправляются в ускоритель.

Данный цикл должен повторяться многократно круглые сутки, и для этого нужна стабильная работа комплекса. Поэтому организована непрерывная работа диспетчеров, которые меняются каждые 12 часов.

Мониторная инжекционного комплекса пестрит экранами, на которые выводятся данные со всех систем.

Журналист в роли диспетчера

Задача диспетчера — следить, чтобы нигде не было сбоев. Еще четыре года назад это была поистине адская работа: нужно было вручную задавать параметры для отправки электронов на разные коллайдеры, причем делать это многократно, и одновременно следить за всеми показателями. В  2015 году комплекс был модернизирован, в итоге производительность выросла в разы: если в 2014  году установка производила 800  миллионов позитронов в секунду, то сегодня  — 10  миллиардов. А вся работа диспетчера сводится к тому, чтобы в нужное время сделать пару кликов на экране компьютера. С этим справится даже совершенно несведущий в физике человек.

— Нажимайте на эту кнопку, — показывает Данила журналисту, решившему попробовать себя в роли диспетчера. — Все, электрон уже поступил в линейный ускоритель, а теперь направляется в накопитель-охладитель — это следующий этап. Здесь накапливается необходимое количество частиц, и, вращаясь в накопителе, пучок проходит стадию так называемого радиационного затухания и в результате фактически уменьшается в размерах в десять раз — примерно до 1 миллиметра. На все это уходит несколько секунд. Видите, датчики тока загорелись зеленым — это значит, пучок полетел по транспортному каналу к установкам.

Каждое измерение — кусочек пазла

Все эти позитроны и электроны по транспортным каналам поступают на ВЭПП-2000 или ВЭПП-4М.

— Мы с вами стоим над кольцом, которое получает пучок электронов и позитронов, — рассказывает Евгений Солодов, показывая на установки под лестницей. — Их  потом инжектируем в коллайдер, там два сгустка встречаются в двух местах, где стоят два детектора, которые регистрируют, что происходит в результате аннигиляции электронов или позитронов. Специалисты ИЯФ СО РАН уже измерили десятки процессов с рождением адронов. Производительность установки и качество наших детекторов позволяет увидеть и измерить даже самые редкие, не встречавшиеся ранее процессы.

Чтобы увидеть прохождение электрона, в транспортном туннеле ставят световые ловушки.  Фото Алексея ТАНЮШИНА

Каждое из этих измерений — кусочек пазла в теоретических расчетах физиков, и на основе таких вкладов в будущем они смогут делать надежные предсказания, собрать общую картину мира.

Эксперимент в стиле рок

— По сравнению с ВЭПП-2000 коллайдер ВЭПП-4М работает на более высокой энергии. В эксперименте на детекторе КЕДР коллайдера ВЭПП-4М с лучшей в мире точностью была измерена величина R в области энергии 1,84–3,72 гигаэлектронвольта. Результаты уже используются в современных теоретических расчетах, что позволяет сделать следующий шаг по точности в проверке Стандартной модели и, возможно, открытию проявлений Новой физики, — объясняет Корнелий Тодышев, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН. — Детектор КЕДР активно работает двадцать лет, и горизонт нашего планирования три-четыре года, а потом физическая программа просто исчерпает себя. В  этом смысле нам важно, чтобы была запущена Супер С-Тау фабрика, о которой сегодня много говорят. Мы сможем построить более современный коллайдер, на котором будем проводить эксперименты, которые сегодня невозможны ни у нас, ни в мире.

Пока же в Новосибирске отключили и действующие коллайдеры: каждые 10 месяцев им дают передышку. Экспериментальный сезон физики считают закрытым, и это закрытие они отметили рок-концертом «Рок на высоких энергиях». Это тоже эксперимент: впервые на сцене, установленной на территории ИЯФ, выступили рок-группы города и сотрудники института. Если результаты эксперимента окажутся удачными, решено повторить его и в следующем году.

 
По теме
Новосибирские физики измерили полное сечение электрон-позитронной аннигиляции в адроны - РИА Сибирь *                     Прорыв В Институте ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН в эксперименте на детекторе КЕДР коллайдера ВЭПП-4М с лучшей в мире точностью была измерена величина R в области энергии 1,84-3,72 ГэВ.
02.07.2019
По мнению экспертов, ипотечными каникулами воспользуются не более 8 процентов заемщиков.
24.08.2019
 
В сентябре и октябре 2019 года в Новосибирске вновь откроется образовательный проект министерства промышленности, торговли и развития предпринимательства и Федерации рестораторов и отельеров Сибири.
23.08.2019
По мнению экспертов, ипотечными каникулами воспользуются не более 8 процентов заемщиков.
24.08.2019 Новая Сибирь
В России реализуются 12 национальных проектов. Как участвует в нацпроектах Новосибирская область и сколько денег будет выделено на них до 2024 года?
20.08.2019 Газета Ведомости
Новосибирская область планирует прирасти по производству зерна в 2024 году на 20,3% по отношению к 2018 году – в регионе прогнозируется рост урожайности яровой пшеницы, ячменя,
22.08.2019 Сибирский репортер
Виктория ГРИГОРЬЕВА В юбилейный, 95-й день рождения Маслянинского района тысячи покупателей устремились на оптово-розничную ярмарку, организованную министерством промышленности,
21.08.2019 Советская Сибирь
Очевидцы предполагают, что водитель был пьян, но официального подтверждения этой информации нет Водитель «Мазды» скончался на месте аварии  Фото: Дмитрий Чучуев Полиция сообщила о смертельном ДТП,
25.08.2019 НГС.Новости
Новосибирск показался ему «гораздо больше» Омска Такаси родился на Окинаве, оттуда же — его необычный инструмент Фото: Стас Соколов / НГС Японец по имени Такаси путешествует по России, зарабатывая уличными выступлениями.
25.08.2019 НГС.Новости
Антрополог Станислав ДРОБЫШЕВСКИЙ о половом отборе, первобытных модниках и чувстве прекрасного у неандертальцев Когда человек начал отличать красоту от уродства и раскладывать увиденное по своим «эстетическим полочкам
21.08.2019 Газета Ведомости
Выставка импрессионистов работает в художественном музее Одно небо, одно искусство, одинаковые искания людей, «больных» творчеством...
22.08.2019 Газета Ведомости
23 августа на стадионе «Старт» состоялся летний фестиваль Всероссийского физкультурно-спортивного комплекса «Готов к труду и обороне» среди жителей Колыванского района.
26.08.2019 Колыванский район
Молодежные коллективы Советского района приняли участие в спартакиаде В силе, ловкости, скорости и выносливости соревновались молодежные коллективы учреждений, предприятий и общественных организаций Советского района.
21.08.2019 Газета Бумеранг
Пострадавшую увезли в больницу Автомобиль ехал через перекрёсток на полной скорости Фото: читательница НГС Вечером в воскресенье, 25 августа в Железнодорожном районе Новосибирска автомобиль сбил девушку,
25.08.2019 НГС.Новости