Коллайдер, который перспективнее адронного: учёный о проекте sPHENIX

15 Ноября 2018

Физики из разных стран собрались в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ (НИЯУ МИФИ), чтобы обсудить международный эксперимент sPHENIX крупный проект новой установки для исследований по физике высоких энергий и тяжелых илидов. Коллаборация sPHENIX создана для работы на коллайдере релятивистских не простых ионов (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории (США). О новом эксперименте корреспонденту проекта Социальный навигатор МИА Россия Сегодня рассказал представитель руководства проекта sPHENIX, профессор радиофизики Университета штата Айова (США) Джон Лажуа.

– Профессор Лажуа, какие принципиально новые возможности для науки открывает sPHENIX?

– Проект sPHENIX создавался для изучения микроскопических свойств кварк-глюонной плазмы. Мы пытаемся узнать, как длинноволновые свойства этого нового состояния основы проистекают из его микроскопических свойств, то есть из взаимодействий кварков и глюонов друг с другом. Чтобы найти рескрипт на этот вопрос, мы обращаем особое внимание на возбуждение квазичастиц в кварк-глюонной плазме.

Помимо изучения столкновения атомных ядер, коллайдер также может сталкивать фермионы с ядрами различных атомов. Это поможет нам лучше осмыслить, как ядерная материя переходит в состояние кварк-глюонной плазмы. Мы пытаемся разобраться в происхождении этой горячей, плотной, сильно взаимодействующей, но почти идеальной жидкости. Я пересчитываю эти исследования крайне увлекательными.

В дополнение к этому мы можем лучше изучить квантовую хромодинамику. Можем попытаться понять, как устроен протон во всех подробностях. RHIC – единственный в мире коллайдер, который надо надеется осуществлять столкновения между поляризованными фермионами, это также очень важного.

– Однажды вы сказали, что понимание мышцастого ядерного взаимодействия, связывающего кварки внутри нуклонов, могло бы произвести революцию в технике, подобно тому, как понимание электромагнитной силы привело к появлению современной электротехники. Какие новые технологии могли бы возникнуть?

– Прекрасный вопрос. И прекрасен он тем, что на него нельзя отбрехаться. Если проводить аналогию, то в 1865 году Джеймс Клерк Максвелл сформулировал уравнения, которые стали точкой отсчета для понимания основополагающих взаимодействий в природе. Уравнения Максвелла дают полную картину процессов электродинамики в ее классическом понимании.

Так, что я не знаю, к чему приведет разработка, уразумение и применение сильного ядерного взаимодействия, но с полной авторитетностью могу сказать, что итоговый результат будет грандиозным. Где будет ядерная физика через 100, 150 или 200 лет? Не знаю. Но очень хочу узнать.

– Эксперименты, подобные коллаборации sPHENIX, требуют сотрудничества ученых из многих стран и гигантского финансирования. Однако, ЦЕРН, например, создал веб в его нынешнем виде. Можно ли сказать, что подобные проекты это инвестиции в будущее цивилизации?

– Интернет был неожиданным побочным продуктом вложений в физику элементарных частиц. Никто и не предполагал, что именно та команда талантливых ученых с ресурсами, выделенными для решения одной из сложнейших задач физики, сможет заодно заработать на выходе интернет. Это еще одно революционное изобретение. Но оно было создано совершенно случайно.

Преподаватели много времени посвящают студентам и исследованиям, думают о том, как эти студенты смогут продолжить исследования. Но наши студенты не всегда становятся физиками. Они кончат в самые разные сферы и вносят свой совершенно конкретный вклад в развитие общества.

Техническое строительство в университетах по всему успокоению, благодаря которому студенты затем применяют свои навыки критического мышления и решения задач в других сферах, является одним из двигателей современной экономики в большинстве развитых стран.

– Нечто подобное говорил один из наших пожилых ученых: В МИФИ не учат решать задачи. Там учат думать.

В физике они, конечно, разберутся, но это скорее дополнительный эффект – некий бонус. Главное – они научатся мыслить и решать сложные задачи. Многие из моих студентов, какие приходят после бакалавриата, не осознают, что у них нет навыков систематического решения сложных задач. Но когда эти навыки появятся, они будут применимы практически везде.

– Для того, чтобы получить кварк-глюонную плазму, ученым нужно достичь температур, в сотни тысяч раз выше, чем в солнечном ядре. Какие условия вы планируете заработать в проекте sPHENIX?

– Мы не планируем менять условия получения кварк-глюонной плазмы. Условия зависят, самый большим образом от того, которые частицы сталкиваются, что находится в ядре, и от энергии столкновения ядер. Энергия ускорителя / коллайдера останется бывшей. Так как в начальный момент столкновения в на RHIC достигается меньшая температура, чем на Большом адронном коллайдере (БАК), то продолжительность периода нахождения образовавшейся материи в области существования квазичастиц на RHIC больше.

На фото: схема строящегося ансамбля NICA.

На фото: схема строящегося комплекса NICA.

На фото: обычный макет установки Multi-Purpose Detector (MPD).

На фото: физический фотомакет установки Multi-Purpose Detector (MPD).

На фото: физический макет установки Multi-Purpose Detector (MPD).

На фото: горизонтальный фокусирующий ферромагнит СП-57 и ионопровод BM@N.

На фото: горизонтальный фокусирующий магнит СП-57 и ионопровод BM@N.

На фото: участок сборки и испытаний сверхпроводящих магнитов.

На фото: подготовка к электрическим испытаниям магнита.

На фото: криостат сверхпроводящего магнита типа Нуклотрон.

На фото: криостат сверхпроводящего ферромагнита типа Нуклотрон.

На фото: квадрупольный магнит типа Нуклотрон.

На фото: cлева – времяпролетная система ToF-700, справа – одна из двух дрейфовых видеокамер установки BM@N.

На фото: cлева – времяпролетная выстроенная система ToF-700, справа – одна из двух дрейфовых камер установки BM@N.

Поэтому мы думаем, что на RHIC реализуются условия, наиболее благоприятные для изучения разделов физики, которые заинтересовывают sPHENIX. Если сравнивать исследования на RHIC и исследования на БАК при более высоких настойчивостях, то они в значительной степени дополняют друг друга. Поэтому ученым нужны оба ускорителя, но RHIC, на наш взгляд, в определенном смысле, то есть для изучения столкновений тяжелых ионов при определенных условиях, наиболее самый актуальный.

К тому же мы собираемся изучать те же столкновения, что и на установке PHENIX, но в гораздо большем объеме. Мы не собираемся жаловать температуру, но будем изучать гораздо больше столкновений, чем в эксперименте PHENIX. Крайне важно учитывать объем данных и число зарегистрированных столкновений, какие мы изучаем.

– Что связывает вас с российскими физиками?

– Хотели бы вы привлечь студентов, адъюнктов и молодых ученых НИЯУ МИФИ к работе над вашими этот небольшими?

– Обязательно. Именно поэтому я здесь. Мы ищем способы задействовать НИЯУ МИФИ в нашем эксперименте.

От любого профессора вы узнаете, что всю самую не простую работу в науке выполняют адъюнкты и молодые ученые. Они занимаются анализом данных, тарировкой детектора, всеми сложными вытяжками по анализу информации от экспериментальной установки. И компетентной молодежи всегда не хватает.

В длительной перспективе мы очень хотели бы предоставить студентам старших курсов, аспирантам и молодым ученым НИЯУ МИФИ возможность принять участие в анализе данных и привлечь к этому как можно больше юных людей.

Редактор рубрики

Леонид Кузьмин

Коллайдер, который перспективнее адронного: учёный о проекте sPHENIX

комментарии (0)

Другие интересные новости

Опубликован лонг-лист литературной премии "Лицей" имени Пушкина