Молодежь и наука

С 28 января по 6 февраля в ЛТФ прошла 3-я Зимняя школа по теоретической физике, являющаяся важным элементом программы Дубненской международной школы современной теоретической физики (DIAS-TH). Эти школы, рассчитанные в основном на студентов старших курсов и аспирантов, регулярно проводятся в зимние студенческие каникулы. По установившейся традиции эти зимние школы - "учебные", то есть курсы содержат достаточно много материала, нуждающегося в углубленной проработке. В нынешней школе наряду с российскими студентами (в том числе, конечно, и дубненцами) приняли участие и украинские (которые традиционно участвуют в зимних школах, причем очень сильной командой), белорусские, словацкие и болгарские. Такое широкое участие стало возможно благодаря поддержке ЮНЕСКО-ROSTE (Региональное бюро по науке в Европе) и Российского фонда фундаментальных исследований.

Если тематика предыдущих школ охватывала в основном вопросы современной математической физики, то в этом году было решено посвятить ее проблемам, более близким к эксперименту - а именно квантовой теории поля, и, в особенности, квантовой хромодинамике (КХД). Уже после выбора тематики она приобрела дополнительный интерес в связи с тем, что создатели КХД - Д.Гросс, Ф.Вильчек и Г.Политцер - были удостоены Нобелевской премии по физике за 2004 год. На открытии школы студентам было обещано объяснить, за что была присуждена эта премия и подсказать, что нужно сделать, чтобы получить еще одну в этой области. В целом это обещание можно считать выполненным.

Понять главные достижения КХД невозможно без основательного знания основ квантовой теории поля, а уровень знакомства студентов с ней, как показало анкетирование по электронной почте, сильно варьировался. Естественно поэтому, что основой школы стал соответствующий курс, прочитанный А.А.Владимировым и Д.И.Казаковым - одними из ведущих экспертов ЛТФ в этой области. Изложение теории ренормировок содержало много интересных находок, и неудивительно, что на этих лекциях, помимо студентов, собирались молодые (и не очень) сотрудники ЛТФ. Все выкладки подробно делались на доске, что облегчало усвоение.

Современное состояние многопетлевых расчетов, являющихся основой применения теории возмущений КХД к жестким процесссам, было представлено в курсе А.Г.Грозина из Института ядерной физики СО РАН, автора многочисленных статей и монографий на эту тему. Обилие материала сделало необходимым использование компьютерных слайдов, но наиболее принципиальные моменты также разбирались на доске. Именно в этом курсе были детально объяснены вычисления, приводящие к замечательному свойству асимптотической свободы КХД, ведущего, в свою очередь, к ослаблению сильных взаимодействий на малых расстояниях. Открытие этого явления и было ключевым в развитии КХД.

Применение КХД к адронной физике, где взаимодействие перестает быть слабым, - тема третьего большого курса, прочитанного известными специалистами в этой области А.П.Бакулевым и С.В.Михайловым (ЛТФ). Были в деталях представлены правила сумм КХД, являющейся наиболее разработанным методом в этой области. Характерной его особенностью является обилие новых модельных представлений и вычислительных приемов, представляющих немалые трудности для новичков. Поэтому лекторы постоянно использовали аналогии с нерелятивистской квантовой механикой, позволяя студентам опираться на знания из классического университетского курса.

КХД в области сильной связи может исследоваться и без модельных допущений, путем введения дискретной решетки в пространстве-времени и прямых вычислений с использованием современных суперкомпьютеров. Это было содержанием небольшого, состоявшего из двух лекций, курса М.И.Поликарпова из ИТЭФ (Москва), одного из лидеров этого направления в России. Одним из ярких моментов этих лекций стал рассказ о том, что явление конфайнмента (удержания кварков), делающее невозможным их существование как свободных частиц, с вычислительной точки зрения не является особенно сложным и может быть доказано за час работы обычного персонального компьютера. Однако понять эти результаты и решить проблему аналитически пока никому не удается. Это решение принесло бы автору премию Американского математического общества, сравнимую по величине с Нобелевской, а, возможно, и последнюю.

Были прочитаны и другие небольшие курсы. Д.В.Ширков рассказал об имеющем очень широкий спектр применения, но часто выпадающем из стандартных курсов методе дисперсионных соотношений и его применению к аналитизации теории возмущений КХД. В заключение Дмитрий Васильевич сделал небольшое, но необычайно яркое отступление об истории Дубны и гуманитарных аспектах науки, встреченное слушателями буквально с затаенным дыханием.

Курс М.Г.Сапожникова (ЛФЧ) был посвящен экспериментальным исследованиям структуры нуклона, в частности, скрытой странности, и их описанию в основанных на КХД моделях. Многие студенты получили здесь также важные дополнительные знания по "классической" физике адронов. Некоторые избранные теоретические аспекты проблемы структуры нуклона в КХД, которые можно было изложить относительно подробно, с выводом на доске, были представлены в последнем из небольших курсов О.В.Теряевым.

Помимо разных по протяженности курсов студенты имели возможность прослушать отдельные лекции по актуальным вопросам экспериментальной и теоретической физики: Ю.Ц.Оганесяна - о синтезе сверхтяжелых элементов, Ю.Э.Пенионжкевича - об экзотических ядрах и И.Я.Арефьевой - о теории струн и ее связи с КХД. Благодаря этим лекциям, которые были в программе Конференции молодых ученых ОИЯИ, проводимой ОМУС также во время каникул (см. обзор в N7 - ред.), студенты из первых рук и в доступной форме узнали о самых свежих научных новостях.

Почти каждый вечер проходила дискуссионная сессия, в которой разбирались более детально те вопросы, на которые не хватило времени на лекциях и которые возникали у студентов, решались задачи, студенты рассказывали о своей работе. Неформальные обсуждения велись и в перерывах на кофе, и в последний день, уже после закрытия. Судя по ним, школа принесла пользу многим - и тем, кто уже ведет научную работу в области приложений квантовой теории поля и КХД, и тем, кто захочет выбрать ее для специализации, а также и молодым специалистам, кто занимается другими проблемами. Расширение кругозора, использование методов из различных областей теоретической физики существенно увеличивают возможности в любой творческой деятельности.

Лекции Школы были записаны цифровой видеокамерой и доступны к просмотру на сайте DIAS-TH: http://thsun1.jinr.ru/~diastp/winter05/lect.html.

О. Теряев, заместитель председателя оргкомитета