Горизонты научного поиска

В последнюю неделю сентября в конференц-зале ЛТФ прошел очередной Балдинский семинар по проблемам физики высоких энергий, ставший уже 18-м по счету. Традиция проведения научных форумов из этой серии берет свое начало с 1969 года, а, значит, еще до рождения уже немалого числа участников нынешнего семинара. Его проведение совпало с 80-летием со дня рождения академика Александра Михайловича Балдина, основателя и многолетнего лидера семинара, носящего ныне его имя.

А.М.Балдин принял поручение о проведении первого семинара как серии обзорных докладов, представляемых ведущими физиками, от академика Моисея Александровича Маркова и сумел превратить его в регулярно проводимый в ОИЯИ форум по актуальным проблемам квантовой хромодинамики, структуры адронов и ядер, множественного рождения в соударениях релятивистских ядер.

С годами возникали новые секции семинара, посвященные спиновой физике, исследованиям структуры радиоактивных ядер и прикладному использованию пучков высоких энергий в ядерной энергетике будущего. Такой широкий охват актуальных проблем физики микромира стал во многом возможным благодаря масштабу личности Александра Михайловича и его академическому кругозору, восприимчивости к меняющимся требованиям времени и умению объединять людей. Сохраняют актуальность слова из статьи "О проблеме значимости в физике", опубликованной им в 1974 году: "Необходим разумный баланс требований как со стороны внутренней логики развития науки, так и со стороны ее практической значимости. Нарушение этого баланса может привести либо к безразличию общества к науке, либо к потере перспективы в фундаментальных исследованиях".

Работа семинара началась с приветствия председателя организационного комитета А.Н.Сисакяна и теплыми словами памяти об А.М.Балдине. Заместители председателя оргкомитета В.В.Буров и А.И.Малахов подготовили мемориальный доклад о вкладе Александра Михайловича в идейную основу релятивистской ядерной физики и в, частности, экспериментальное исследование кумулятивного эффекта. А.А.Балдин представил обзор по инвариантному анализу описания множественных процессов, в развитии которого докладчик сотрудничал с А.М.Балдиным в течение ряда лет. Участница 1-го семинара и непременная участница практически всех последующих Н.П.Коноплева напомнила о возникновении теории калибровочных полей, нашедшей одно из первых применений в теории векторной доминантности.

Ныне сохранение научных и организационных традиций семинара обеспечивается членами научной школы А.М.Балдина, которые составляют и ядро организационного комитета семинара. На семинар было представлено свыше 120 аннотаций докладов от экспериментаторов и теоретиков ОИЯИ, институтов стран-участниц ОИЯИ, а также ученых из других центров. Усилиями ученых секретарей оргкомитета С.Г.Бондаренко и Е.Б.Плеханова этот поток предложений превратился в удачно спланированную недельную программу заседаний. Во многом по их инициативе были получены гранты РФФИ и фонда "Династия", составившие основу бюджета семинара, что, в частности, позволило оказать поддержку многим участникам из институтов России и других стран-участниц.

Полная и объективная оценка такого насыщенного форума - задача весьма сложная. Поэтому автор заметки ограничивается наиболее важными с его точки зрения выступлениями - важными для оценки перспективных экспериментальных работ ОИЯИ, в том числе в рамках сотрудничества с другими ускорительными центрами. В этой связи напомним ироническое замечание Е.П.Славского о том, что если есть классная доска, то на ней можно написать мелом, но нельзя сделать наоборот - написать мелом, а затем к надписи приделать доску.

Ключевым можно назвать сообщение Т.Байера (ГСИ, Дармштадт) о статусе проекта FAIR, включающего комплекс из трех синхротронов, трех накопительных колец, системы каналов сепарации ядерных пучков и современных спектрометрических систем для исследований в физике атомного ядра, частиц, а также атомной физике. Докладчик представил масштабную логику проекта с ясно просматриваемым временным расписанием, финансовым, технологическим и кадровым обеспечением, а также привлечением международного сообщества физиков. Система исследовательских приоритетов проекта в шутку может быть охарактеризована как "хлеб+масло+сыр", которые уже не раз и не два "отмерили".

Без "хлеба" никак нельзя. Поэтому в качестве центральной на ближайшие годы проект предусматривает "прагматичную" задачу формирования вторичных пучков тяжелых ядер с рекордно большим избытком нейтронов. Это позволит установить существование и изучить свойства такого семейства ядер вплоть до не установленной ныне границы нейтронной стабильности. Расширяя общие представления о физике ядра, полученные знания дадут основу для выбора сценариев формирования сверхновых звезд и наработки в их недрах тяжелых элементов. На первом этапе выход на новый уровень потребует модернизации каскада ускорителей ГСИ для обеспечения интенсивности ионов урана с неполной ионизацией, что может быть охарактеризовано как предел физически осуществимого. Задача достижения энергии пучка выдвигает на первое место создание нового подземного кольца на основе сверхпроводящих магнитов с полной длиной, примерно аналогичной ускорителю У-70 (ИФВЭ). Очень приятно было услышать замечание докладчика, что за основу приняты быстроциклирующие магниты нуклотрона. Таким образом, технические достижения ЛВЭ оказываются ключевыми для реализации проекта в ГСИ.

В проекте достигается замечательный баланс интересов исследователей. Наличие нового кольца и последующее создание в том же тоннеле еще одного на энергию, втрое большую, позволит обеспечить "романтические" исследования по физике плотной ядерной материи. На семинаре А.С.Сориным были подробно представлены научные интересы в этом отношении. О них уже шла речь в недавнем номере газеты. Надо сказать, что эта физика выдвигает весьма высокие требования к детектированию адронов с тяжелыми кварками в наиболее разрушительных соударениях ядер с рождением огромного числа сопровождающих частиц. Поэтому совсем не рано начать проработку детекторов, во что физики ЛВЭ под руководством А.И.Малахова уже включились.

Такой комплекс ядерных синхротронов станет новым "домом" и для физики частиц. Протоны с энергией масштаба ускорителя ИФВЭ оказываются прекрасным источником антипротонов высоких энергий. Их постепенная аннигиляция в накопительном кольце позволяет исследовать распады адронов, содержащих более одного тяжелого кварка, и расширить до новых пределов систематику частиц. Новые возможности появляются для поиска адронов, богатых глюонами и содержащих нестандартное число валентных кварков. И спиновая физика может получить поддержку на комплексе ядерных синхротронов.

Возвратившись к программе Балдинского семинара, можно обнаружить, что на нем были представлены доклады по всем упомянутым темам. А это значит, что работа "идейной кухни", представленной в конференц-зале ЛТФ, имеет хорошие перспективы быть востребованной на десятилетия вперед.

Можно спросить, а что с развитием исследований с релятивистскими ядрами на базе ОИЯИ? Ответ на первую часть вопроса был сформулирован в заключительном выступлении А.Н.Сисакяна. Доклад был подготовлен на основе предложений совместной группы ЛТФ и ЛВЭ, работа которой инициирована дирекцией ОИЯИ и обсуждалась в ряде сообщений на семинаре. Как центральная проблема выдвинута задача исследования смешанной фазы кварков и адронов, которая должна иметь место при генерации мира адронов на этапах эволюции материи, предшествующих синтезу ядер из нуклонов.

Оптимальным способом для формирования адронной материи в лабораторных условиях с подходящей температурой и плотностью теоретикам представляются столкновения пучков тяжелых ядер со значениями энергии, примерно равными проектным на нуклотроне ОИЯИ. Местом привязки к реальностям ОИЯИ для такого проекта могут служить существующие здания ускорительного комплекса ЛВЭ. При условии соответствующей модернизации на нуклотроне возможно получение пучков тяжелых ядер с существенно более высокими интенсивностями и энергией для инжекции во встречные накопительные кольца. Магниты такого ускорителя должны быть сверхпроводящими и с особенно высоким качеством поля. Сами кольца вполне вписываются в габариты корпуса выведенных пучков нуклотрона. При этом на перспективу сохраняется возможность работы на выведенных пучках.

При реализации исследовательских амбиций столь высокого уровня потребуются весь предшествующий опыт в создании ускорителей и крупных детектирующих систем, сложившийся в ОИЯИ, материальное и кадровое укрепление работ. Необходимо поучиться опыту эволюционного развития ускорительного комплекса ГСИ - для обеспечения непрерывной отдачи затрат на ускоритель. Поэтому актуальной и беспроигрышной задачей является дальнейшее развитие нуклотрона в плане повышения энергии, интенсивности и набора ускоряемых ядер. От этого выиграет и успешно развивающаяся программа исследований, и появится задел на перспективу. На такой обязывающей и обнадеживающей ноте 18-й Балдинский семинар завершил свою работу.

П.ЗАРУБИН, начальник сектора ЛВЭ,
фото Юрия ТУМАНОВА.