Ускорители будущего
Состоявшаяся 7-12 сентября в Дубне Международная конференция по ускорителям высоких энергий явилась крупным событием не только в научной жизни России, но и в жизни мировой науки. Такого типа конференции считаются одними из наиболее престижных. Право на их проведение, как правило, предоставляется странам, ученые и специалисты которых вносят наиболее крупный и ценный вклад в развитие науки и техники крупных ускорителей и в исследование с их помощью фундаментальных сил природы и строения материи, расширяющие границы человеческого познания.
Очень представительная конференция собрала около двухсот специалистов из ведущих стран мира, активно работающих в указанной области. Этот замечательный международный форум был прекрасно организован как в части научной программы, так и социальной, что, несомненно, является большой заслугой программного и организационного комитетов, возглавляемых соответственно академиком РАН А. Н. Скринским и членами-корреспондентами РАН В. Г. Кадышевским и И. Н. Мешковым и профессором А. Н. Сисакяном. На конференции было заслушано более 60 докладов и более 50 представлено в виде “постеров”.
На меня и, надеюсь, на большинство участников конференции, произвели наиболее сильное впечатление доклады, в которых сообщалось о ходе сооружения наиболее крупных ускорительных комплексов, а также о научных и инженерных разработках новых типов коллайдеров g g и g e, которые, как показывают расчеты, будут более перспективными для открытия и изучения свойств пока не обнаруженных бозонов Хиггса и суперсимметричных частиц с большими массами.
Сейчас самым большим в мире ускорителем является сооружаемый в ЦЕРН (Женева) адронный протон-протонный коллайдер (LHC) на энергию протонов в центре масс 14 ТэВ с проектной светимостью ~ 1034 см-2 сек-1 (доклад П. Лебрана). В его сооружении участвуют государства – члены ЦЕРН, а в создании крупнейших детекторов и частично некоторых специальных узлов коллайдера – США, ОИЯИ, Россия, Япония и ряд других стран. Ввод в действие LHC намечается на 2005 год.
Второе крупное сооружение – новое сверхпроводящее инжекторное кольцо на энергию 150 ГэВ для протон-протон и антипротон коллайдера Тэватрон в Лаборатории имени Ферми (США), который обеспечит энергию протонов ~ 1,8 – 1,9 ТэВ и увеличит светимость пучков примерно в 20 раз (доклад Дж. Джексона). Это откроет возможности для проведения широким фронтом исследований процессов с участием открытых во ФНАЛ самых тяжелых кварков – так называемых t-кварков, а также резко увеличит шансы открытия Хиггс-бозона. Физики ОИЯИ принимают ограниченное участие в подготовке некоторых детекторов для этого коллайдера. Ввод в действие радикально усовершенствованного коллайдера намечается на 2000 год.
Третье грандиозное сооружение, близкое к завершению, - коллайдер тяжелых релятивистских ионов вплоть до ионов золота PHIC (доклад С. Озаки), создаваемый в Брукхейвенской лаборатории (США). Ускоритель позволит получать ионы с энергией 100 ГэВ на нуклон и протоны с энергией 250 ГэВ. Коллайдер имеет шесть мест встречи пучков, на которых будут работать различные детекторы, сооружаемые на средства лабораторий США, Японии и других стран. В создании одного из детекторов также участвуют физики нашего Института. Колладйер RHIC позволит детально изучать большой ансамбль процессов, протекающих при очень больших плотностях ядерной материи, и, возможно, обнаружить фазовый переход в состояние кварк-глюонной плазмы.
Исследования, которые будут проводиться на указанных ускорителях, в большой степени определят развитие и достижения физики высоких энергий в 21-м веке.
Исключительно интересны были доклады о разработках новых оригинальных линейных коллайдеров: гамма-гамма (g g ) и гамма-электрон (g е). Первые предложения и теоретические расчеты таких коллайдеров были сделаны около 20 лет назад учеными новосибирского Института ядерной физики им. Г. И. Будкера. В настоящее время наиболее крупные линаки для таких коллайдеров разрабатываются в Японии (JLC КЕК-ИЯФ, Новосибирск), в Германии (TECLA-DESY) и в США (NLC-Стэнфорд).
Встречные пучки электронов в указанных коллайдерах имеют энергии 2 х 500 ГэВ. Встречные пучки гамма-квантов больших энергий (~300 ГэВ) возникают в результате столкновений электронов с направленными на них пучками мощных лазеров.
Ценный обзорный доклад по коллайдерам нового типа (g g и g е) и открывающимся возможностям для исследований по физике частиц был представлен на конференции сотрудником ИЯФ СО РАН В. Телиновым. Было отмечено, что поперечные сечения образования скалярных лептонов и пар тяжелых частиц в g g -столкновениях превосходят в 5-10 раз таковые для е+е- -столкновений. Физика на g g и еg коллайдерах очень богата и не уступает коллайдерам другого типа. Бозоны Хиггса, отвечающие, как сейчас считается, за происхождение масс частиц, будут рождаться на фотонных коллайдерах с большими поперечными сечениями. В соударениях g е могут рождаться суперсимметричные частицы (также не наблюдавшиеся до сих пор) с массами, большими чем на е+е- коллайдерах.
Новая физика возникнет также в результате сооружения мюон-мюон коллайдеров, речь о которых также шла на конференции. Реализация этих идей, а также сооружение обычных протонных коллайдеров, но на энергии порядка 100 ТэВ будет связана с развитием новых очень тонких технологий и реально может осуществиться также в будущем столетии.
17-я конференция НЕАСС-98 блестяще удалась. Очень отрадно, что в ее работе участвовало много зрелых молодых ученых. Мне довелось много раз участвовать в работе таких конференций, но резкое омоложение, состоявшееся в Дубне, приятно отличает ее от прошлых. Радует, что специалисты-ускорительщики ОИЯИ и России активно участвуют в разработках крупных европейских и заокеанских проектов. Печалит, что Россия все больше и больше отстает от передовых стран мира из-за хронической недооценки правительственными кругами нашей страны особой важности финансовых вложений в развитие фундаментальной науки и ее основной базы.
В заключение хочется горячо поздравить дирекцию Института и всех организаторов прошедшего крупного научного форума с большим успехом, учитывая в особенности огромные трудности, которые им пришлось преодолеть, чтобы это свершилось.
В. П. ДЖЕЛЕПОВ, член-корреспондент РАН, почетный директор ЛЯП ОИЯИ