Проекты XXI века

28 ноября в ЛТФ состоялся семинар, на котором член-корреспондент РАН И. Н. Мешков рассказал о программе физических исследований на сооружаемом в ЛЯП "Тороидальном накопителе заряженных частиц низкой энергии" (проект ЛЕПTA). Благодаря применению электронного охлаждения на этой установке будут получены уникальные параметры пучков ортопозитрония, которые позволят провести в принципиально новой постановке широкий круг экспериментов в области физики частиц. Среди них - поиски CPT и CP-нарушений, проверка закона сохранения электрического заряда в е+е- аннигиляции, прецизионные измерения времени жизни ортопозитрония, включая проверку гипотезы существования короткоживущего бозона и гипотезы "Зеркальной Вселенной". Доклад вызвал у собравшихся разнообразные вопросы и комментарии, возникла живая дискуссия. Мы попросили нескольких участников семинара высказать свое мнение о проекте ЛЕПТА.

Заместитель руководителя проекта ЛЕПТА научный сотрудник ЛЯП А.О.Сидорин: Семинары с подобной тематикой проходили в нашей лаборатории в 1996 году, когда проект по сооружению накопителя ЛЕПТА только обсуждался. Примерно в то же время Игорь Николаевич Мешков выступал на нескольких международных совещаниях и симпозиумах, посвященных проблемам физики антиводорода и позитрония, а в 1997 году в ЭЧАЯ вышла его обзорная статья, посвященная возможностям экспериментов на пучках этих экзотических атомов. В то время, когда были сформулированы лишь общие принципы работы этого накопителя, и не было не то что оборудования, но даже и чертежей, а для многих узлов установки еще не было найдено реалистичных технических решений, обсуждение экспериментов на пучках позитрония казалось гаданием о будущем на кофейной гуще.

Как это ни странно, на фоне сумбурной смены тысячелетий проект не только выжил, но на текущий момент изготовлены и тестированы основные элементы магнитной и вакуумной систем, изготавливается инжектор позитронов, и мы надеемся уже в этом году начать первые эксперименты по настройке элементов накопителя с электронным пучком.

Семинар, проходивший в ЛТФ, отчасти был инициирован результатами последней сессии ПКК, на которой был представлен проект первого эксперимента на пучке позитрония - эксперимента по прецизионному сравнению электрических зарядов электрона и позитрона. После достаточно активного обсуждения ПКК вынес решение, которое оптимисты могут расценить как умеренно одобрительное, а пессимисты - как не резко отрицательное. Наиболее серьезным замечанием к авторам проекта было указание на отсутствие в рядах авторского коллектива серьезных теоретиков, занимающихся физикой позитрония. Нужно сказать, что для ОИЯИ эта проблематика не является чем-то принципиально новым - был эксперимент на Серпуховском протонном синхротроне, многие теоретики занимаются анализом экзотических атомных систем, оригинальные результаты по расчетам параметров позитрония недавно были получены в ЛИТ. Может быть, поэтому главной задачей семинара было именно привлечение внимания коллег к этому проекту не как к свободному полету фантазии (а в физике позитрония многое способно дать пищу воображению), ограниченному только возможностями ручки и бумаги, а как к установке, которая уже начинает оживать и в ближайшем будущем обеспечит пучок с параметрами, на несколько порядков лучшими, чем любая из методик, использованных до сих пор.

И Игорь Николаевич, похоже, справился со своей задачей. Во всяком случае, при обсуждении доклада прозвучала мысль о том, что, наряду с сооружением крупных ускорителей, необходимо проводить и не менее интересные исследования на установках настольных (а накопитель ЛЕПТА, имеющий периметр около 18 метров, - установка если и не настольная, то вполне комнатная) и, возможно, именно этот путь и станет основным в физике будущего.

Профессор А.Т.Филиппов (ЛТФ): Проект действительно интересный, хотя на семинаре прозвучали выступления и с пессимистическими оценками конечного результата. Эксперименты такого рода интересны независимо от результата. Они необходимы как очередной шаг в продвижении на новый уровень видения. Планирующееся в эксперименте повышение точности измерения времени жизни характеристик позитрония на два порядка - вещь необходимая.

В предложенном проекте представлена разнообразная физическая программа. Наиболее интересно, на мой взгляд, проверить возможное нарушение СРТ-инвариантности. Современные теории это нарушение прямо не предсказывают. Но это, естественно, не означает, что оно невозможно. Если следы нарушения обнаружатся, то сильно изменятся наши представления обо всем. Сейчас этим вопросом больше занимаются экспериментаторы, чем теоретики. Но проблема, как показал и прошедший семинар, интересна всем.

Старший научный сотрудник О.В.Теряев (ЛТФ): На мой взгляд, предлагается интересный проект, с новым принципом электронного охлаждения, экспериментальная проверка которого важна уже сама по себе. Предлагаемая программа физических экспериментов довольно амбициозна, что в первую очередь касается проверки СРТ-инвариантности.

Интересно, что предлагаемая в качестве меры ее нарушения циркулярная поляризация фотона относится к так называемым одиночным спиновым асимметриям, которые мы изучаем в ЛТФ уже много лет (инициатор и лидер этого направления - А.В.Ефремов). Мы, однако, имеем дело с нарушением "всего лишь" Т-инвариантности, да и то с эффективным, связанным не с истинной неинвариантностью фундаментального (в нашем случае, сильного, описываемого квантовой хромодинамикой) взаимодействия относительно обращения времени, а с симулирующими его тонкими эффектами взаимодействий (перерассеяний) в конечном состоянии. Иногда поэтому говорят о "наивном" Т-нарушении. Эффекты такие вовсе не малы и интенсивно исследуются, например, в эксперименте HERMES в Гамбурге.

В случае СРТ-инвариантности ее истинное нарушение также будет маскироваться эффектами взаимодействий в конечном состоянии, которые, по аналогии, можно назвать "наивным" СРТ-нарушением. Его обнаружение (что отнюдь не просто, поскольку здесь оно обусловлено значительно более слабым электромагнитным взаимодействием), по-моему, представило бы самостоятельный интерес и позволило бы установить допустимую верхнюю границу истинного СРТ-нарушения.

Руководитель проекта И.Н.Мешков: Семинар получился очень интересным. Я, признаюсь, получил большое удовольствие и от реакции аудитории - вопросы по ходу и после доклада, и от дискуссии. Неделю спустя мне довелось рассказывать о том же на семинарах в Мюнхенском университет имени Людвига Максимилиана и в ЦЕРН. Там, надо сказать, также наша программа была встречена с большим интересом, завязались новые "узелки" сотрудничества. Все это позволяет надеяться, что в Институте появляется действительно интересная экспериментальная установка.

Ольга Тарантина