Проекты ХХI века
Участию физиков ОИЯИ в подготовке к экспериментам на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРН был посвящен общеинститутский семинар, состоявшийся в конференц-зале Лаборатории теоретической физики имени Н.Н.Боголюбова 11 апреля.
До пуска LHC осталось [...] дней. На месте пропущенной цифры - что-то около 200-250. Пуск намечен на ноябрь 2007-го. "Пилотный" сеанс будет проведен на энергии 2х450 ГэВ, не превысив пока величины, соответствующей энергии инжекции из суперсинхротрона (SPS) ЦЕРН. Весной 2008 года планируется выйти на режим ускорения до энергий 14 ТэВ при светимости 2х1033 с-2 сек-1, а к 2010 году светимость будет повышена в пять раз.
Руководители проектов И.А.Голутвин, Н.А.Русакович, А.С.Водопьянов подвели на семинаре итоги работы сотрудников ОИЯИ в составе международных коллабораций практически за 15 лет, прошедших со времени начала создания LHC и установок, не имевших аналогов по своим поистине индустриальным масштабам, и сформулировали задачи на ближайшем чрезвычайно ответственном этапе получения научных результатов.
CMS. Задачи и цели группы ОИЯИ в этом проекте И.А.Голутвин сформулировал так: интеграция в научную программу, концентрация на нескольких избранных задачах, в которых физики ОИЯИ уже получили преимущество на стадии подготовки физической программы. Совсем недавно проведен комплексный запуск установки - "тренировка" детекторов на космических частицах, в котором участвовала большая группа ОИЯИ (приведены фамилии нескольких десятков людей). На 2008 год планируется подготовка первых публикаций с координирующим участием дубненской группы. Немалое внимание уделяется в эти дни компьютингу: здесь работы идут "по всему полю" GRID - распределенной системы вычислений, созданной специально для LHC. Тест системы для обмена данными, проведенный в феврале - апреле сего года, показал близкую к 100 процентам эффективность и мощность, достаточные для анализа данных в 2008 году.
ATLAS. В работе над этим проектом участвуют не менее ста сотрудников ОИЯИ, сообщил Н.А.Русакович. В регулярно проводимых совещаниях коллаборации (в том числе и в Дубне) их вклад в создание основных систем установки и разработку научной программы всегда отмечается как весьма существенный. Всего же в проекте участвуют 35 стран, 161 институт, 1650 научных сотрудников. На специальном сайте, посвященном проекту, уже выставлена информация об очередном рабочем совещании коллаборации, которое проходило в Дубне в канун общеинститутского семинара. 19 апреля состоялась школа по обучению компьютингу непосредственных участников будущих экспериментов. График подготовки установки к первому сеансу выполнен - это будет проверка всех ее систем по регистрации топ-кварков. Одновременно ведется интенсивная работа по совершенствованию узлов и систем с учетом эксплуатации установки в течение 10-15 лет.
ALICE. Основная задача проекта - изучение кварк-глюнной плазмы, проверка положений Стандартной модели, сообщил А.С.Водопьянов. В нем участвуют более тысячи физиков из ста институтов тридцати стран. Наибольший вклад вносят Франция, Италия, Германия, ЦЕРН, Россия. Вес установки - 10000 тонн, ее габариты - 16х26 метров. Участие в коллаборации группы ОИЯИ определено тремя основными постулатами: создание детекторов, участие в физическом моделировании и предстоящем анализе данных, распределенный компьютинг (ОИЯИ играет координирующую роль в странах-участницах в организации системы распределенных вычислений). К началу экспериментов определены физические задачи, в которых физики ОИЯИ могут играть существенную роль, однако для обработки данных в Дубне необходимо примерно на порядок повысить вычислительные мощности.
Моментом истины в 15-летней истории LHC назвал этот семинар вице-директор ОИЯИ М.Г.Иткис. И, отмечая существенный вклад ОИЯИ в эту историю (что неоднократно подчеркивалось в ЦЕРН), попытался заглянуть в недалекое будущее: что же дальше? какие позиции займет наш Институт на стадии решения чисто физических задач? как это отразится в физических публикациях? какие мы получим научные дивиденды? сколько нужно еще затратить финансовых средств и интеллектуальных усилий, чтобы сохранить свое лицо? Когда дойдет до дела - кто конкретно получит Нобелевскую премию за открытие бозона Хиггса или кварк-глюонной плазмы?..
Каждый из основных докладчиков постарался привести в ответ свои аргументы, представить свое видение действительно острых проблем, неизбежно ожидающих исследователей при получении первых, пусть и ожидаемых, но от этого не менее сенсационных результатов. По мнению И.А.Голутвина, сегодня важно определить свои, особые области научных интересов, выделить ряд подзадач, которые координируются именно физиками ОИЯИ. Но если смотреть на проблему в целом, то ожидание "грамоты" за чисто наши, дубненские результаты противоречит принципам ЦЕРН - и научным, и политическим. Ведь эта организация изначально построена на совместных работах, общем поиске истины.
В физике нельзя построить забор вокруг своей задачи - достаточно образно определил суть этой проблемы Н.А.Русакович. И никто не гарантирует, что молодые и энергичные физики из любого научного центра, любой страны в этой обстановке всеобщей открытости и доступности результатов нас не опередят.
Этот тезис о влиянии "субъективного фактора", в противовес (или наряду с) материальным(и) взносам(и) и процентам(и), продолжил директор ЛЯП А.Г.Ольшевский, несколько лет проработавший в ЦЕРН. Есть первый уровень - использование, так сказать, служебного положения, то есть определенных постов, занимаемых на стадиях технической координации всего детектора или его систем, проведения и поддержки экспериментов, общей и физической координации на стадии набора и анализа данных и т.д. И это дает возможность определять некоторые приоритеты. Есть и второй уровень - представление результатов на престижных международных конференциях. Например, на недавней Рочестерской конференции в Москве дубненцы показали прекрасные результаты - ими были представлены и секционные доклады, и раппортерский обзор. Здесь больше работают уже сложившиеся в мировом научном сообществе системы ценностей, своеобразный "Гамбургский счет".
Председатель НТС ОИЯИ И.Н.Мешков обратился к присутствующим на семинаре, а были здесь многие физики, работающие по программам LHC, принять участие в майском заседании совета, где намечено обсудить проблемы развития в ОИЯИ физики высоких энергий.
В заключение семинара ваш корреспондент обратился к вице-директору ОИЯИ Рихарду Ледницкому с просьбой прокомментировать некоторые научные, политические, этические, технические, финансовые проблемы, затронутые на общеинститутском семинаре.
- Максимальная энергия и светимость LHC превышают соответственно в семь и сто раз значения, достигнутые на крупнейшем ускорителе - тэватроне в Лаборатории имени Ферми (США). Это позволит получить ценнейшую информацию о первых мгновениях после Большого взрыва, в результате которого образовалась наша Вселенная, и ответить на ряд нерешенных вопросов физики частиц. Оставаться в стороне от будущих экспериментов на LHC ОИЯИ не может - это означало бы потерю контакта с передовой мировой наукой, непростительное отставание от уровня культуры современного эксперимента.
Несмотря на финансовые трудности, которые ОИЯИ испытывал в 90-х годах, наш Институт внес заметный вклад в строительство детекторов для LHC и самого коллайдера. С учетом дополнительного финансирования от Российской Федерации, на эти работы было потрачено около 25 миллионов долларов, то есть примерно половина теперешнего годового бюджета Института. Для поддержки участия физиков ОИЯИ в экспериментах на LHC ежегодно понадобится более 1 миллиона долларов, что представляет более половины средств, планируемых на участие ОИЯИ в проектах по физике частиц и релятивистской ядерной физике, реализуемых на внешних ускорителях. Понадобится также создание в ОИЯИ и мощного вычислительного комплекса, сверхбыстрой связи и внедрение GRID технологий (распределенных вычислений). Все это качественно изменит работу научных коллективов в крупных экспериментах, насчитывающих многие тысячи физиков из десятков стран, - наступит эра физики на расстоянии. Уже сейчас большинство вопросов решается с помощью теле- и видеоконференций, можно участвовать в наборе данных и управлять детекторами, оставаясь на своем рабочем месте.
Имеется еще и важный политический аспект участия ОИЯИ в экспериментах на LHC, обусловленный международным характером нашего Института. Некоторые страны являются одновременно участницами и ОИЯИ, и ЦЕРН и напрямую участвуют в церновских проектах. Большинство же стран, входящих в состав ОИЯИ, такой возможности не имеют, и ОИЯИ для них как бы является окном в мир большой науки.
Задача дирекции Института - нахождение взвешенного подхода к участию в проектах на внешних установках с учетом интересов ОИЯИ и всех его стран-участниц. Во исполнение решений 101-й сессии Ученого совета, требующих от нас прозрачности при принятии стратегических решений, и был организован этот общеинститутский семинар. Обсуждение вопросов международного сотрудничества в исследованиях по физике частиц и релятивистской ядерной физике будет продолжено, как уже сказано, на майском заседании НТС ОИЯИ.
Евгений МОЛЧАНОВ
