Точка зрения

1. Современная физика элементарных частиц - это наиболее фундаментальная и наиболее передовая область физики и всей современной науки. Именно эта область физики, с одной стороны, теснейшим образом связана с установлением наиболее фундаментальных, наиболее общих законов окружающего нас физического макро- и микромира, с выяснением причин и принципов его образования и эволюции и, следовательно, с выработкой современных мировоззренческих представлений о роли и месте человека в нем. С другой стороны, для решения своих, сугубо внутренних задач развития физике элементарных частиц непрерывно требуются совершенно новые, невиданные ранее приборы. Эти приборы по своему назначению с каждым новым витком развития науки становятся все изощреннее и уникальнее - по размеру и сложности конструкций, точности измерений, многоуровневости систем управления и т.п. Именно это "свойство" аппаратуры физики частиц в наибольшей мере "напрягает" и стимулирует бурное развитие прикладной физики, современной техники и технологии, ставя перед ними принципиально новые задачи. По существу, именно этот "побочный продукт" современной физики элементарных частиц и является главным практическим результатом фундаментальной науки, решающим фактором в пользу "терпимости обывателя к ученым".

2. Так вот, на рубеже 21-говека бурное развитие современной физики элементарных частиц дошло до такого качественно иного состояния, когда искомое экспериментатором явление - источник новой фундаментальной информации - происходит в природе крайне редко, скажем, одно на миллионы других, уже изученных явлений (в противном случае искомое явление было бы уже обнаружено и изучено). Поэтому для поиска и исследования таких редких "событий" нужны совершенно иные, немыслимые ранее, уникальные во всех отношениях приборы, которые правильнее будет уже назвать экспериментальными комплексами. Специфика магистрального направления развития физики элементарных частиц такова, что такие комплексы, в состав которых обязательно входят компьютерные системы управления, сбора и обработки данных, могут быть только двух основных видов - ускорительный и неускорительный. Действительно, поиск отмеченных выше крайне редких событий и явлений можно вести в настоящее время двумя основными и дополняющими друг друга путями.

3. Первый путь - это сделать установку и просто ждать, когда желанное событие произойдет, в надежде его не упустить (неускорительный путь). Только таким путем ведутся фундаментальные исследования по физике космических лучей сверхвысоких энергий, только так ведется, например, поиск крайне редкого и крайне важного для понимания физики нейтрино явления безнейтринного распада атомных ядер, и только так мы надеемся зарегистрировать частицы так называемой скрытой, или темной, галактической материи и т. п. Казалось бы, просто - сделать установку и ждать. Однако чтобы не ждать сто лет и не упустить, зарегистрировать желанное явление, надо иметь действительно уникальную установку. Она должна быть большого объема (чтобы не ждать эти сто лет), исключительно надежной (чтобы стабильно работать достаточно долго), а главное, она должна, как минимум, быть помещена глубоко под землю (чтобы так называемые фоновые явления, такие как космические мюоны и т. п., не мешали). На Земле существуют всего несколько таких мест, где уже построены подземные низкофоновые лаборатории - это, например, Гран Сассо (Италия), Модане (Франция), Баксан (Россия) и т.п. Итак, чтобы получить мировой результат в области неускорительной физики элементарных частиц, необходимы, как минимум, два условия - это уникальный детектор и современная подземная низкофоновая лаборатория. Если для создания такого уникального детектора в ОИЯИ еще есть возможности и квалифицированные кадры (о чем свидетельствует спектрометр NEMO-3), то в равнинных условиях Московской области невозможно создание (даже в отдаленном будущем) конкурентоспособной низкофоновой подземной лаборатории.

4. Второй путь - ускорительный. "Не надо ждать милости от Природы", когда она соизволит, играя в кости, "сгенерировать" желанное событие (позволит ему произойти). Надо создать прибор - ускоритель, который многократно, в миллионы раз, увеличит вероятность желанного явления. И задачей экспериментатора уже будет это событие (за весьма короткое время) найти в потоке других, выделить его. Для этого тоже нужен детектор, правда, уже с совершенно иными свойствами и характеристиками. Только таким путем и были открыты практически все известные ныне элементарные частицы - промежуточные бозоны, самый тяжелый топ-кварк и т.п. и т.д. Итак, чтобы получить мировой результат в области ускорительной физики элементарных частиц, тоже необходимы, как минимум, два условия - это уникальный ускоритель и уникальный детектор. И опять же, если для создания такого уникального детектора в ОИЯИ еще есть возможности и квалифицированные кадры (о чем свидетельствуют установки ATLAS и CMS), то создание ускорителя нового поколения "не по карману" не только ОИЯИ, но и современной России. Однако, в отличие от упомянутой выше неускорительной области, этот проект все же может состояться тогда, когда все мировое физическое сообщество согласится строить ускоритель нового поколения на базе ОИЯИ. Возможно ли это? Политически, скорее, нет. Строительство такого уникального, как минимум, общеевропейского сооружения, как ускоритель нового поколения, очень ответственное, но и очень прибыльное во многих отношениях дело. Вряд ли кто-то захочет отдать свою потенциальную прибыль России.

5. Итак, в ОИЯИ, да и в России, мы можем еще создавать уникальные, мирового уровня разноплановые детектирующие установки. Для этого есть средства и есть квалифицированные кадры. Однако, в силу отмеченного выше, здесь, в ОИЯИ нет реальной возможности создания конкурентоспособной традиционной базовой установки для исследований в области физики элементарных частиц. Под базовой установкой, в данном случае неявно (по аналогии с другими базовыми установками ОИЯИ), подразумевается ускоритель с некоторым набором детекторов, позволяющий непосредственно в Дубне иметь "сырые", или первичные, данные.

6. Получается, что в ОИЯИ не может быть базовой установки для физики элементарных частиц в отмеченном выше смысле. Оказывается, может. Однако в несколько нетрадиционном, непривычном виде. Возможное положительное решение этой проблемы лежит в специфике управления и удаленного контроля за такими сложными приборами как ускоритель LHC, как детекторы ATLAS или CMS, в необходимости проведения комплексного анализа данных на распределенных по всему миру крупных вычислительных и коммуникационных комплексах (идея ГРИД). Другой аспект этой проблемы - разработка генераторов для физики высоких энергий. Генераторы - это основное средство получения нового знания в физике элементарных частиц. Поскольку они-то как раз и аккумулируют все (уже известное) знание на данном этапе развития науки.

7. Именно такой - крупный, современный (а еще лучше, "завтрашнего дня") коммуникационно-вычислителный комплекс на базе ЛИТ (в перспективе, может быть и весь ЛИТ) - это и есть базовая установка для физики частиц в ОИЯИ. Концепция ГРИД, поддержанная адекватно в ОИЯИ необходимыми вычислительными и коммуникационными ресурсами, потенциально позволяет всем заинтересованным сотрудникам ОИЯИ именно в Дубне иметь неограниченный доступ как к данным (в том числе и при необходимости самым "сырым"), так и контролировать (управлять) отдельными узлами удаленных ускорителей и детекторов. Постоянная необходимость проведения различных ресурсоемких моделирований (без которых немыслима современная обработка данных) только усиливает значимость такого комплекса в ОИЯИ. С точки зрения конечного пользователя-физика (при правильной реализации концепции ГРИД в ОИЯИ) ситуация выглядит совершенно так же, как если бы действительно базовая установка (в старом понимании) находилась непосредственно в Дубне. А это означает, что все "притягательные" для стран-участниц (и других стран) аспекты работы в ОИЯИ остаются в силе. Преимущества и важность дальнейшего, уже после LHC, использования этого комплекса в Дубне и в России трудно переоценить.

8. Дело только за малым - осознать отмеченный выше факт и, пока еще есть время до начала работы LHC, объединить усилия и создать такой мощный коммуникационно-вычислительный комплекс на базе ЛИТ ОИЯИ. Такой "Супер-ЛИТ", безусловно, будет нужен в будущем нуклотрону, ILC, или любому пока еще не родившемуся проекту. Новый ЛИТ позволит сотрудникам ОИЯИ в будущем также участвовать в своеобразном многоцелевом эксперименте - когда ученые из Дубны будут (согласно своим интересам) эффективно работать на конкретных экспериментальных установках, "разбросанных по всему миру".

9. В заключение уместен небольшой исторический экскурс. В самом конце 70-х годов прошлого века, будучи студентом 3-го курса, я был направлен моим тогдашним московским шефом в Дубну со словами: "В Дубне самые лучшие вычислительные машины, там можно много и быстро считать, а это крайне важно для быстрого получения результата". Это были не пустые слова. Они означали всеобщее признание ОИЯИ как безусловного лидера в области вычислительной техники в СССР. Более того, это в значительной степени обеспечило ОИЯИ первенство во многих областях физики того времени - были хорошие установки, были выдающиеся ученые, была возможность быстро и эффективно обрабатывать полученные результаты. Сейчас другое время, другой уже век, многое изменилось, но без высокоэффективной, современной вычислительно-коммуникационной системы вновь поднять престиж ОИЯИ на должный уровень вряд ли удастся.

Вадим БЕДНЯКОВ