WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«ПОГРУЖЕНИЕ В МАТЕРИЮ В 2005 году, когда Объединенный институт ядерных исследований в Дубне после десяти лет выживания обрел, наконец, почву в виде какогоникакого, но ...»

-- [ Страница 1 ] --

1

Евгений ПАНОВ

ПОГРУЖЕНИЕ В МАТЕРИЮ

В 2005 году, когда Объединенный институт ядерных исследований в

Дубне после десяти лет выживания обрел, наконец, почву в виде какогоникакого, но стабильного бюджета, когда перевели дух, осмотрелись и подвели

черту под списком потерь, возник естественный вопрос – что дальше? Какие научные задачи можно было бы поставить и начать решать в ОИЯИ? Как использовать в новых экономических условиях ускоритель нуклотрон, предназначенный для ускорения тяжелых ядер? Он был спроектирован разгонять ядра золота, свинца, урана до энергий 5 ГэВ на нуклон и начал строиться в 1987 году в СССР, а был достроен в 1993 году уже в новой России, главным образом, благодаря героическим усилиям сотрудников института. В 2003 году нуклотрон полностью заменил знаменитый дубненский синхрофазотрон, но на проектные параметры (энергии, величины магнитного поля) не вышел ввиду хронического недостатка средств. Стоило ли спустя столько лет доводить эту машину до высокого современного уровня надлежащей модернизацией? Соответствует ли научная значимость проблем, которыми можно будет заняться на модернизированном нуклотроне, величине необходимых для этого материальных затрат и как сделать этот баланс оптимальным?..

Выбор Ответом на эти непростые, в полном смысле стратегические для ОИЯИ вопросы, возникшие в начале 2005 года, стал коллайдерный проект NICA, идея которого родилась во второй половине 2006 года. Вот как вспоминает о поисках ответа соруководитель проекта, директор Центра доктор физикоNICA, математических наук, профессор Александр Сорин.

– Высокие плотности материи, говорит он, – это то, чем мы хотели заняться. На это и нацелен проект NICA. В нем можно и нужно использовать каскад ускорителей ОИЯИ. Но стоила ли игра свеч?.. Поэтому в 2005 году нам нужно было определить, сумеем ли мы с помощью существующих в институте установок приступить к изучению фазовых превращений. Удастся ли, например, сделать это, усовершенствовав нуклотрон, добившись достижения максимально возможной для него энергии? Расчеты показали, что это позволит лишь заглянуть в смешанную фазу, а если учесть неизбежную погрешность теоретического прогноза, мы просто рискуем потерять немалые средства. Поэтому на «круглом столе» в 2005 году решено было подумать о развитии ускорительной техники ОИЯИ. Возникла концепция синхротрона на 10 ГэВ на нуклон на базе нуклотрона – сверхпроводящего ускорителя, единственного в своем роде в Европе. Этот синхротрон позволил бы глубже проникнуть в смешанную фазу, но не дал бы институту перспективы. Так что после мозгового штурма на втором «круглом столе» в конце 2006 года возникла идея коллайдера с максимальной энергией ГэВ на нуклон в системе центра масс, что в лабораторном эквиваленте (при бомбардировке неподвижной мишени) соответствует энергии порядка 60 ГэВ на нуклон – в 6 раз больше энергии синхротрона. Оказалось, что такой коллайдер может обойтись не дороже, чем синхротрон.

…Для тех, кто не знает. Со слов А.С. Сорина поясним, что такое коллайдер.

Это один из вариантов ускорителя – машины для разгона заряженных частиц.

Принципиальной особенностью коллайдера является наличие двух колец, где разгоняются перед столкновением встречные пучки ядер. В целом же установка должна включать следующие элементы. Первое – источник ядер (отметим, что в ОИЯИ разработан революционный подход к созданию источника тяжелых ионов).

Второе – линейный ускоритель. Третье – бустер, в который частицы инжектируются после линейного ускорителя. В этой роли планируется использовать небольшой сверхпроводящий синхротрон, размещенный в кожухе демонтированного синхрофазотрона. Четвертое – нуклотрон, куда попадают частицы после бустера. А после нуклотрона они станут заполнять кольца коллайдера.

Коллайдер имеет ряд преимуществ по сравнению с проведением эксперимента на неподвижной мишени: в этом случае обходятся вовсе без мишеней, а сталкивают встречные ускоренные пучки, благодаря чему их относительная энергия соударения существенно увеличивается (сравните, например, разрушительную силу при столкновении двух движущихся навстречу друг другу машин по сравнению со случаем, когда одна из них покоится), а картина рассеяния становится пространственно симметричной. Более низкая энергия рожденных при этом соударении частиц также является положительным фактором при детектировании и идентификации частиц и заметно упрощает решение проблемы радиационной защиты системы.

…Как видим, в задуманной установке нуклотрону отводилась важная роль.

Он должен был послужить предускорителем для коллайдера. Он же, наверно, по праву, дал первую букву, букву «N» в название проекта. «NICA» - аббревиатура от английского Nuclotron-based Ion Collider facility - и означает «коллайдерная установка, основанная на нуклотроне». К крылатой греческой богине победы Нике ускоритель NICA формально отношения не имеет. А вот глубинно, сущностно, безусловно, имеет. Потому что решение взяться за один из крупнейших в мире и уж точно крупнейший на территории бывшего СССР мега-сайенс проект – решение, с учетом условий и обстоятельств, прорывное, победоносное. Недаром же вместо правильной аббревиатуры «NICA» сами физики Дубны частенько пишут неправильное имя «Ника», тем самым негласно соглашаясь с покровительством эллинской богини, осеняющей их дело своими крыльями. И не только соглашаясь, но и призывая.

Оно, иррациональное это покровительство, необходимо участникам «драмы идей», которая, как писал Эйнштейн, бесконечно разыгрывается в науке и всегда сопровождает поиск истины, особенно там, где она спрятана глубоко в недрах материи и где приходится проникать в потаенные слои мира, принципиально (а не только физически) недоступные человеческому глазу. Для этих погружений необходимо тяжелое научное вооружение, разрушающее охранительные барьеры природы, и теории, позволяющие истолковывать смысл открывшихся картин, ранее никем и никогда не виденных. Эти тяжелые орудия – построенные во многих странах ускорители заряженных частиц, вплоть до самого мощного, известного ныне всему человечеству Большого адронного коллайдера (БАК, поанглийски – LHC) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН), детекторы и регистраторы частиц, а теории – проверенная Стандартная модель, описывающая строение материи и взаимодействия в микромире, а также прочие, не до конца или вообще не подтвержденные экспериментами гипотезы, относящиеся к так называемой «новой физике».

БАК-LHC – наверное, самое сложное и дорогостоящее техническое сооружение на Земле (хотя, по некоторым оценкам, его стоимость равна затратам всего лишь в две недели войны в Ираке). Но даже с его помощью на нижних этажах материи различимо далеко не все. Мешает собственная мощь коллайдера. Она не дает сосредоточиться на изучении тех областей микромира, где требуются более тонкие методы. «Ника», уступая женевскому гиганту по энергиям, предназначена, главным образом, для исследования качественно иной области микромира. Он давно дразнит физиков неподдающимися проблемами:

асимметрией Вселенной (дефицит антивещества в сравнении с веществом, который только и позволяет нам существовать, не аннигилируя), наличием всего двух стабильных элементарных частиц – протона и нейтрона, ограниченностью вариантов кварковой структуры, механизмом формирования частиц из кваркглюонной плазмы (возможно, это коренная проблема). Эти важнейшие и пока безответные вопросы вполне могут означать возврат к времени Резерфорда, говорит ученый секретарь Лаборатории физики высоких энергий им. В.И.

Векслера и А.М. Балдина, кандидат физико-математических наук Дмитрий Пешехонов. Ответы на них могут оказаться совершенно невероятными, за ними может скрываться нечто такое, что мы сегодня не в состоянии даже вообразить… фундаментальной проблемы изучения ядерной сильновзаимодействующей материи и ее новых состояний, которые могут возникать при экстремальных условиях. Теоретик Александр Сорин описывает ее так. Когда два тяжелых атомных ядра (иона) - две «глыбы», две «горы» - ускоренные в коллайдере, сталкиваются друг с другом с огромными скоростями и глубоко проникают друг в друга, то образуется ядерная материя с огромной плотностью и/или температурой. То есть, при столкновении «глыб» возникает горячая «каша» из ядерной материи. Последняя может приобретать какие-то новые, необычные свойства, не наблюдаемые у квазисвободных нуклонов (протонов и нейтронов) в обычных условиях. Макроскопические характеристики этой «каши» – температуру и плотность барионного заряда – можно изменять, сталкивая разные ядра и варьируя энергию соударений.

Чего можно ожидать от эксперимента? По словам Сорина, согласно современным теоретическим представлениям, при низких плотностях и температурах существует наш стандартный мир – материя, состоящая из элементарных частиц (протонов, нейтронов и других), участвующих в ядерных взаимодействиях, из которой состоим и мы сами. При высоких же плотностях и/или температурах предсказывается существование нового мира – кваркглюонной материи. Кварки и глюоны, как считается сегодня, в свободном состоянии получить нельзя, несмотря на то, что из них состоит каждая отдельно взятая элементарная частица, участвующая в ядерных взаимодействиях. А вот сильно нагрев и/или сильно сжав материю, можно заставить кварки и глюоны «забыть», к каким элементарным частицам они изначально принадлежали, то есть в образовавшейся «каше» они «коллективизируются», забывая своих «родителей», и свойства такой материи драматически (!) изменяются по сравнению со свойствами исходной. Подобные изменения называются фазовыми превращениями и отражаются на фазовой диаграмме материи. Благодаря им возникают новые состояния материи, в том числе, как предсказывает теория, кварк-глюонное состояние – то, за которым скрывается таинственный новый мир.

«Ника» сооружается именно для того, чтобы в него проникнуть. Путь лежит через область, где, согласно теоретическому прогнозу, адронная материя – протоны, нейтроны, ядра, сосуществует с кварк-глюонной. Здесь – в фазе сосуществования или смешанной фазе – могут быть островки той и другой материи. Так, при 100 градусах Цельсия и нормальном атмосферном давлении в закипающем чайнике сосуществуют вода и пар, жидкое и газообразное состояние вещества. Что-то похожее ожидается и в ядерной материи. Для этого нужно достичь экстремальной величины управляющих параметров (температуры и/или плотности) и заглянуть за завесу тайны.

Зачем мы туда стремимся? – спрашивает Сорин. И отвечает: затем, чтобы убедиться, что наши представления о Вселенной верны или, наоборот, ошибочны.

Эти представления вытекают из теории – важнейшей части фундаментальной науки. Теория имеет предсказательную силу, но правильны или нет предсказания, нужно проверять всеми возможными способами. Теория, задействованная в этом случае, очень сложна, но хорошо согласуется со многими наблюдаемыми величинами. Она указывает на то, что может открыться нам в новом мире.

Каковы же его очертания? С какими неожиданностями придется там столкнуться? На этот счет есть немало гипотез и догадок. Создаются модели проникновения друг в друга сталкивающихся ядерных «глыб», поведения материи в сверхплотной «каше», возникновения новых состояний материи… Верны ли эти гипотезы, догадки, модели, узнаем после экспериментов на «Нике», которые начнутся в конце 2017 года.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 


Похожие работы:

«Программа вступительного испытания (собеседование/устный экзамен) по дисциплине Физическая география и ландшафты и Экономическая и социальная география России, для поступающих на направление подготовки магистратуры 05.04.02 – География Физическая география и ландшафты России Объект и предмет региональной физической географии. Факторы пространственной физико-географической дифференциации и формирование ПТК регионального уровня. Природные компоненты и природные территориальные комплексы (ПТК)....»

«Научное обоснование планируемого ландшафтного заказника Янгозеро (Республика Карелия, Пудожский район) Петрозаводск 2009 Содержание РЕФЕРАТ ВВЕДЕНИЕ 1. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА И ОЦЕНКА ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕРРИТОРИИ 2.1 КЛИМАТ 2.2 ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 2.3 ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ 2.4 ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 3. ХАРАКТЕРИСТИКА И ОЦЕНКА НАЗЕМНЫХ ЭКОСИСТЕМ 3.1 ЛАНДШАФТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ 3.2 БОЛОТА И ЗАБОЛОЧЕННЫЕ ЗЕМЛИ 3.3 ЛЕСА 3.4 ПРИРОДООХРАННАЯ...»

«Лиз Бурбо Твое тело говорит Люби себя! tGloom Лиз Бурбо — Твое тело говорит Люби себя!: София, ИД Гелиос; Москва; 2002 ISBN 5-344-00031-6 Аннотация ЛИЗ БУРБО Автор 13 книг, среди которых бестселлер Слушай свое тело, основательница крупнейшей в Квебеке школы личностного развития, филиалы и деятельность которой распространились по всему франкоязычному миру, Около 500 наименований самых распространенных болезней и недомоганий в алфавитном порядке — что это, очередной популярный медицинский...»

«PARALLEL WORLDS AJOURNEY THROUGH / CREATION, HIGHER DIMENSIONS, AND THE FUTURE OF THE COSMOS DOUBLEDAY New York London Toronto Sydney Auckland forum-2012.com МИЧИО КАКУ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ МИРЫ Об устройстве мироздания, высших измерениях и булушем Космоса СОФИЯ 2 0 0 8 forum-2012.com УДК 524 ББК 22.6 К16 Перевод с английского М. Кузнецовой Каку Мичио К16 Параллельные миры: 06 устройстве мироздания, высших измерениях и будущем Космоса / Перев. с англ. — М.: ООО Издательство София, 2008. —416 с. ISBN...»

«Христианское Учение О Мире ВВЕДЕНИЕ • ЧАСТЬ I. ОСНОВНАЯ ИДЕЯ ХРИСТИАНСКОЙ МЕТАФИЗИКИ • o ГЛАВА I. ИДЕЯ ТВОРЕНИЯ o ГЛАВА II. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА БЫТИЯ o ГЛАВА III. УЧЕНИЕ О ПОВРЕЖДЕННОСТИ ПРИРОДЫ ЧАСТЬ II. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ХРИСТИАНСКОЙ МЕТАФИЗИКИ • o ГЛАВА I. СОСТАВ БЫТИЯ o ГЛАВА II. СОСТАВ БЫТИЯ (продолжение) o ГЛАВА III. ЖИЗНЬ МИРА (проблема эволюции) o ГЛАВА IV. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ЧАСТЬ III. БОГ И МИР • o ГЛАВА I. БОГ В МИРЕ o ГЛАВА II. ДЕЙСТВИЯ БОГА В МИРЕ o ГЛАВА III. О КОНЦЕ ИСТОРИИ...»

«УТВЕРЖДАЮ Декан факультета географии и геоэкологии _Е.Р. Хохлова 2010 г. Учебно-методический комплекс по дисциплине ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ, 2 курс 020800.62 Экология и природопользование очная форма обучения Обсуждено на заседании кафедры Составитель: физической географии и к.г.н., доцент региональной геоэкологии _Тихомирова Л.К. - 2010 г. Протокол № Зав. кафедрой _О.А. Тихомиров Тверь 2010 2. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Цели и задачи дисциплины - формирование системы базовых знаний основных научных...»

«Александров А. Ф. А 46 Тайны магических цифр. — М.: РИПОЛ КЛАССИК, 2000.— 448 с. Серия Все загадки Земли Почему Владимир Путин победил на выборах? Что объединяет Петра I, Екатерину II и Бориса Ельцина? Каково истинное лицо Нострадамуса и что пророчествовал монах Авель? Почему были украдены скрипки Стра­ дивари? Что поведал папирус о сотворении мира? Как на самом деле по­ гиб крейсер Варяг? Могли ли быть иными исходы Ледового побоища и битвы на Курской дуге?. Простые вычисления приведут вас,...»

«Рудольф Хаушка УЧЕНИЕ О СУБСТАНЦИИ К пониманию физики, химии и терапевтического действия веществ ПРЕДИСЛОВИЕ Задача предлагаемой книги - показать, как через рассмотрение сущности самой материи можно преодолеть еще повсюду сегодня господствующее материалистическое воззрение на природу. Аматериалистическое рассмотрение химии представляется, на первый взгляд, бессмысленным, поскольку именно учение о веществе предполагает, казалось бы, твердую почву материальной закономерности. В предлагаемом...»

«Дубна, 2009 1 Оглавление 1. Крестьянский сын. 3 2. Война.. 7 3. Школа.. 13 4. Почему я не стал артистом. 25 5. Как стать физиком. 34 6. Детский сад №7. 40 7. В Копенгаген, для получения европейского лоска 7.1. Спиной к коллективу. 52 7.2. Париж, Париж! 7.3. Я еду в Копенгаген! 7.4. Вам привет от Владимира Павловича. 96 8. Ира 8.1. Я влюбился. 100 8.2. Хухаревы. 105 8.3. Каганы.. 110 8.4. По городам, весям и между ними 8.4.1. Сон в палатке – лучший отдых. 121 8.4.2. Куда бы еще съездить. 126...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.