Первой точкой маршрута заявлен российский коллайдер НИКА (NICA) в Дубне.
Как перестать бояться и полюбить коллайдер
Однако в сентябре стало известно , что ЦЕРН присоединится ко всем европейским странам в их усилиях по экономии электроэнергии. Примерно треть от этого приходится на БАК. Планировалось, что остановка произойдет 28 ноября, то есть на две недели раньше, первоначального срока. Судя по расписанию работы БАК на 2022 год, эксперименты с ядрами свинца продолжались всего лишь два дня, хотя первоначально на них отводилось около четырех недель. После зимней паузы работу коллайдера, согласно предварительным планам , начнут в марте 2023 года.
Кроме коллайдера в ЦЕРН располагаются еще пять ускорителей частиц. The Wall Street Journal писала, что в пиковые часы ЦЕРН потребляет около трети объема энергии, необходимой для обеспечения Женевы, рядом с которой он расположен. Лаура Кеффер.
Казалось бы, какой смысл сталкивать частицы? Дело в том, что вопросов без ответов в современной физике очень много, и изучение мира с помощью разогнанных частиц может в буквальном смысле открыть новый пласт реальности, понять устройство мира, а может быть даже ответить на главный вопрос «смысла жизни, Вселенной и вообще».
Какие открытия уже совершили на БАК? Самое знаменитое — это открытие бозона Хиггса ему мы посвятим отдельную статью. Помимо того были открыты 5 новых частиц, получены первые данные столкновений на рекордных энергиях, показано отсутствие асимметрии протонов и антипротонов, обнаружены необычные корреляции протонов.
Список можно продолжать долго. А вот микроскопических черных дыр, которые наводили страх на домохозяек, обнаружить не удалось. Большой адронный коллайдер И это при том, что коллайдер еще не разогнали до его максимальной мощности.
Сейчас максимальная энергия большого адронного коллайдера — 13 ТэВ тера электрон-Вольт. Однако, после соответствующей подготовки протоны планируют разогнать до 14 ТэВ. Для сравнения, в ускорителях- предшественниках БАК максимально полученные энергии не превышали 1 ТэВ.
Так разгонять частицы мог американский ускоритель Тэватрон из штата Иллинойс. Энергия, достигнутая в коллайдере - далеко не самая Большая в мире. Так, энергия космических лучей, зафиксированных на Земле, превышает энергию частицы, разогнанной в коллайдере в миллиард раз!
Так что, опасность большого адронного коллайдера минимальна.
Температура вещества при этом может в 100 000 раз превышать температуру в центре Солнца. Масса детектора 10 000 т, размеры — 26 м в длину и 16 м в диаметре. События, регистрируемые детекторами частиц, вначале проходят автоматический отбор с помощью триггерных систем , затем обрабатываются с помощью глобальной системы распределённых вычислений БАК WLCG, Worldwide LHC Computing Grid , использующей грид-технологии. На 2020 г. WLCG является крупнейшей распределённой системой вычислений в мире, в неё входят около 170 вычислительных центров из более чем 40 стран.
Расписание работы БАК состоит из многолетних рабочих сеансов, разделённых двухлетними остановками для модернизации. Достичь проектной энергии 7 ТэВ планируется во время 3-го рабочего сеанса в 2022—2023 гг. Целью создания БАК является, во-первых, прецизионная экспериментальная проверка положений и следствий Стандартной модели СМ сильного, слабого и электромагнитного взаимодействий элементарных частиц, в том числе для уточнения стандартных параметров модели, поиска бозона Хиггса , изучения t-кварков и кварк-глюонной плазмы. Во-вторых, в задачи БАК входят поиск отклонений от СМ и проверка других физических теорий, в том числе теории суперсимметрии и более экзотических теорий, включающих дополнительные пространственные измерения или гипотетические частицы, составляющие кварки и лептоны. Несмотря на беспрецедентную точность и предсказательную силу, СМ не объясняет такие явления, как гравитация, асимметрия материи и антиматерии барионная асимметрия Вселенной , тёмная материя и тёмная энергия и т. Обнаружение отклонений от СМ может привести к объяснению этих явлений и более глубокому пониманию природы.
По состоянию на 2022 г. Это открытие экспериментально подтвердило справедливость механизма спонтанного нарушения электрослабой симметрии Браута — Энглера — Хиггса механизм БЭХ.
Саврин объяснил, кто отстранил учёных из РФ от Большого адронного коллайдер
За все годы строительства адронного коллайдера в Протвино подземная территория наполнилась разнообразными помещениями, которые были связаны с поверхностью земли шахтами, созданными перпендикулярно к самому объекту. Большой адронный коллайдер построили в 2008 году для проверки Стандартной модели физики и поиска новых данных о фундаментальных частицах. Статья автора «НОВЫЕ ИЗВЕСТИЯ» в Дзене: Российских ученых осенью 2024 года окончательно отлучат от исследовательской работы на Большом адронном коллайдере. Российские ученые поучаствовали в эксперименте на Большом адронном коллайдере. экзотических адронов, состоящих из четырех кварков. В ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере тоже изучают кварк-глюонную плазму.
Большой адронный коллайдер остановили ради экономии электроэнергии
Российские ученые из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) продолжают в рамках коллаборации ATLAS поиск новой физики и изучение свойств бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере (БАК). В блокаде российских ученых в ЦЕРН он видит именно политический мотив и напоминает, что Россия участвовала в строительстве адронного коллайдера. Дальнейшие исследования на Большом адронном коллайдере, которые ведутся сейчас и продолжают вестись буквально в настоящий момент, ― это попытка понять, как же устроен так называемый хиггсовский сектор Стандартной модели. В 2022 году Украина, Чехия и Польша вышли или заморозили свое участие в проекте коллайдера. После объявления о разрыве в рамках антироссийских санкций научных отношений с РФ ещё около 500 учёных из России или имеющих к ней отношение продолжали работать на Большом адронном коллайдере.
Большой адронный коллайдер остановлен из-за экономии энергии
Вот и нашу "Нику" можно сравнить с кастрюлькой на плите, а БАК — с раскалёнными камнями. Какая от него польза? Главная задача, которая стоит сейчас перед NIСA, — изучение структуры Вселенной примерно на десятой микросекунде после Большого взрыва, произошедшего около 13 миллиардов лет назад. Но это не единственное предназначение отечественного коллайдера. Вакуум, который недостижим на расстоянии ближайшей тысячи километров от Земли. Получить его на нашей планете можно только в специальных условиях, с NICA же мы создаём вселенную в лаборатории. Это неизученная часть физики, поэтому всем интересно, что же там будет происходить. Пригодится коллайдер для изучения и освоения космоса, в медицине, при создании принципиально новых материалов и технологий и даже для утилизации радиоактивных отходов. В рамках подготовки полёта на Марс в нашей лаборатории проходят эксперименты, которые помогут понять влияние радиации на человека.
Также у нас есть проект "Энергия трансплантации", где мы изучаем на пучках наших ускорителей процессы, которые потом позволят перерабатывать ядерные отходы в невредные и параллельно получать из них энергию. Всё это уже помогает изучать само строительство коллайдера, — продолжает учёный. Коллайдер — это путь в неизведанное? Практически всё, что изучается, заранее предсказывается теоретически. Если вы загуглите, зайдёте на сайт проекта NICA, то там уже всё есть, даже диаграммы нарисованы. Непосвящённый человек подумает: зачем строить такую дорогостоящую штуку, вот уже всё написано, подсчитано и даже на картинках нарисовано. Ну а кто сказал, что это действительно верно?! Поэтому нужно всё проверить опытным путём, — говорит Николай Топилин.
Кстати, учёные уже давно рассчитали, что было в первые секунды Большого взрыва. Если сравнивать, то это как каша.
Всего в мире на данный момент существует шесть коллайдеров, два из них находятся в России, а совсем скоро запустится и третий — коллайдер NICA в подмосковной Дубне. Коллайдер строится на базе Объединенного института ядерных исследований совместно с учеными из 26 стран мира и 70 институтов. Основная цель экспериментов на новом коллайдере — изучение свойств плотной барионной материи состоящей из протонов, нейтронов и электронов под высоким давлением и кварк-глюонной плазмы — состояния вещества, в котором предположительно пребывала наша Вселенная первые мгновения после Большого взрыва. Кроме этого, с помощью NICA планируются исследования в области материаловедения, нано- и пикотехнологий, медицины, биологии, электроники, программ Роскосмоса, ядерной энергетики и безопасности, криогенной и сверхпроводящей техники.
В 2013 году проект NICA стал одним из шести mega-science проектов, которые планируется реализовать на территории России в ближайшее десятилетие. В марте 2016 года в Дубне заложили первый камень в основании комплекса. К сожалению, все чаще такие крупные научно-исследовательские проекты превращаются в классические «долгострои». Один из примеров — термоядерный реактор ITER, стоимость и сроки сдачи которого сдвигаются из года в год.
На БАК были получены как раз высокоэнергичные частицы, что открывает возможность использовать полученные данные для понимания астрофизических процессов. Отдельно приятно, что значительную часть теоретической работы и обработку данных провели российские физики. В экспериментах по физике нейтрино для регистрации частиц использовалась ядерная фотоэмульсия — чередование вольфрамовых пластин для замедления нейтрино с фоточувствительной эмульсией.
В предыдущих экспериментах на БАК были детектированы шесть частиц-кандидатов на роль высокоэнергетических нейтрино. Третий запуск БАК в 2022 году с повышенной яркостью дал настолько много данных, что их статистическая значимость превысила 16 сигм при требуемом уровне достоверности 5 сигм. Иначе говоря, сомнения в детектировании на БАК высокоэнергетических нейтрино при таких условиях стремятся к нулю. Тем самым БАК стал инструментом, который полностью воспроизводит весь спектр известных современной физике элементарных частиц, включая бозон Хиггса, ради поиска которого, собственно, Большой адронный коллайдер и строился. Чтобы не останавливать эксперименты на БАК, планировалось приостановить работу других ускорителей в комплексе, но теперь озвучено иное решение. Согласно ранее утверждённым планам по проведению экспериментов на БАК, остановка самого главного ускорителя ЦЕРН должна была произойти 13 декабря. Согласно изменённому плану, остановка БАК начнётся 28 ноября.
При этом под вопросом остаётся возможность запустить БАК в марте 2023 года. Чем закончится эта зима для Европы, сегодня сказать невозможно, поэтому перенос экспериментов может произойти не только этой осенью, но также весной. В этой связи напомним, что учёные начали призывать к «озеленению» фундаментальной науки. Современные научные инструменты и инструменты ближайшего будущего должны быть более энергоэффективными, поскольку они потребляют всё больше и больше энергии. В этом плане можно было бы позавидовать России с её богатейшими запасами разнообразных энергоресурсов. Однако необходимо понимать простую вещь, наука может успешно развиваться только в международном сотрудничестве. Так было всегда и стало особенно важным по мере умножения научных знаний.
Современные инструменты для изучения частиц и, прежде всего, разнообразные ускорители, потребляют так много энергии, что оказывают пагубное с точки зрения экологии воздействие на окружающую среду. Это ведёт к устойчивому мнению, что все будущие проекты ускорителей должны подвергаться строжайшей экологической экспертизе. Примерное расположение коллайдера Future Circular Collider. Его ещё называют «хиггсовской фабрикой». Это колоссально поднимет потребление энергии комплексом, что заставляется задуматься о будущей энергоэффективности экспериментов. Проект FCC ещё не утверждён, что даёт возможность оценить предложенные варианты с точки зрения воздействия на окружающую среду. Предварительные выкладки показывают, что в зависимости от выбранного проекта «сталкивателя частиц» углеродный след «хиггсовской фабрики» может отличаться в 100 раз.
К такому выводу пришли европейские физики, изучившие потенциал преемников БАК. И самый масштабный проект в лице FCC со 100-км окружностью оказался самым эффективным с точки зрения затраченной энергии на получение каждого бозона Хиггса. В настоящее время существует пять предложений по созданию высокоэнергетического позитронно-электронного коллайдера. Физики из ЦЕРНа проанализировали каждый проект и пришли к выводу, что Future Circular Collider будет самым энергоэффективным даже с учётом влияния на окружающую среду сооружений коллайдера и всех необходимых строительных работ хотя все приведенные ниже выкладки учитывают только энергетическую составляющую работы коллайдеров как самую значимую. С учётом углеродного следа от производства электроэнергии в каждой из стран, где планируется строить будущие и более мощные коллайдеры, круговой коллайдер Future Circular Collider снова оказался самым дружественным к природе — производство каждого бозона Хиггса на FCC будет сопровождаться выбросом 0,17 т эквивалента CO2. Такая громадная разница возникла преимущественно по той причине, что Future Circular Collider будет запитан от французских энергосетей, в которых преобладает электричество от атомных электростанций. Как ещё один вариант для снижения воздействия коллайдеров ЦЕРНа на окружающую среду предложено протянуть линию электропередачи от солнечных электростанций в Северной Африке, хотя это уже другая история.
Факт в том, что фундаментальная наука сможет двигаться вперёд далеко не во всех странах и регионах. И это ещё непонятно, как на всём этом скажется нынешний энергетический кризис.
Казалось бы, какой смысл сталкивать частицы? Дело в том, что вопросов без ответов в современной физике очень много, и изучение мира с помощью разогнанных частиц может в буквальном смысле открыть новый пласт реальности, понять устройство мира, а может быть даже ответить на главный вопрос «смысла жизни, Вселенной и вообще». Какие открытия уже совершили на БАК? Самое знаменитое — это открытие бозона Хиггса ему мы посвятим отдельную статью. Помимо того были открыты 5 новых частиц, получены первые данные столкновений на рекордных энергиях, показано отсутствие асимметрии протонов и антипротонов, обнаружены необычные корреляции протонов. Список можно продолжать долго. А вот микроскопических черных дыр, которые наводили страх на домохозяек, обнаружить не удалось.
Большой адронный коллайдер И это при том, что коллайдер еще не разогнали до его максимальной мощности. Сейчас максимальная энергия большого адронного коллайдера — 13 ТэВ тера электрон-Вольт. Однако, после соответствующей подготовки протоны планируют разогнать до 14 ТэВ. Для сравнения, в ускорителях- предшественниках БАК максимально полученные энергии не превышали 1 ТэВ. Так разгонять частицы мог американский ускоритель Тэватрон из штата Иллинойс. Энергия, достигнутая в коллайдере - далеко не самая Большая в мире. Так, энергия космических лучей, зафиксированных на Земле, превышает энергию частицы, разогнанной в коллайдере в миллиард раз! Так что, опасность большого адронного коллайдера минимальна.
Как перестать бояться и полюбить коллайдер
Были и противники затрат на фундаментальную науку, хотя в процентном отношении ко всему бюджету они и так хронически отставали от аналогичных затрат в развитых странах. Американцы тем временем приступили к осуществлению своего самого амбициозного суперпроекта SSC — протонного коллайдера в тоннеле длиной 87 км, то есть более чем втрое переплюнуть тот же европейский проект LHC. Прошли около 5 км в штате Техас, затраты стали уже исчисляться в миллиардах долларов, но в 1994 году проект был закрыт. Мы остались один на один со своим УНК, на который в 1990-х годах средств едва хватало, чтобы закончить проходку тоннеля и выплачивать зарплату строителям.
Я как раз присутствовал на торжественной сбойке тоннеля, когда перемычка встречных проходок была пробита. Геодезисты и прочие специалисты не ошиблись, кольцо идеально замкнулось, можно было приступать к работам уже в самом тоннеле. Но средств на это хронически не хватало, даже утверждённые бюджетом цифры не выполнялись, так что перспективы становились всё более туманными.
Тем более у проекта УНК были и серьёзные противники — например, антагонистом был известный академик Евгений Велихов, руководитель Курчатовского института. Может быть, во времена самого Игоря Васильевича Курчатова и «атомного проекта» это так и было. Кстати, именно он в 50-х годах настоял на необходимости строительства самого мощного в мире протонного ускорителя, а сам проект У-70 был подготовлен в Институте теоретической и экспериментальной физики ИТЭФ.
Возвращаясь к УНК... А бюджет-то один... Дошло даже до того, что Велихов в интервью «Российской газете» в начале 1999 года заявил, имея в виду УНК, следующее: «Ещё 15 лет назад стало ясно, что Серпуховский ускоритель мы никогда не построим, тем не менее постоянно вбухивали туда огромные средства, отрывая их от действительно необходимых перспективных работ».
И вот, к сожалению, он оказался прав в части прекращения работ по проекту УНК, поскольку именно в постдефолтном 1999 году в конце концов пришло общее понимание о необходимости закрытия проекта и консервации тоннеля. Хотя многие сожалеют — даже при тощем финансировании за несколько лет мы вполне могли хотя бы «тёплые» магниты поставить в этом тоннеле и поднять энергию У-70 почти в десять раз — с 70 до 600 ГэВ. Почти все необходимые магниты были уже изготовлены и к концу 1990-х годов завезены в институт.
Только парочку диполей пробным образом установили в тоннеле на штатном месте. Но дело в том, что за прошедшие годы оказалась серьёзно разрушена и другая инфраструктура объекта — дороги, шахтные стволы, которые служат для связи с поверхностью, и всё прочее. Так что суммарные затраты уже будут совсем другими, это миллиарды рублей.
Но что всё-таки было первостепенным? Эта линия чётко отслеживалась до тех пор, пока существовал Советский Союз. После этого пришло понимание, что лучшими мы уже не можем быть, поэтому хорошо бы иметь достойные машины.
К сожалению, сейчас энергия ускорителя У-70 мало кого интересует, ну диссертации на нём ещё можно клепать, как говорится. Хотя он и спустя 55 лет после запуска остаётся самым мощным ускорителем в бывшем СССР. Но глобально осваиваем уже пройденный маршрут, производятся дополнительные исследования характеристик, в таблицу заносятся какие-то новые коэффициенты взаимодействия, но это не сулит серьёзных открытий.
Большой адронный коллайдер globallookpress. Была реальная возможность это сделать? Ездил в Госдуму, встречался с депутатами, у меня к тому времени уже укоренились убеждения о том, что надо достроить хотя бы то, что уже, в общем-то, у нас было в руках.
То есть поставить «тёплые» магниты, сделать протонный ускоритель на 600 ГэВ, который свою делянку в мировом экспериментальном поле получил бы. Но даже эту маленькую часть общей задачи, до которой было совсем немного, противники проекта реализовать не дали. Оппоненты наши, как я уже говорил, в основном представляли Курчатовский институт, и в конце концов в этой схватке им удалось победить.
Читал, что реальные поступления составили менее половины от этой суммы. Почему не все деньги доходили? Конечно, не мы в ИФВЭ.
Просто правительство постоянно, исходя из каких-то своих установок, корректировало те или иные расходы.
А поскольку это самый дорогой компонент нашего комплекса и речь идет о многих миллионах евро, это имеет значение. Вторая часть устройства, магнитное ярмо, была изготовлена в Чехии и успела прибыть в Россию до пандемии. Эти сложнейшие устройства, работающие в вакууме, являются основными элементами комплекса. Мы делаем два типа магнитов — прямолинейные для кольца коллайдера и криволинейные для бустера ускорителя. Кроме нас такие магниты в мире больше никто не производит. Название ускорителя выбрали созвучно красивому имени греческой богини победы Ники.
Разработка проекта началась в 2006 году. Создание коллайдера проходит на базе ускорителя «Нуклотрон», представляющего собой сильнофокусирующий синхротрон. Он был сооружен в Дубне в течение 1987 — 1992 годов в том же здании, где расположен ускоритель прошлого поколения синхрофазотрон ОИЯИ. Векслера и А. Конструкторские разработки, испытания и монтаж элементов «Нуклотрона» целиком выполнены силами коллектива нашей лаборатории. Статья по теме: На Ленинградской АЭС-2 состоялся пуск ядерного реактора нового энергоблока В итоге этот комплекс будет состоять из нескольких зданий, самое большое из которых займет наземный коллайдер. Создаваемый в Дубне коллайдер — самый маленький в мире.
Его периметр составляет 503 метра, по форме он схож с беговыми дорожками на стадионе: два прямолинейных участка порядка ста метров каждый и две радиусные части.
Если в первом прогоне бозон Хиггса был выявлен с 12 фемтобарнами 1 обратный фемтобарн соответствует примерно 100 триллионам протонных столкновений , то в этом прогоне их будет уже 280, что должно совершить рывок науки к новым открытиям. Для этого установка LHC запущена с новыми более мощными пучками и большим количеством энергии. Операторы, следящие за установкой и ходом эксперимента, будут вести сбор данных. Коллайдер будет работать круглосуточно приблизительно около 4 лет с колоссальными затратами энергии. Ожидается, что этот третий прогон обеспечит больше столкновений, чем за оба предыдущих прогона вместе взятых, что должно расширить программу исследований физики LHC.
Будет более широко исследована природа бозона Хиггса с высокой долей точности, и в новых ракурсах.
Судьба вложенных Москвой денег пока под вопросом. Он был запущен в 2019 году.
В марте 2022-го Германия свои приборы отключила. На Байкале работает подводный нейтринный телескоп — уловитель нейтрино, летящих из космоса. В проекте участвовали научные центры и институты из России, Германии, Чехии, Словакии.
Таких гигантских подводных телескопов в мире всего три — байкальский, американский Ice Cube в Антарктиде и европейский в Средиземном море. В этом проекте для исследователей главное — сохранить обмен данными между тремя мировыми точками фиксации залетевших на землю нейтрино. Над проектами Объединённого института ядерных исследований в Дубне работали участники и партнеры из более чем 20 стран.
В 2022 году Украина, Чехия и Польша вышли или заморозили свое участие в проекте коллайдера. Зато присоединились или заявили о желании это сделать новые участники: Египет, Сербия, Мексика, Китай… Несмотря на все эти процессы, коллайдер скоро будет запущен, обещает директор Объединённого института ядерных исследований, академик РАН Григорий Трубников — гость нашего проекта « Инфощит ». Запуск коллайдера и первые столкновения тяжелых ядер в Дубне запланированы на конец 2024 года.
Григорий Трубников: «Успели привезти до санкций , не успели, будет сейчас сложно, не будет, — вопрос не стоит, проект мы практически запустили. Мы точно прошли точку невозврата. И даже те системы, которые зависли у зарубежных поставщиков в силу санкционных ограничений, — мы большинство из этих технологий сделаем в России и в дружественных странах.
Новосибирские физики проектируют уникальный коллайдер
В понедельник утром ЦЕРН остановил работу Большого адронного коллайдера на традиционные зимние каникулы, которые продлятся до марта 2023 года, свидетельствуют данные из онлайн-монитора состояния коллайдера. Большой адронный коллайдер создан Европейской организацией ядерных исследований при участии физиков из многих стран, в том числе из России. Российские ученые из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) продолжают в рамках коллаборации ATLAS поиск новой физики и изучение свойств бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере (БАК). Первой точкой маршрута заявлен российский коллайдер НИКА (NICA) в Дубне. 5 июля 2022 года в 16.00 ЦЕРН будет запускать Большой Адронный Коллайдер (БАК) БАК не включали 10 лет, в последний раз когда его включили начали появляться черные дыры.
Адронный коллайдер в Протвино
Так вот пар — это аналог кварк-глюонной плазмы, а вода — привычная нам материя. Но оказалось, что сам переход от воды до пара изучать не менее интересно, чем кварк-глюонную плазму. С помощью установки NICA можно лучше понять природу возникновения и существования нейтронных звезд. И данная установка поможет раскрыть тайны в описании теории Большого взрыва.
Часть пучков можно будет вывести в коллайдер, где они будут крутиться и сталкиваться друг с другом.
БАК работает на одних энергиях, наш на других — более низких. Ещё один пример: если вы плеснёте кружку воды на раскалённые камни, то увидите воду и пар, больше ничего. А если вы потихоньку нагреваете воду в кастрюльке на плите, то заметите образование пузырьков, их схлопывание, кипение и так далее. То есть вы видите переходные процессы. Для этого не нужна огромная энергия, а скорее наоборот. Вот и нашу "Нику" можно сравнить с кастрюлькой на плите, а БАК — с раскалёнными камнями. Какая от него польза?
Главная задача, которая стоит сейчас перед NIСA, — изучение структуры Вселенной примерно на десятой микросекунде после Большого взрыва, произошедшего около 13 миллиардов лет назад. Но это не единственное предназначение отечественного коллайдера. Вакуум, который недостижим на расстоянии ближайшей тысячи километров от Земли. Получить его на нашей планете можно только в специальных условиях, с NICA же мы создаём вселенную в лаборатории. Это неизученная часть физики, поэтому всем интересно, что же там будет происходить. Пригодится коллайдер для изучения и освоения космоса, в медицине, при создании принципиально новых материалов и технологий и даже для утилизации радиоактивных отходов. В рамках подготовки полёта на Марс в нашей лаборатории проходят эксперименты, которые помогут понять влияние радиации на человека. Также у нас есть проект "Энергия трансплантации", где мы изучаем на пучках наших ускорителей процессы, которые потом позволят перерабатывать ядерные отходы в невредные и параллельно получать из них энергию.
Всё это уже помогает изучать само строительство коллайдера, — продолжает учёный. Коллайдер — это путь в неизведанное? Практически всё, что изучается, заранее предсказывается теоретически. Если вы загуглите, зайдёте на сайт проекта NICA, то там уже всё есть, даже диаграммы нарисованы.
Но это не единственное предназначение отечественного коллайдера. Вакуум, который недостижим на расстоянии ближайшей тысячи километров от Земли. Получить его на нашей планете можно только в специальных условиях, с NICA же мы создаём вселенную в лаборатории. Это неизученная часть физики, поэтому всем интересно, что же там будет происходить. Пригодится коллайдер для изучения и освоения космоса, в медицине, при создании принципиально новых материалов и технологий и даже для утилизации радиоактивных отходов. В рамках подготовки полёта на Марс в нашей лаборатории проходят эксперименты, которые помогут понять влияние радиации на человека. Также у нас есть проект "Энергия трансплантации", где мы изучаем на пучках наших ускорителей процессы, которые потом позволят перерабатывать ядерные отходы в невредные и параллельно получать из них энергию. Всё это уже помогает изучать само строительство коллайдера, — продолжает учёный. Коллайдер — это путь в неизведанное? Практически всё, что изучается, заранее предсказывается теоретически. Если вы загуглите, зайдёте на сайт проекта NICA, то там уже всё есть, даже диаграммы нарисованы. Непосвящённый человек подумает: зачем строить такую дорогостоящую штуку, вот уже всё написано, подсчитано и даже на картинках нарисовано. Ну а кто сказал, что это действительно верно?! Поэтому нужно всё проверить опытным путём, — говорит Николай Топилин. Кстати, учёные уже давно рассчитали, что было в первые секунды Большого взрыва. Если сравнивать, то это как каша. На первых секундах точнее — десять в минус шестой секунды эта каша состояла из протонов и нейтронов. Насколько горячо? Нарисуйте 10 и ещё 13 нулей добавьте.
Параллельно разрабатываются ещё четыре проекта перспективных коллайдеров, три из которых относятся к линейным. Он будет меньше всего вырабатывать CO2 в пересчёте на каждый полученный на нём бозон Хиггса. Утверждение плана строительства FCC ожидается в 2025 году. Строительство тоннеля под кольцо коллайдера начнётся в 2033 году. Электрон-позитронный коллайдер начнёт работать в 2048 году. Ещё 20 лет спустя по кольцу FCC запустят более тяжёлые частицы — протоны, что ещё сильнее повысит энергию столкновений. На создание предложений ушло свыше трёх лет, в течение которых собирались и анализировались предложения американских физиков. От выбора руководства США будет зависеть, вернёт ли американская наука себе место лидера или продолжит отставать. Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3. Предыдущий план был представлен в 2014 году и срок его исполнения истекает. Не секрет, что после запуска Большого адронного коллайдера на территории Швейцарии и Франции центр изучения физики элементарных частиц сместился в Европу. В США собирались строить свой коллайдер, но в 1993 году Конгресс не дал на это денег. США снова вернёт себе мировое лидерство в этой сфере, если создаст на своей территории «коллайдер мечты» — ускоритель на мюонах. Мюоны в современном представлении физиков — это неделимые частицы в отличие от протонов , которые сталкивают на БАК , поэтому при столкновении мюонов будет выделяться больше энергии и, как следствие, можно будет изучать более тяжёлые частицы и искать следы тёмной материи. В то же время следует понимать, что в течение следующих десяти лет такой проект физически неосуществим. Если по нему будет принято решение, то эти годы уйдут на проектирование и доказательство осуществимости проекта. Впрочем, рабочий проект такого масштаба — это рывок вперёд как по науке, так и по технологиям. Фактически это будет следование за инфляцией, но угрозы смелым проектам такое финансирование нести не будет, что позволит физикам в США оставаться впереди учёных в других странах. Эти средства помогут продолжить уже реализуемые проекты, например, такие как обсерватория им. Тем самым урон может быть нанесён даже мировой фундаментальной физике, которая включает работы американских учёных. БАК близок к исчерпыванию своих возможностей. После открытия бозона Хиггса там не осталось пространства для резкого движения вперёд. Для прорывных открытий нужно что-то новое и определённый объём старого, а именно денег. Но результат того стоит, добавил он: «Физика элементарных частиц привела к революциям в медицинских приложениях, материаловедении и даже к созданию iPhone и Всемирной паутины». Все фундаментальные частицы были найдены экспериментально, а их характеристики были измерены и согласованы с теорией. Впрочем, остаются небольшие расхождения между теорией и практикой, что заставляет продолжать эксперименты, и особенно это касается такой «молодой» частицы, как бозон Хиггса. Следует сказать, что в данных БАК учёные ещё не встречали распада бозона Хиггса на Z-бозон и фотон, что косвенно подтверждает редкость такого явления. Учёные подтвердили, что бозон Хиггса действительно может распадаться на Z-бозон и фотон. Дальнейшие наблюдения за подобным каналом распада или подтвердит физику в рамках Стандартной модели, или заставит усомниться в её завершённости. Новые наблюдения за бозоном Хиггса будут проводиться на модернизированном БАК, возможности которого улучшались поэтапно и теперь достигли максимального значения — в прошлом году энергию столкновений подняли до 13,6 ТэВ. В ближайшие годы статистика по распаду бозона Хиггса на Z-бозон и фотон будет набираться и даст чёткий ответ на вопрос: понимаем ли мы устройство нашего мира, или нет? Всё-таки их можно улавливать и учёные это делают с 1956 года. Однако в коллайдерах нейтрино ещё не получали, пока в 2022 году на БАК не поставили серию экспериментов, уверенно доказавших детектирование нейтрино, полученных искусственным путём.
Самарские ученые смоделируют международный эксперимент на первом российском адронном коллайдере
Временный сотрудник ЦЕРН Иван Поляков сообщил, что в настоящий момент отсутствует понимание, как именно будет действовать решение об отказе от сотрудничества. Но, в моём понимании, это вопрос ещё не разрешённый, и неясно, как оно в итоге будет», — пояснил Поляков. Он добавляет, что большинство специалистов не смогут продолжить реальную научную работу в сфере своих интересов и компетенций, поскольку в превалирующем числе направлений нет возможности заниматься сравнимыми по уровню исследованиями вне ЦЕРН. ЦЕРН заявляет, что наряду с развитием науки и технологий одной из его основополагающих миссий является укрепление международных связей и способствование дипломатии. На мой взгляд, решением о прекращении сотрудничества с Россией ЦЕРН подписывается в том, что эта часть миссии провалена», — поделился Поляков. По его словам, многие российские исследователи поддерживали работу оборудования.
У нас их тогда не делали, но со временем смогли решить эту проблему. В городе Усть-Каменогорске сейчас он уже в Казахстане на металлургическом заводе построили специальные линии, которые делали сам проводник, проволочки, которые скручивались в жгуты сверхпроводящего кабеля. Сборку этих магнитов наладили у нас в опытно-производственном институте. Общее число магнитных дипольных блоков в каждом кольце должно было составить порядка 2,5 тыс.
Первое кольцо с обычными «тёплыми» магнитами должно было принять пучок протонов через инжекционный канал из действующего ускорителя У-70 и поднять его энергию до промежуточного значения в 400—600 ГэВ. А далее второе кольцо с помощью сверхпроводящих магнитов должно было доводить её до конечной величины в 3000 ГэВ. С такой энергией значительно увеличился бы эффект взаимодействия частиц, ещё более интересная физика открылась бы. Ещё одно такое же сверхпроводящее кольцо ускоряло бы протоны во встречном направлении, что обеспечивало бы энергию соударений 6000 ГэВ и оправдывало бы термин «русский коллайдер». Законы физики, открытые много лет назад Фарадеем и Максвеллом, работают при любых энергиях. В общем, открывавшиеся перспективы тогда очаровывали наших физиков, и работы в конце 1980-х у нас развернулись полным ходом. Для ускорения проходки тоннеля закупили два канадских проходческих комбайна фирмы LOVAT, которые одновременно не только бурили тоннели диаметром 5,5 м это как одноколейная линия метро , но и сразу оставляли за собой бетонную облицовку с металлической обшивкой изнутри. Строительство кольца проходило на глубине от 20 до 60 м и почти не затрагивало территорию, находившуюся на поверхности земли, поскольку было сделано два десятка вертикальных шахт для обеспечения проходки. Но в то время обстановка в стране после событий 1991 года была непростая.
Не только экономическая, но и политическая. Бюджет страны попал в руки парламентариев, они задавали тон при определении расходных статей. Там и у нас были лоббисты, которые поддерживали фундаментальную науку, считавшие, что с проектом УНК нужно продвигаться, бороться за пальму первенства. Были и противники затрат на фундаментальную науку, хотя в процентном отношении ко всему бюджету они и так хронически отставали от аналогичных затрат в развитых странах. Американцы тем временем приступили к осуществлению своего самого амбициозного суперпроекта SSC — протонного коллайдера в тоннеле длиной 87 км, то есть более чем втрое переплюнуть тот же европейский проект LHC. Прошли около 5 км в штате Техас, затраты стали уже исчисляться в миллиардах долларов, но в 1994 году проект был закрыт. Мы остались один на один со своим УНК, на который в 1990-х годах средств едва хватало, чтобы закончить проходку тоннеля и выплачивать зарплату строителям. Я как раз присутствовал на торжественной сбойке тоннеля, когда перемычка встречных проходок была пробита. Геодезисты и прочие специалисты не ошиблись, кольцо идеально замкнулось, можно было приступать к работам уже в самом тоннеле.
Но средств на это хронически не хватало, даже утверждённые бюджетом цифры не выполнялись, так что перспективы становились всё более туманными. Тем более у проекта УНК были и серьёзные противники — например, антагонистом был известный академик Евгений Велихов, руководитель Курчатовского института. Может быть, во времена самого Игоря Васильевича Курчатова и «атомного проекта» это так и было. Кстати, именно он в 50-х годах настоял на необходимости строительства самого мощного в мире протонного ускорителя, а сам проект У-70 был подготовлен в Институте теоретической и экспериментальной физики ИТЭФ. Возвращаясь к УНК... А бюджет-то один... Дошло даже до того, что Велихов в интервью «Российской газете» в начале 1999 года заявил, имея в виду УНК, следующее: «Ещё 15 лет назад стало ясно, что Серпуховский ускоритель мы никогда не построим, тем не менее постоянно вбухивали туда огромные средства, отрывая их от действительно необходимых перспективных работ». И вот, к сожалению, он оказался прав в части прекращения работ по проекту УНК, поскольку именно в постдефолтном 1999 году в конце концов пришло общее понимание о необходимости закрытия проекта и консервации тоннеля. Хотя многие сожалеют — даже при тощем финансировании за несколько лет мы вполне могли хотя бы «тёплые» магниты поставить в этом тоннеле и поднять энергию У-70 почти в десять раз — с 70 до 600 ГэВ.
Почти все необходимые магниты были уже изготовлены и к концу 1990-х годов завезены в институт. Только парочку диполей пробным образом установили в тоннеле на штатном месте. Но дело в том, что за прошедшие годы оказалась серьёзно разрушена и другая инфраструктура объекта — дороги, шахтные стволы, которые служат для связи с поверхностью, и всё прочее. Так что суммарные затраты уже будут совсем другими, это миллиарды рублей.
Для этого установка LHC запущена с новыми более мощными пучками и большим количеством энергии. Операторы, следящие за установкой и ходом эксперимента, будут вести сбор данных. Коллайдер будет работать круглосуточно приблизительно около 4 лет с колоссальными затратами энергии.
Ожидается, что этот третий прогон обеспечит больше столкновений, чем за оба предыдущих прогона вместе взятых, что должно расширить программу исследований физики LHC. Будет более широко исследована природа бозона Хиггса с высокой долей точности, и в новых ракурсах. В частности, ученые будут обследовать материю при экстремальных режимах температур, а также постараются выявить претендентов на «темную материю».
А спустя 2 года в Протвино запустили крупнейший на тот момент ускоритель частиц — протонный синхротрон У-70. Учёные, проживавшие в закрытом населенном пункте, вели на действующем синхротроне дальнейшие разработки. По их задумке У-70 впоследствии стал бы частью будущего крупного советского коллайдера. К слову, тот ускоритель действует поныне, являясь высокоэнергетичным объектом.
На заре восьмидесятых, когда правительство дало отмашку на реализацию проекта ускорителя, в мире отсутствовали аналоги. Мощность американского коллайдера Тэватрона, как и самого передового швейцарского суперпроекта, значительно уступала детищу советских ученых. Проектом нового, самого мощного в мире протонного ускорителя руководил академик-физик Анатолий Логунов — научный наставник Института физики высоких энергий. Из теоретического обоснования УНК следовало, что давно функционирующий У-70 будет использован, как первая разгонная ступень. Проектом предполагалась и вторая. Если на первом этапе пучок протонов из У-70 с энергией 70 ГэВ поднимался до 400—600 ГэВ, то на втором кольце протонная энергия доводилась уже до максимальных величин. Обе ступени УНК планировалось разместить в общем кольцевом тоннеле, размеры которого по плану превосходили бы кольцевую линию метро Москвы.
Из общего с метрополитеном еще и то, что строительство подземных тоннелей вели столичные метростроевцы и специалисты из Алма-Аты. Трудности строительства и что успели сделать Наземная стройплощадка. Объект возводился горным способом с использованием 26 вертикальных шахт. Первые годы строительные работы велись в размеренном режиме, и тоннель продвинулся всего на полтора километра. Проблема заключалась не только в масштабах финансирования и сложности всего мероприятия.