Новосибирские физики проектируют уникальный коллайдер 

 

После того как Совет ЦЕРНа (Европейского центра ядерных исследований) принял решение прекратить сотрудничество с российскими учеными с ноября 2024 года, нужно разработать и принять госпрограмму развития фундаментальной физики элементарных частиц. Так считают ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. Напомним, что речь идет о прекращении доступа в ЦЕРН около 500 российских ученых.

- Это общее число зарегистрированных в базе данных ЦЕРНа. Одновременно столько там никогда не было, все ездили в командировки. Из ИЯФа - человек 40, кто на один месяц в год, кто на два-три, - поясняет доктор физико-математических наук Юрий Тихонов.

- Наши сотрудники всегда соблюдали баланс, чтобы работы там не мешали, а помогали работам здесь. Так что никакой трагедии для нас нет. Мы решили дверью не хлопать: передаем дела, пишем инструкции по своей зоне ответственности. И без работы те, кого не будут пускать в Швейцарию, в Сибири не останутся..

 

   - "Например, у нас накопился огромный объем данных для анализа в   экспериментах на ВЭПП-2000, - отмечает замдиректора ИЯФа Иван   Логашенко.   

    Но если для российских ученых закроют двери в западные центры   физики высоких энергий, не начнет ли наша наука отставать от мирового   уровня? А без этого невозможно развитие самых передовых технологий.   Значит, нам нужна государственная программа по физике элементарных   частиц.

   - Пример такой прорывной программы в России уже есть - это ФНТП    развития нейтронных и синхротронных исследований под   руководством головной организации НИЦ "Курчатовский институт", -   говорит директор ИЯФ СО РАН Павел Логачев. - В её рамках    реализуется проект "СКИФ" - источника синхротронного излучения поколения 4+(см.). Он позволит решить задачи химии, биохимии, материаловедения. Фундаментальные исследования в физике высоких энергий сразу дают отдачу - мы получаем не только новые знания, но одновременно и мощный инструмент для исследований в других сферах науки.

Новосибирские физики уже проектируют новый электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-6. Чтобы построить его быстрее и дешевле, предполагается использовать имеющуюся инфраструктуру ВЭПП-3 и ВЭПП-4 (см.). Стоимость работ оценивается примерно в 20 миллиардов рублей - вдвое меньше, чем на "СКИФе". Проект будет готов через три года, когда ВЭПП-4 исчерпает свой ресурс.

 

По словам замдиректора ИЯФ СО РАН Евгения Левичева, энергия пучка будет в диапазоне 1-2,2 ГэВ, а светимость на порядок лучше, чем в существующих коллайдерах. Вообще сейчас в мире нет коллайдеров, работающих в этом диапазоне энергий и дающих такую высокую светимость (количество рождений элементарных частиц при столкновении пучков электронов и позитронов). Новый коллайдер может закрыть потребности физиков в этой области энергий примерно на 20 лет.

Такой диапазон позволит проводить исследования в области сильных взаимодействий легких кварков. Например, открыть предсказанный теоретиками "глюоний" - частицу, состоящую только из глюонов. Вообще без кварков.

А также провести более точные измерения магнитного момента мюона. Физики называют его "аномальным", поскольку экспериментальные данные не согласуются с результатами, рассчитанными на основе Стандартной модели. И надеются отыскать в этом противоречии дорожку к Новой физике.

 

Как это было

По условиям договора поставленное Россией оборудование для Большого адронного коллайдера остается российской собственностью, но забрать его можно только после окончания его работы, которое запланировано на 2043 год. Одним из основных поставщиков был ИЯФ СО РАН. О том, как это было, вспоминает академик Александр Скринский, возглавлявший институт в 1977 - 2015 годах:

"В кризисные 90-е годы крупные научные проекты в стране были свернуты, и российские институты надеялись участвовать в создании американского Сверхпроводящего суперколлайдера, который начали строить в Техасе, и в последующих экспериментах. Но в Белом доме сменилась власть - демократ Билл Клинтон тут же свернул проект, начатый при президенте-республиканце. Десятки километров уже построенных тоннелей были засыпаны. Тогда я предложил схему участия нашего института в проекте по строительству Большого адронного коллайдера. Мы брались изготовить уникальное оборудование за 1/3 стоимости, заложенной в смету проекта. Такую же сумму нам выделяло правительство РФ. Выигрывали все: ЦЕРН экономил деньги, Россия становилась полноправным участником важнейшего научного проекта за 1/3 финансирования, а наш институт вел интересующие нас работы с последующим участием в экспериментах на коллайдере БАК. И все получилось. Мы поставили 5 тысяч тонн высокотехнологичного оборудования в ЦЕРН. Вслед за нами по такой же схеме стали работать в Дубне и Протвино".

 

Опубликовано: Алексей Хадаев (Новосибирск, «Российская газета»)  - 02.04.2024

ПОРВАЛАСЬ ЦЕРН СВЯЗУЮЩАЯ НИТЬ

Павел Логачев: "Мы имеем все ускорительные технологии благодаря работе на БАК"

Директор Института ядерной физики СО РАН рассказал о последствиях недопуска россиян к работе в ЦЕРНе

 

Около 500 российских ядерщиков прекратят в конце ноября сотрудничество с Европейским центром ядерных исследований — ЦЕРН (CERN). Крупнейшая по размерам лаборатория физики высоких энергий закрывает двери перед нашими специалистами после десятков лет плодотворной работы и большого вклада наших физиков в дело изучения материи из-за спецоперации на Украине. О том, чем помогли наши ученые мировой науке, чем обернется для них вводимое по политическим мотивам эмбарго на работу с россиянами, мы поговорили с директором Института ядерной физики СО РАН, сотрудники которого непосредственно работали с ЦЕРНе.

Европейский центр ядерных исследований был основан в 1954 году. Поскольку стоимость экспериментов в области физики высоких энергий высока, страны-участницы, наблюдатели ЦЕРН вносили ежегодно на создание и развитие Центра деньги, участвовали в разработках, поставляли своих специалистов. 

/схема не из «МК»/

Из России в главном проекте ЦЕРН Большом адронном коллайдере (БАК) приняли участие около 700 лучших физиков-ядерщиков, инженеров и других специалистов из 12 ведущих НИИ. Россия, несмотря на то, что никогда не считалась участником ЦЕРН (ей до последнего времени отводилась роль наблюдателя), финансировала сооружение всех четырех детекторов БАКа и самого ускорителя. 

 О том, что ЦЕРН прекращает с этого года сотрудничество с сотнями специалистов из России, наши ученые знали еще с сентября прошлого года. Поводом для новой волны обсуждения данного вопроса послужило недавнее выступление официального представителя организации Арно Марсолье в западной прессе. Марсолье напомнил также, что ЦЕРН больше не получает никакого финансирования от России.

 

– Для нас это, конечно, не новость, – говорит директор ИЯФ им. Будкера СО РАН академик РАН Павел Логачев. – Мы давно занимаемся передачей дел, европейцы ищут людей, которые заменят наших специалистов. Конечно, таких высококлассных, как наши, им не найти... Значит,  какое-то время будет небольшой провал, пока они не вникнут в курс дела.

 

– Расскажите, что именно привнесли наши ученые в создание БАКа?

– То, что Россия внесла большой важный вклад, — это определенно. Руководство ЦЕРНа, все наши коллеги европейские это всегда подчеркивали. Судите сами, только один наш ИЯФ сделал для БАКа больше оборудования, чем любая другая отдельно взятая организация в мире!

 

– Что именно?

– С начала 2000-х годов мы отправили туда оборудования, общая стоимость которого тянула на 200 миллионов швейцарских франков. Это были тысячи тонн магнитов и вакуумных камер. Наш институт отвечал за линии передачи пучков частиц от бустерного синхротрона в основной коллайдер. В итоге включили его, и с первого же раза пучок успешно пролетел, даже настраивать особо ничего не пришлось. Вторая работа касалась сверхпроводящих элементов для БАКа, так называемых токопроводящих шин. Мы сделали их для всего 27-километрового кольца ускорителя. 

 

– Сколько ваших сотрудников там работало?

– Больше сотни. Но нет ни одного человека, который работал бы там постоянно, как, к примеру, делали специалисты из других научных организаций. Мы один из немногих институтов, который все высокотехнологичное оборудование делал у себя, а  туда привозил готовые продукты. Делали мы это специально, чтобы сохранить институт и оставить у себя технологии. В итоге сейчас мы можем сделать СКИФ (Сибирский кольцевой источник фотонов - авт.), СИЛА (проект источника синхротронно-лазерного излучения в Протвино — авт.). Мы имеем все ускорительные технологии благодаря работе с ЦЕРНом. Я не буду вдаваться в подробности, какие оборонные технологии благодаря той работе мы сделали в ИЯФе. Над ними  работали все авторы, которые участвовали в открытии знаменитого бозона Хиггса.

 

– Вот вы говорите, что все сотрудники ваши возвращались, неужели не было тех, кто остался, принял там другое гражданство?

– Такие есть всегда, но их не так много. Вы знаете, почти все физики из ИЯФа проходили, как минимум полугодовую стажировку в зарубежных институтах, но большинство возвращались со словами: «В ИЯФе – лучше!». 

 

– Чем же?

– У нас совершенно другая атмосфера: свободная, творческая, человеческая.

 

– Как? В «свободной Европе» нашим не хватило свободы?!

– Там руководят по принципу: «я начальник, ты – дурак». А все потому, что последние 20 лет наукой «рулят» менеджеры, как у нас сейчас, к делу и профессии имеющие слабое отношение. К тому же, если ты не коренной американец, тебе ходу там не дадут — используют и при первой же возможности выкинут. Ребята наши это понимают и не рвутся туда особо.

 

– Напомните, пожалуйста, что еще, кроме открытия бозона Хиггса, открыли ученые на Большом адронном коллайдере?

– Есть гораздо больший вклад, чем бозон Хиггса. Наша совместная работа на БАКе привела к осознанию того, что в его диапазоне энергий не подтверждается гипотеза о рождении так называемых суперсимметричных частиц. Эта теория, если бы она была доказана на БАКе, должна была расширить Стандартную модель (теорию, описывающую фундаментальные частицы, из которых состоит материя, – авт.), разрешить её основные внутренние противоречия. Однако оказалось, что никаких суперсимметричных частиц в коллайдере не возникает, значит, наши подходы к расширению Стандартной модели – неправильные, значит, природа устроена по-другому.

 

– А как же темная материя, которой отводили роль в тех сложных двойных частицах?

– Теория о темной материи не подтвердилась. Все оказались сейчас в подвешенном состоянии. И этот отрицательный результат – тоже результат. Он позволит сейчас тысячам физиков и математиков переключиться с той парадигмы на новую, уйти из тупика. Искать и находить новые направления исследований российским ученым придется с дружественными странами.

 

Справка «МК». БАК – это 27 километровый кольцевой ускоритель заряженных частиц(2 канала ускоряют во встречных направлениях).

 

Опубликовано: Наталья Веденеева, «МК» - 21.03.2024

«СКИФ» на финишной прямой

 

     В конце 2024 г. ученые планируют запустить Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»), строящийся под Новосибирском. Западные санкции внесли свои коррективы, но не помешали реализации одного из самых громких проектов отечественной науки. Физикам уже удалось импортозаместить мощные высокочастотные усилители (клистроны), которые раньше можно было купить только в трех странах мира.

   

  О ходе строительства ЦКП «СКИФ» сегодня на пресс-конференции в Новосибирске рассказали директор ИЯФ СО РАН академик П.В. Логачев, заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе, директор ЦКП «СКИФ» член-корреспондент РАН Е.Б. Левичев и директор Института катализа им. Г.К. Борескова академик В.И. Бухтияров.

 

     Физики ИЯФ СО РАН сообщили журналистам, что для ускорения пучка электронов в линейном ускорителе СКИФ до 200 МэВ необходимы мощные высокочастотные усилители клистроны с выходной мощностью более 50 МВт, создающие в структуре линейного ускорителя ускоряющее поле. Клистроны с необходимыми для СКИФа параметрами производятся только во Франции, США и в Японии, где ранее и планировалось приобрести их. Японская компания, следуя антироссийской политике санкционной блокады, отказала в поставке СВЧ-усилителей, разорвав подписанный контракт, и ИЯФ при поддержке РНФ и НИЦ «Курчатовский институт» начал разработку отечественного клистрона.

     В мае 2023 г. в ИЯФ СО РАН на созданном прототипе клистрона достигнута проектная мощность 50 МВт и другие параметры, гарантирующие работу линейного ускорителя «СКИФ». Клистрон работает надежно, и производство ИЯФ приступило к изготовлению первых серийных приборов, подчеркнули ученые.

    - «Это был последний недостающий элемент технологии, который обеспечил нам полную импортонезависимость в создании этих установок», ― прокомментировал директор ИЯФ СО РАН академик П.В. Логачев. 

 

   

ЦКП «СКИФ» ― источник синхротронного излучения поколения 4+ с энергией 3 ГэВ, проект класса «мегасайенс». Уникальные характеристики нового синхротрона позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей — химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках. Также «СКИФ» поможет решить актуальные задачи инновационных и промышленных предприятий.

Источник справки и фото: официальный сайт ЦКП «СКИФ»

 

По материалам: Ида Новикова, «Научная Россия»