Пошив антиматерии, как в лучших домах Европы

Собственный коллайдер: уникальные опыты
Современный ускоритель (по общепринятой ныне терминологии — коллайдер) внешне напоминает гигантский полый электромагнитный бублик, опоясанный для удержания и охлаждения плазмы мощными электромагнитами и другими приборами и устройствами. Если частицы материи, те же протоны и электроны, разогнать в коллайдере до скорости близкой к скорости света, да ещё суметь разъединить их и направить навстречу друг другу тончайшими пучками, то от ударов друг о друга частицы разрушаются и на мгновение произойдет кратковременное возникновение новых частиц. Мощная установка ВЭПП-2000 настроена на изучение возникающих антипротонов и антинейтронов, которые на мгновение предстают перед учёными как факт существования антиматерии.

Антипротоны и антинейтроны научились получать много раньше, но то были именно единичные эксперименты, а новая установка позволила добиться в относительно короткие сроки более тысячи событий, то есть фактов возникновения антивещества. Теперь, разумеется, эту новую антиматерию изучать будет намного легче — возможности расширяются, количество перерастает в качество.

Счастливый день
По словам Юрия Шатунова, заведующего научно-исследовательской лабораторией ИЯФа, руководителя работ, ВЭПП-2000 — ускоритель, задуманный ещё в 2000 году. Его разработка, изготовление и монтаж были полностью проведены силами самого института, для которого новый коллайдер пришел на смену легендарному ВЭПП-2М. Тот предшественник установил абсолютный мировой рекорд продолжительности работы — 26 лет. За это время с помощью данных, полученных на нем, была неоднократно переписана таблица свойств элементарных частиц.

Едва российской науке стало чуть легче дышать, стали сами зарабатывать деньги. Кстати, на тех же заказах из Европейского центра ядерных исследований для Большого андронного коллайдера(БАК). Сегодняшний ВЭПП-2000 — один из двух действующих в ИЯФе электрон-позитронных коллайдеров. Помимо рождения античастиц, новый ускоритель позволяет определять параметры фундаментальных физических взаимодействий того, из чего и состоит материя в целом.

Подобные работы — основа основ изучения материального мира вообще. И, собственно, научный поиск физиков — вещь малопредсказуемая и для нас, широкой публики, малопонятная. Да что там о нас с вами говорить, если даже сами учёные различной специализации не всегда понимают друг друга. Но при кажущейся отвлеченности такой научной отрасли, как физика элементарных частиц, именно эти, высочайшего научного и технологического класса, работы дают рождение самым что ни на есть прикладным разработкам современности. Так, при решении задач фундаментальной науки попутно решаются передовые вопросы материаловедения — ведь далеко не каждый из существующих материалов выдержит выпадение наделенных огромной энергией частиц на стенки камеры, и приходится разрабатывать новые сплавы и композиты.

Для жизни на земле
Попутно идет решение ключевых вопросов технического, технологического и инженерного развития. Шутка ли, одно из направлений экспериментальных исследований в стенах ИЯФа — удержание плазмы в системе сверхмощных магнитов. Решение подобных экстраординарных задач имеет и свои, скажем так, уже будничные примеры: создание теперь уже широко используемых промышленных ускорителей, антитеррористической техники, просвечивающей в аэропорту пассажиро- и грузопоток, малодозных рентгеновских аппаратов и даже участие в создании лекарственных препаратов и противоопухолевых устройств — всё это даёт ядерная физика сегодня.

— Если говорить об общеевропейском Большом адронном коллайдере, то акцент там сделан на изучении взаимодействий внутри частиц, дроблении протонов на составляющие, — говорит Сергей Середняков, заведующий научно-исследовательской лабораторией ИЯФа, доктор физико-математических наук, профессор, руководитель эксперимента с детектором СНД на коллайдере ВЭПП-2000. — Наши исследования в значительной мере направлены на изучение взаимодействия более крупных структур — самих частиц, и по этому направлению наш институт дает беспрецедентные показатели, которые по точности и полноте превосходят мировые. Если очень условно сравнить с живой материей, то мы имеем дело с «органами», а на БАКе проводятся эксперименты внутри «клетки». Но по физической сути обе установки — электромагнитные «бублики», однако один вполне вписывается в стены нашего института, а другой — многокилометровый гигант. Но каждый решает свои задачи на кропотливом и многотрудном пути постижения глубины материального мира.

ФАКТ
В здании Института ядерной физики СО РАН проводились съёмки нескольких сцен известного фильма про физиков-ядерщиков «Девять дней одного года», в частности, был показан знаменитый «круглый стол» института, где и по сей день собираются для мозгового штурма ученые