Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

В Новосибирске планируют построить мюмютрон — маленький коллайдер, а потом масштабную установку для изучения фундаментальных свойств материи, «Супер чарм-тау фабрику», и наблюдать эффекты Новой физики — принципиально новые феномены, которые никак не проявляются в доступном нам мире. Об этом проекте и его текущем состоянии — в материале РИА Новости.

У теоретиков накопилось достаточно вопросов к Стандартной модели, которая описывает Вселенную на фундаментальном уровне. Ответов пока нет. Хотя главная физическая теория прекрасно подтверждается экспериментами на всех имеющихся в распоряжении физиков установках.

«Обнаружение бозона Хиггса, предсказанного еще в середине прошлого века, показало, что природа устроена просто и красиво. Выйти за пределы Стандартной модели не получается. Большой адронный коллайдер поднял энергию до своих максимальных возможностей, а проявлений Новой физики все нет», — говорит РИА Новости академик Павел Логачев, директор Института ядерной физики (ИЯФ) Сибирского отделения РАН в Новосибирске.

Ученых беспокоит, почему суперсимметрия — физическая гипотеза, предполагающая существование суперпартнеров у всех известных элементарных частиц, никак не наблюдается даже на БАК. Другой вопрос касается тайны происхождения электронов и кварков. Дело в том, что существует три поколения этих частиц с массами, различающимися на несколько порядков. К примеру, в состав протонов и нейтронов входят только два кварка первого поколения. Зачем природа создала еще четыре кварка? Чем объясняются их свойства?

Аналогичная ситуация с электроном — легкой частицей в составе атомов. Ее «кузен» в третьем поколении — тау-лептон — почти в четыре тысячи раз тяжелее. Ученых интересует, может ли он превратиться в электрон напрямую, без участия тау-нейтрино — самого тяжелого типа нейтрино. Зачем вообще утраивать поколения элементарных частиц?

«Таких вопросов к Стандартной модели очень много», — констатирует академик Логачев.

Ученым хочется, чтобы была одна, простая и красивая теория, которая объяснит все и даже больше — сможет предсказывать, что там, в недоступных нам областях космоса, занятых темными материей и энергией.

«Сейчас ситуация напоминает конец XIX — начало XX века, когда были созданы квантовая механика, теория относительности, релятивистская теория гравитации, изучена структура атомов и атомных ядер. Поэтому, надеюсь, выход в Новую физику состоится очень скоро. И кто первый это сделает, кто окажется на гребне событий, тот снимет все сливки», — рассуждает директор.

В дальнейшем стенд можно использовать для изучения мюона — нестабильной элементарной частицы, которую регистрируют в космических лучах. Попробуют также получить димюоний — экзотический атом, состоящий из отрицательного и положительного мюонов. Отсюда и название коллайдера.

«Димюоний в двести раз меньше позитрония — системы из электрона и позитрона. Большое количество димюония — еще одна возможность для поиска эффектов Новой физики. Димюоний предсказан теоретически, но никто в мире его еще не получал экспериментально», — продолжает директор ИЯФ.

Проект, который ждут

«Супер чарм-тау фабрика» заполнит пустующую в мире нишу установок среднего уровня энергий и высокой производительности. Проект горячо поддерживает международное сообщество: его реализация позволит проверить и уточнить данные, полученные в других экспериментах.

На БАК тоже можно изучать c-кварки. Однако там происходит очень много других событий, поскольку энергия гораздо выше. Чарм-кварками эффективнее заниматься при более низких энергиях, на которые и ориентированы новосибирцы.

В японской лаборатории КЕК кварки изучают на «Супер b-фабрике» с очень высокой светимостью. Но понизить энергию ускорителей, чтобы наблюдать прямое рождение очарованных кварков, на этой установке нельзя, поскольку все оптимизировано для других экспериментов.

Сегодня один из самых успешных в этой области — электрон-позитронный коллайдер BEPC II в лаборатории IHEP в Китае. Однако у него маленькая производительность. Использовать там идею Раймонди невозможно: он высказал ее в 2006 году, когда китайцы уже строили свою чарм-фабрику. Так что проект в Новосибирске уникален не только собственным колоссальным потенциалом, но и тем, что дает возможность проверить результаты других установок. Особенно это касается Новой физики. Здесь без дублирования не обойтись: если в одном эксперименте зафиксирован необычный эффект, его необходимо повторить в другом, независимом эксперименте.

Ускорительная техника — область, где российская наука находится на мировом уровне. Иначе у наших физиков не было бы компетенций для разработки ИССИ-4. Развитие ускорительной техники подтягивает за собой и другие отрасли промышленности, а также служит коммерциализации технологий.

«Без коллайдеров не было бы первого в мире ускорительного источника для бор-нейтронозахватной терапии рака. И пока мы сохраняем лидерство. Мы делаем малодозные рентгеновские установки для систем безопасности в аэропортах. Они обеспечивают абсолютную надежность досмотра при эквивалентной дозе, получаемой пассажиром всего за пять минут полета. С «Супер чарм-тау фабрикой» мы сможем снизить и эту дозу. Если бы мы не занимались коллайдерами, то не сделали бы для нашей оборонной отрасли пушки для электронно-лучевой сварки. Раньше их производила Украина, а теперь мы. Коммерческий выход от проекта намного превысит затраты на него», — заключает академик Логачев.

Источник: ria.ru