Фізик: в колайдері можна натиснути кнопку і все зупинити
Наприкінці лютого БАК перестане "світитися"
Наприкінці лютого Великий адронний коллайдер зупинять на 20 місяців. За цей час БАК модернізують і переведуть на максимальну потужність - 14 ТеВ (сьогодні він працює на восьми).
Але "longshutdown" коллайдера не означає, що фізики відправляться на довгострокові канікули. Масштаби вже проведених експериментів вражають - вражає і обсяг інформації, отриманої в ході їх проведення. Саме аналізом цих результатів і займуться вчені, поки ВАК будуть реконструювати і оновлювати.
Про результати роботи найбільшого в світі прискорювача заряджених частинок у 2012 році, про успіхи в пошуку "частки Бога" - бозона Хіггса, про новий стан речовини, отриманому у ВАКу, а також про безпеку машини, що працює на "передньому фронті" фізичної науки в прес-центрі "Обозревателя" розповів завідувач відділом фізики високих густин енергії Інституту теоретичної фізики ім.Боголюбова НАН України, представник України в ЦЕРНі Геннадій Зинов'єв.
-Якими здобутками може похвалитися БАК за 2012 рік?
Геннадій Зінов'єв : Результати вражаючі. Насамперед, це історія з бозоном Хіггса. Ми всі говорили про те, що Хіггс був відкритий, але всі ми також попереджали про те, що не дуже ясно, чи є це стандартний Хіггс, чи є це Хіггс Стандартної моделі. І це питання вимагає серйозних роз'яснень, вимагає часу, накопичення статистики та більш детального аналізу даних.
Як ви знаєте, дві колаборації - CMSі ATLAS-спостерігали цю частку, але є невелика відмінність в масі цього стану. На перший погляд, це може здатися абсолютно порожнім моментом, який немає сенсу обговорювати, а може виявитися і зовсім не таким.
Незважаючи на те, що експеримент незвичайно складний і незвичайно точний, де вся оснастка і вся вимірювальна апаратура працює на межі сучасних технічних можливостей, проте, будь-яке вимірювання завжди має якусь помилку, якийсь розкид, і може виявитися, що це просто особливість вимірювань. Але може виявитися зовсім не так. Може виявитися, що насправді відкриті дві частинки, близькі за масою, а може бути, навіть ідентичні за масою. Ось тоді це буде відкриття ще більш приголомшуюче, ніж відкриття Хіггса.
Це питання змусило теоретиків дуже сильно напружуватися, з'явилося дуже багато всякого роду спекуляцій, пояснень. Напруга наростає, тому що це означає, що ми можемо опинитися на порозі відкриття нової фізики.
Другий момент полягає в тому, що були відкриті стану, яких ніхто не бачив. Це так звані b-кварки, які вимагають більш детального аналізу - укладаються вони в існуючу схему або не вкладаються.
Що стосується питань, пов'язаних з відкриттями колаборації LHCb, там теж виявлені деякі розпади, які свідчать про те, що, може бути, ми знаходимося на дорозі розуміння того, звідки береться частка і античастинка, чому в нашому світі існує тільки частка і немає античастинки.
І, звичайно, те, що мене найбільше хвилює і турбує - це проблеми, пов'язані з так званою кварк-глюонної плазмою. Тут теж було зроблено дуже багато робіт, деякі з цих робіт змушують серйозно задуматися і може бути навіть подумати про зміну парадигми ядерної фізики.
Наші ідеї про те, що кварк-глюонна плазма являє собою вільно рухомі об'єкти, здаються не зовсім підходящими. Ми думали, що це буде саме так, але те, що вдалося зареєструвати, насправді веде себе не як газ вільних частинок - кварків і глюонів, а як рідина, і це нагадує теорію Фермі-рідини. Це вкрай цікаво.
Були зроблені і інші роботи. Тому час зараз дуже цікаве.
-Який графік роботи Великого адронного коллайдера на найближчі місяці? Коли він закривається на реконструкцію?
Геннадій Зінов'єв : Як ви знаєте, коллайдер був спроектований на енергію 14 ТеВ, але те, що ми мали досі, було 8 ТеВ. Ясно, що його переклад на граничний режим вимагає серйозних зусиль і додаткової перебудови. Тому ВАК буде зупинений найближчим часом. Наприкінці лютого коллайдер перестане "світитися" і почнуться роботи з його модернізації і реконструкції.
Це, скоріше, не модернізація в тому вигляді, яку ми розуміємо. Це просто доведення його до стану, коли він зможе забезпечувати всіх дослідників максимальним пучком.
Цей процес триватиме близько 20 місяців. Тобто до 2015 року коллайдер буде працювати в режимі 14 ТеВ.
-Що відбуватиметься протягом цих 20 місяців?
Геннадій Зінов'єв : Відбуватиметься робота з апгрейду детекторних систем. Як ви знаєте, коллайдер сам по собі - це просто машина, яка дозволяє отримати дуже високі енергії для прискорених частинок. Але сам по собі він не дуже цікавий, якщо не буде забезпечувати зіткнення. Безумовно, весь сенс фізики - це робота з вивчення цих зіткнень. А зіткнення вивчаються детекторами.
Детектори - це величезні пристрої, 4-5-поверхові будинки, занурені глибоко під землю, які з величезного кількості деталей, дуже тонких і складних. На сьогодні багато хто з них погіршили свою роботу. Це пов'язано не тільки зі старінням в часі. Це пов'язано і з тим, що, можливо, були якісь недоліки при їх установці, при їх компонуванні, при їх створенні. Техніка, технології не стоять на місці, все змінюється. Робилося це на рівні технологій кінця минулого століття і кінця цього століття. Ясно, що за 12 років з'явилося дуже багато нових технологічних речей, прийомів, трюків, які було б дуже непогано використовувати в роботі детекторів.
Безумовно, дуже серйозному поліпшенню будуть піддані і обчислювальні ресурси. По суті справи, успіх ЦЕРНу значною мірою пов'язаний не тільки з тим, що у них така унікальна машина, але і з тим, що вони придумали систему обробки даних - як можна працювати з такою кількістю швидко накопичується матеріалу. Була створена система Грід - це один з успішних елементів участі України в ЦЕРНі.
-Чим будуть зайняті вчені протягом цього періоду?
Геннадій Зінов'єв : Звичайно, люди не будуть у відпустці протягом усіх 20 місяців. Все, що пов'язано з роботою коллайдера і детекторів, коли були накопичені матеріали і зроблені вимірювання - це все аналізується частково онлайн, а частково накопичується і має бути проаналізовано тільки після того, як все буде зупинено.
Тому люди займатимуться аналізом даних так само активно, як вони робили це раніше. Роботи у них дуже багато, матеріал накопичений великий. Навіть у питанні про природу бозона Хіггса і про те, чи дійсно ми знайшли частинку Стандартної моделі, яка відповідальна за те, що у лептонів і кварків є маса - потрібно, щоб все було проаналізовано.
Є величезна кількість питань, які повинні бути вирішені. Люди повинні розуміти, що вони зробили, люди повинні зрозуміти, куди їм рухатися, вони повинні зрозуміти, в якому вигляді повинні бути модернізований існуючі детектори та які плани роботи на майбутнє.
-Тобто для того щоб визначитися з бозоном Хіггса, статистики вже достатньо? Потрібно лише просто проаналізувати те, що зроблено?
Геннадій Зінов'єв : Безумовно. Чому обрали саме цей час для модернізації? Тому що зроблено якесь відкриття, яке людство чекало. Але що це за частинка? Це можна буде визначити на рівні матеріалу, який зібраний.
Ясно, що канали, по яких відновлюється ця частинка, будуть вивчатися і при більш високих енергіях, тоді й статистики буде більше.
-Які перспективи відкриє виведення ВАКа на максимальну потужність?
Геннадій Зінов'єв : Перспективи найрізноманітніші. Одна з них - з'ясування властивостей нейтрино. Був такий геніальний італійський фізик Майорана, колись від висловив ідею в розвиток ідеї Пауля, який припустив існування нейтрино, - про те, що нейтрино може бути саме своєї античастицей. Якщо це так, то це дозволить вирішити дуже серйозні і важливі проблеми. Наприклад, може виявитися, що можливе існування так званого безнейтринного подвійного бета-розпаду, час життя якого величезне, на кілька порядків більше, ніж час існування Всесвіту. Тоді ми дуже багато чого зрозуміємо про те, як утворився Всесвіт. Це питання може бути поставлене на новому рівні енергії.
Звичайно, будуть вирішувати багато питань щодо того, що вже зроблено зараз, з'ясування, що це за частинки. Зараз ситуація суперсиметричних партнерів виглядає песимістично, але при енергіях 14 ТеВ це може бути зовсім не так.
Є дуже багато речей, які можуть відкрити цілу нову епоху в фізиці високих енергій.
-Як підвищення енергія позначиться на роботі колаборації ALICE ?
Геннадій Зінов'єв : Є речі, щодо яких всім здається - якщо у нас будуть великі енергії, ми зрозуміємо не тільки тенденції поведінки окремих характеристик і взаємодій, але і отримаємо докази. Але в Аліс раніше стоїть проблема того, що теоретики повинні дуже серйозно думати.
До того, як почав працювати коллайдер, всім здавалося, що теоретики - настільки розумні люди, що вони всі усвідомили, всі розуміють, всі передбачили. Залишилося тільки підтвердити, а для цього потрібно побудувати коллайдер. Колайдер побудували, і ми бачимо, що насправді теоретики в дуже великому боргу перед експериментаторами.
-Як довго пропрацює БАК на енергіях 14 ТеВ?
Геннадій Зінов'єв : Це залежить від того, як все буде просуватися в плані результатів. Наскільки все буде експериментально відчутно, наскільки можна буде робити серйозні висновки і висновки.
Але я розумію, що ваше питання - не без підступу. Очевидно, люди замислюються над тим, чи потрібно будувати новий коллайдер, і це питання не пусте. Європейський комітет зі стратегії фізики високих енергій, який засідає регулярно, обговорює, які питання фізики повинні бути вирішені. Торішнє засідання комітету було присвячено не фізики, а тому, чи потрібно будувати коллайдер. Виявилося, що більшість фахівців зійшлися на тому, що його будувати потрібно.
-В якій перспективі?
Геннадій Зінов'єв : Це питання непросте. Ми вже говорили про лінійному колайдері. До кінця не вирішено, де він буде побудований, але, швидше за все, цей проект отримає Японія. Він будуватиметься спочатку на 500 ГеВ, надалі його потужність буде збільшена до 1 ТеВ. Це все, думаю, буде завершено до 2020-м рокам.
Але є проекти нові, зокрема, SuperLHC. Це машина, яка буде вже не 27 кілометрів в окружності, як БАК, а 80 кілометрів. Це дуже серйозно. Ясно, що технічно і технологічно це непросте завдання.
Але, чесно кажучи, тут питання йде не стільки про те, щоб будувати монстри все більше і більше. Потрібно також розвивати й нові способи прискорення, нові методи прискорення, які б дозволили на тих же розмірах і з тими ж енерговитратами одержувати більш ефективні прискорюють властивості.
Одним з таких проектів, які опрацьовуються в ЦЕРНі і в якому Україна бере активну участь, є проект КЛИК. Тут працюють експериментатори з інституту в Сумах. У них є люди, які забезпечують експертизу по принципових речей для розробників кліків. Якщо все це буде підтримано державою, то Україна дуже щільно і серйозно увійде туди.
Є ще один проект мюонного коллайдера. Це теж дуже цікава річ, яка дозволить вирішити дуже багато завдань. Швидше за все, це будуть проблеми, пов'язані з космологічної фізикою, тобто проблемами походження Всесвіту, темної матерії і т.д. Думаю, в першій половині цього століття багато з цих проектів будуть реалізовані.
-Людство пережило страшну дату "кінця світу" - 21 грудня. На жаль, коллайдер у цій події не прийняв ніякої участі. Якою може бути роль коллайдера в наближенні "кінця світу" при виведенні його на енергії 14 ТеВ?
Геннадій Зінов'єв : Думаю, все як було, так і залишиться, нічого не відбудеться. Хоча я можу сказати, що питання, пов'язані з вивченням кварк-глюонної плазми, стосуються проблеми чорних дірок. Може виявитися, що природа цього стану до цього може бути наближена і якось пов'язана.
Але, разом з тим, 14 ТеВ - це не є та енергія, яка призведе до якихось катастрофічних речам. Я впевнений, що нічого не станеться.
-А як щодо безпеки ВАКу як такого? Існують якісь техногенні речі, природні, людський фактор, які просто неможливо спрогнозувати. Наскільки сьогодні вразливий БАК?
Геннадій Зінов'єв : Це правильно. Безумовно, говорити про те, що тут все зроблено так, що нічого не може відбутися в майбутньому, напевно, несправедливо. Коли ви працюєте на рівні переднього фронту наукових досліджень, коли іноді виникають явища і ефекти, що не зрозумілі, коли ми не дуже усвідомлюємо, що за цим може послідувати. Таке буває.
Але одне можу сказати: в ЦЕРНі питання безпеки є питанням головним. Будь-яка система, будь-яка технологічна новинка, будь розвитку технічні та технологічні в ЦЕРНі забезпечуються, насамперед, можливістю того, щоб можна було натиснути кнопку і все зупинити.
Безумовно, є якісь речі, які потребують певного проміжку часу для того, щоб зупинити весь процес, але люди, влізаючи в якісь невідомі речі, тим не менш, завжди розуміють, що потрібно дати можливість людству побачити дорогу назад для того, щоб все зупинити. Керівництво ЦЕРНу та вчені, які там працюють, завжди це розуміють і завжди про це думають.
Читайте новини за підсумками прес-конференції:
Коллайдер будуть виводити на максимальну потужність
Невідомий український фізик допоміг коллайдеру
"Частку Бога" може виявитися дві - фізик
Експерт оцінив перспективи членства України в ЦЕРНі
Фізик розповів про роль коллайдера в наближенні наступного "кінця світу"
Фізик розповів про майбутні коллайдерах-"монстрах"
Дивіться відеосюжети:
Фізик про будівництво нових коллайдеров
Бозонів Хіггса може виявитися два
Дивіться повну версію відеозапису прес-конференції