Поймать за пятилетку. Как физики СПбГУ побили свой же рекорд

В 2020 году самая сложная установка человеческой цивилизации - Большой адронный коллайдер - заработает в модернизированном виде. Часть самой сложной системы этой самой сложной установки создали физики СПбГУ.

Эта оранжевая штуковина - макет детекторного комплекса ALICE. «Макет» человека в этом случае был бы размером с муравья. А решетка не макет, а настоящая углепластиковая конструкция, к которой крепятся детекторы. Фото автора.

При этом они превзошли свое прежнее достижение, которое само по себе казалось неосуществимым и без которого Большой адронный коллайдер не заработал бы. Вероятно, петербургские технологии найдут применение и в первом российском коллайдере NICA, который с 2013 года строится в Дубне.

В СПбГУ отметили 25 лет сотрудничества Университета и международной коллаборации ALICE, работающей на Большом адронном коллайдере. Напрямую по связи привет передавал руководитель коллаборации Федерико Антинори - он назвал вклад петербургских физиков важнейшим.

Суть экспериментов на Большом адронном теперь знают и школьники, особенно любознательные. По многокилометровому подземному кольцу разгоняют почти до световой скорости и сталкивают протоны и ионы свинца, при столкновении образуется так называемая кварк-глюонная плазма - этакий плотнейший «бульон» температурой триллион с лишним градусов. Таким «курортом», как считается, была Вселенная в первые микросекунды своего существования.

Саму первоматерию не засечь, это микроскопические «капли», которые распадаются сразу, остается отслеживать и опознавать те тысячи частиц, которые образовались после распада. И чтобы не создавать помех, детекторы для «поимки» частиц должны быть такими, как будто... как будто их нет. Это вроде «найди то, не знаю что». В 1993 году решение неразрешимой задачи предложили ученые СПбГУ и петербургских НИИ и предприятий (ЦКБ машиностроения, Института метрологии им. Д. Менделеева, «Авангарда», «Гранита», «Светланы»).

- Тогда был поставлен мировой рекорд по радиационной прозрачности, - рассказывает Игорь Алцыбеев, сотрудник лаборатории физики сверхвысоких энергий СПбГУ, участник эксперимента ALICE. - Рождающиеся частицы пролетают через нашу систему, почти ее не замечая.

Первые столкновения частиц были зарегистрированы в 2010 году, а уже в 2012-м научное сообщество «захотело большего»: опубликовало проект модернизации БАК с прицелом на 2020 год. Как говорит завлабораторией физики сверхвысоких энергий СПбГУ Григорий Феофилов (он стоял у истоков сотрудничества Университета и коллаборации), «в модернизированной установке радиационная прозрачность будет в три раза выше текущего мирового рекордного показателя».

Вот представьте себе человеческий волос; теперь представьте десятую долю его диаметра. Не можете? Вот только на это непредставимое расстояние и успеет отлететь частица после столкновения ядер, и новый детектор ее «засечет». А мы еще на шаг приблизимся к моменту образования кварк-глюонной «капли».

Андрей Серяков, младший научный сотрудник лаборатории и участник другого эксперимента ЦЕРН - NA61/SHINE, аккуратно держит еще один пример решения неразрешимой задачи: вроде бы непримечательную решетчатую конструкцию. Эта углепластиковая решеточка весит 16,2 г, но если на нее подвесить пятилитровую банку воды - не деформируется. На эти конструкции (в них еще и встроена система охлаждения) будут крепиться новые детекторы в ALICE, а петербургские ученые предложили их и для первого российского коллайдера NICA.

Как резюмирует заведующий учебной лабораторией ядерных процессов СПбГУ участник эксперимента ALICE Владимир Жеребчевский: «есть надежда, что новые элементарные частицы наконец будут пойманы и опознаны и произойдет это в ближайшую пятилетку».

Материал был опубликован в газете под № 086 (6195) от 17.05.2018 под заголовком «Поймать и опознать».

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 086 (6195) от 17.05.2018.