Эксперимент, обреченный на успех

На фоне подобных заявлений и первых событий на начавшем работу коллайдере как нельзя более кстати прошла пресс-конференция новосибирских ученых, принимающих непосредственное участие в этом грандиозном проекте: директора Института ядерной физики СО РАН академика РАН Александра Скринского, его заместителя, доктора физико-математических наук Юрия Тихонова и члена комитета научного планирования Европейского центра ядерных исследований (CERN — ЦЕРН) члена-корреспондента РАН Александра Бондаря.

На границе веков, Франции и Швейцарии

— Раньше наука двигалась одиночками, а сейчас — время коллективных достижений.

Эта фраза, прозвучавшая под занавес пресс-конференции, стала квинтэссенцией характеристики такой уникальной работы, как создание и запуск БАКа.

Кольцом своего ускорителя коллайдер объединил не только усилия ученых из 40 стран и суммы порядка 10 млрд долларов, но и два столетия — работы по его созданию начались в 1996 году. Сегодня установка представляет собой гигантский подземный тоннель на границе Франции и Швейцарии, располагающийся на глубине 100 метров, в котором смонтирован ускоритель окружностью 27 километров.

Помимо этой — ускорительной — части, другой важнейшей составляющей БАКа является регистрирующая часть — детекторы, по своим масштабам сопоставимые с кольцом ускорителя. Так, например, детектор «ATLAS» — огромное уникальное сооружение, достигающее 50 метров в длину и 25 метров в высоту. И подобных детекторов на коллайдере пять.

На сегодня Большой адронный коллайдер — это самый крупный в мире ускоритель элементарных частиц. Разумеется, что с помощью такой установки, работы над созданием которой (от проекта до запуска) шли полтора десятка лет, ученые намерены получить максимальный объем научной информации.

Александр Бондарь:

— Запуск — это только первый шаг. Предполагается, что эксперименты на установке будут проходить в течение 15 — 20 лет, чтобы по максимуму извлечь потенциальную научную информацию.
Смонтированный ускоритель позволит получать невиданные доселе энергии протонов и ядер, разгоняя пучки заряженных частиц почти до скорости света. Для удержания и коррекции пучков используется около 1600 сверхпроводящих магнитов, которые будут работать при температуре -271 градус Цельсия. И после разгона протонам предстоит столкнуться с энергией, никогда прежде в экспериментальных условиях не достижимой — 14 тераэлектронвольт (1.4·1013 эВ).

Уникальные условия — уникальные результаты. Ученые надеются значительно продвинуться в понимании того, откуда появились материя и время. В Большом адронном коллайдере физики с помощью сверхчувствительной аппаратуры надеются, в частности, зафиксировать, «поймать» так называемый бозон Хиггса — недостающий «кирпичик» теории элементарных частиц.

Коллаборации нового поколения

Академик Александр Скринский:

— Создание БАКа — самый крупный проект за всю историю фундаментальной науки. Он глобален — практически все страны с развитым потенциалом в области фундаментальных исследований элементарных частиц принимают в нем участие.

Организационные и научные задачи, которые пришлось решать Европейскому центру ядерных исследований (CERN), по-своему уникальны.

Александр Бондарь:

— Ученые — люди непростые. Каждый порой стремится отстоять свою точку зрения. Так что организация их взаимодействия, выработка взвешенной научной стратегии — непростой процесс. Однако в этом отношении CERN устроен очень демократично и разумно.

Есть коллегиальный высший орган ЦЕРНа — Большой совет, который принимает все административные и финансовые решения. В его работе принимают участие практически все страны Европейского сообщества, Россия, США, Китай, Индия и Япония.

Однако всю научную политику формирует комитет независимых экспертов — 15 человек, которые выбираются из разных стран.

— И что важно, — подчеркнул Александр Бондарь, — человек, входящий в состав комитета, говорит от себя лично, высказывая именно свое мнение ученого, а не от имени научного сообщества своей страны, — колоссальное доверие! Работа этого небольшого по численности комитета, по сути, определяет политику ЦЕРНа, представляя на рассмотрение Большого совета научные проекты и планы.

Безусловно, что «наш человек» в такой структуре — закономерность, отражающая вклад России и Института ядерной физики СО РАН как в деятельность ЦЕРНа, так и в создание БАКа.

Вклад России и ИЯФа

— История участия российских центров, — отмечает академик Александр Скринский, — в создании коллайдера, их вхождения в проект непростая.

В 1993 году, когда начались предметные разговоры о БАКе, разумеется, были опасения со стороны международного сообщества — сможет ли страна, переживающая трудные времена, стабильно участвовать в таком проекте? Ведь это пятнадцать лет строительства и еще порядка пятнадцати лет эксплуатации — перспективы, казалось бы, более чем туманные для страны, находящейся в фазе экономических пертурбаций. Однако, несмотря на все сложности, соглашение об участии в «проекте века» между Россией и CERNом было все-таки подписано.

В силу различных обстоятельств львиная доля российского участия — около 80 процентов всех работ — пришлась именно на ИЯФ. Помимо основного объема — поставка и монтаж огромных магнитов и магнитных линз для инжекторной системы коллайдера (а это был объем работ больший, чем всех задействованных лабораторий США), институту пришлось от принципиальной схемы до пусконаладочных работ разработать еще множество узлов. Так, Юрий Тихонов и его «команда» принимали участие в создании упомянутого детектора «ATLAS».

— Перед этим нами был создан детектор «КЕДР», так что, безусловно, опыт был, — говорит Юрий Анатольевич. — Однако строительство «Атласа» — работа огромной коллаборации, а это само по себе — непростая организационная задача.

В строительстве огромного и уникального детектора принимали участие более 1000 человек, полторы сотни научных институтов из 34 стран. И ярким характерным штрихом весомости мнения сибирских ученых является тот факт, что «нами, — сказал Юрий Тихонов, — было высказано два предложения по изменению конструкции «Атласа», которые, что примечательно, были приняты, хотя на момент нашего вхождения в проект принципиальная схема была уже разработана».

Все институты-участники со стороны России выполняли свои обязательства точно и в срок.

— Возникали даже ситуации, — с улыбкой вспоминает академик Скринский, — когда для ЦЕРНа порой становилось проблемой, куда отгружать и где до монтажа хранить привезенное нами оборудование.

Александр Бондарь добавляет:

— И когда иностранным коллегам к 2003 году стало ясно, что ИЯФ прекрасно справляется со своими обязательствами, мы получили много дополнительных заказов сверх намеченного ранее.

Всего с 1996 по 2006 годы ИЯФом для БАКа было поставлено более 4000 тонн высокоточного уникального оборудования. Блестящим и символичным стал финальный этап нашего участия в подготовке коллайдера к работе — когда инжекционные системы были смонтированы, в первом же импульсе инжекции пучок протонов был проведен сквозь всю длину системы без единой коррекции, что произвело на сотрудников ЦЕРНа немалое впечатление.

О взрослых играх и высокой репутации

— Дети игрушки разбирают, а взрослые — коллайдер строят, — шутит Юрий Тихонов.

Однако очевидно, что за такой масштабной международной работой не может стоять одно лишь любопытство. Трудно переоценить значение фундаментальной науки с ее, казалось бы, оторванными от интересов повседневности экспериментами. Для примера лишь скажем, что в недрах того же ЦЕРНа получил свою жизнь... интернет — незаменимый инструмент в современном мире. А ведь поначалу это было всего лишь вспомогательной разработкой для деятельности научного сообщества. Что уж говорить о работе Большого адронного коллайдера, который потенциально способен перевернуть современную науку.

Юрий Тихонов:

— Эксперимент на БАКе обречен на успех! Если бозон Хиггса будет обнаружен, значит, подтвердится и найдет дальнейшее развитие вся система современных научных исследований. Если нет, то произойдет научная революция — и всё нужно будет пересматривать вообще!
Кроме того, не стоит забывать и о такой глобальной проблеме, как энергетическая. И в настоящий момент очевидно, что познание ядра — ключевой вектор на этом пути — без управляемой ядерной реакции сегодня и, будем надеяться, термоядерной реакции завтра этот вопрос не решить никогда.

* * *
Работа над БАКом открыла не только новые научные горизонты, но и дала толчок принципиально новому уровню объединения научной общественности всего мира. Трудно переоценить вклад России, и в частности ИЯФа, в этот проект, но еще более сложно переоценить то доверие, которое мы заслужили, «без сучка, без задоринки» войдя в крупнейшую научную коллаборацию современности. А это — залог выгодных позиций в авангарде научной мысли и завтра.