Очаровательная «матрешка» для коллайдера: предложения ученых 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 вошли в обновленную Европейскую стратегию по физике частиц
Совет Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) согласовал новую Стратегию по физике частиц, определяющую перспективные направления международных исследований в области физики высоких энергий, — документ, объединяющий и координирующий действия тысяч ученых из десятков стран мира. В обновленную стратегию вошли и предложения физиков Санкт-Петербургского государственного университета.
Ученые лаборатории физики сверхвысоких энергий 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 вместе с?коллегами по?международной научной коллаборации ALICE готовят новый этап работ в?масштабном эксперименте по?изучению кварк-глюонной плазмы?— особого состояния сверхгорячей и?сверхплотной материи, в?котором находилась ранняя Вселенная в?первые микросекунды после Большого взрыва. Новые возможности прямой регистрации в?столкновениях тяжелых ионов на?Большом адронном коллайдере частиц, содержащих тяжелые, так называемые очарованные кварки, существенно расширят горизонты будущих фундаментальных исследований.
Данная стратегия?— очень интересный пример того, как огромное научное европейское сообщество?— коллектив единомышленников, занимающихся фундаментальными проблемами ядерной физики и?физики высоких энергий, выбирает, организует и?координирует направления своих работ.
Заведующий лабораторией физики сверхвысоких энергий 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, доцент кафедры высоких энергий и?элементарных частиц 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Григорий Феофилов
?Это и?фундаментальные, и?прикладные исследования по?субатомной физике, приложения для медицины и?биологии, приборы для астрофизики и?космоса, новые материалы, информационные технологии, популяризация науки и?образовательные программы. Каждая организация занимается работой, которая складывается в?одну большую картину, с?помощью чего человечество?— не?только в?области фундаментальной физики, но?и?во?многих других аспектах?— движется вперед?,?— отмечает заведующий лабораторией физики сверхвысоких энергий 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, доцент кафедры высоких энергий и?элементарных частиц 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 кандидат физико-математических наук Григорий Феофилов.
С?1992 года ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 стали активными участниками этого сообщества. Тогда на?мировой арене обсуждений будущего эксперимента по?столкновениям ультрарелятивистских ядер победили наши предложения по?двум центральным системам ALICE, и?мы?с?тех пор активно участвуем в?работе ЦЕРН.
Заведующий лабораторией физики сверхвысоких энергий 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, доцент кафедры высоких энергий и?элементарных частиц 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Григорий Феофилов
От?конкурса идей 1992 года до?ввода в?работу Внутренней трековой системы?— самой центральной части установки ALICE, окружающей точку встречи пучков ионов коллайдера, прошло 16?лет. Далее это ?сердце? ALICE в?течение 10?лет обеспечивало на?Большом адронном коллайдере получение уникальных данных, в?том числе по?регистрации странных и?мультистранных гиперонов?— частиц, содержащих странные кварки, появление которых является одним из?сигналов образования кварк-глюонной плазмы. Новые предложения 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, направленные для включения в?стратегию, обеспечат возможность исследовать процессы рождения очарованных кварков, что неоценимо для изучения свойств образующейся кварк-глюонной материи.
Установка ALICE?— это гигантский физический прибор размером с?многоэтажный дом высотой 16?метров и?длиной 26?метров.
Заведующий лабораторией физики сверхвысоких энергий 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, доцент кафедры высоких энергий и?элементарных частиц 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Григорий Феофилов
?Весь эксперимент состоит из?примерно 20?разных детектирующих систем и?выглядит как русская матрешка, и?первая куколка, которая сидит в?серединке,?— самая сложная. Это и?есть Внутренняя трековая система, к?которой предъявлялись самые высокие, более того, взаимоисключающие, жесткие требования. И?вот как раз эту задачу решала в?1992 году петербургская группа. А?сегодня выдвигаются идеи, которые позволят на?новом уровне регистрировать события, в?которых рождается очарование?— частицы, содержащие очарованные кварки. Мы?предлагаем следующий, уже третий мировой рекорд по?радиационной прозрачности для этой самой центральной, новой "очаровательной" куколки установки ALICE. Если сравнить ALICE с?микроскопом, то?наша трековая система?— это самые первые линзы, самые прозрачные и?качественные?,?— рассказывает Григорий Феофилов.
В?РФ?разработали одну из?ключевых частей детектора для коллайдера ?Супер С-тау фабрика?
В?работе вместе с?учеными принимают участие студенты и?аспиранты 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入. Проект, над которым исследователи уже начали работу, планируется реализовать к?2024?году. После этого новая трековая система будет работать в?рамках эксперимента ALICE на?Большом адронном коллайдере примерно пять лет. В?частности, с?помощью системы, разработанной учеными и?студентами 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, в?эксперименте ALICE на?Большом адронном коллайдере будут проводиться измерения выходов очарованных кварков в?столкновениях ультрарелятивистских протонов и?ядер, изучаться различные корреляции с?участием странных и?очарованных частиц, исследоваться особенности механизмов множественного рождения частиц и?решаться другие фундаментальные задачи.
?Это следующий важный шаг, который позволяет продвинуться дальше в?фундаментальных исследованиях. А?попутно могут возникнуть разные приложения для практического применения?,?— подчеркивает Григорий Феофилов.
Предложения для включения в?Европейскую стратегию по?физике частиц от?ученых всего мира сегодня собраны в?Physics Briefing Book, а?публикация обновленного документа планируется на?сайте CERN в?ближайшие месяцы.
Среди прикладных направлений, отмеченных в?стратегии,?— адронная терапия и?радионуклидная диагностика онкологических заболеваний, а?также развитие информационных технологий. Григорий Феофилов отметил, что эти направления все годы были и?в?фокусе внимания в?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入: ?Исследования физики высоких энергий помогают медицине и?дают новые эффективные методы как в?диагностике, так и?в?лечении: например, адронная терапия?— прорывные технологии воздействия на?локализованные опухоли и?на?метастазы. Локализованные опухоли можно прицельно обстреливать протонами или ионами углерода с?минимальными побочными эффектами?— адронная терапия широким фронтом сегодня развивается в?Европе и?Японии. А?небольшое облучение широким пучком с?небольшими дозами позволяет стимулировать иммунную систему человека так, что она сама справляется с?метастазами. Кроме того, радионуклидная диагностика и?позитронно-эмиссионная томография?— на?сегодня это самые высокоточные способы выявления ранней онкопатологии. Третье приложение?— новейшие информационные технологии, которые и?у?нас в?Университете работают уже более 15?лет: это российский сегмент мировой вычислительной сети Grid, которая обеспечивает хранение и?обработку больших данных, получаемых на?адронном коллайдере?.
Одним из?важнейших аспектов работы ученый назвал преемственность в?формировании петербургской школы физиков, которая остается одной из?лучших в?мире. ?Например, мы?уже в?течение последних десяти лет получаем в?эксперименте ALICE материю в?экстремальном состоянии с?температурой в?100 тысяч раз выше, чем температура в?центре Солнца?— и?эту материю изучают студенты и?аспиранты 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入. Наши студенты занимаются анализом новейших и?уникальных экспериментальных данных, теоретическими моделями. И?это важно как с?точки зрения фундаментальной науки, так и?с?точки зрения образования?— на?этой самостоятельной исследовательской работе ребята растут. Это университетский стиль, это традиция, и?так было всегда, и?я?так?же рос в?свое время, занимаясь экспериментом на?циклотроне Ленинградского университета. То?знание, которое получается нашими руками сегодня, и?его понимание проецируются на?будущее науки?,?— подчеркивает Григорий Феофилов.