СКРЫТАЯ МАССА ВСЕЛЕННОЙ

В эти дни в Новосибирский научный центр приедут на конференцию более ста зарубежных и российских физиков.

Физики — четырех! — поколений обсуждают проблемы проведения конференции в Новосибирске: заместитель директора ИЯФ СО РАН Ю.А.Тихонов, советник РАН член-корреспондент В.А.Сидоров, заведующий лабораторией А.П.Онучин, заведующий лабораторией А.Е.Бондарь и научный сотрудник А.В.Васильев.

За последние 30 лет эксперименты в физике элементарных частиц и теоретические разработки привели к пониманию многих свойств элементарных частиц вещества и сил, действующих между ними.

Однако такая фундаментальная проблема, как механизм возникновения масс частиц, остается открытой. Предполагается, что частицы приобретают свои массы за счет взаимодействия с частицей, названной хигсовским бозоном, которую еще только предстоит открыть. Эта задача ближайшего будущего. Если хигсовские бозоны не будут экспериментально обнаружены, — придется пересмотреть все известные представления о Вселенной.

Животрепещущей остается и другая проблема. Известно, что кварки — основной строительный материал, из которого состоят ротоны и нейтроны атомных ядер. Лептоны составляют класс частиц, куда входит, в частности электрон, участвующий в формировании атомов и молекул. Несмотря на то, что два типа кварков (u d) и электрон являются основными строительными "кирпичиками" всех известных стабильных веществ, эксперименты с частицами высоких энергий обнаружили существование двух дополнительных семейств или поколений кварков и лептонов. Почему Природа создала три семейства таких частиц? Ответ на этот вопрос может состоять в том, что кварки и лептоны не фундаментальные частицы, они состоят из других элементарных частиц. Теория, претендующая на объяснение этого явления, носит название — суперсимметричной теории (SUSY), она предсказывает целый ряд частиц, которые еще предстоит открыть.

Старший научный сотрудник Андрей Гребенюк — руководитель работ по созданию уникального калориметра на жидком ксеноне для детектора КМД-2.

Фундаментальнейшей проблемой является проблема скрытой массы Вселенной. Вся материя, доступная наблюдению в настоящее время, составляет всего лишь десять процентов от полной массы, а из чего состоит остальная масса мы не знаем! Возможно, что скрытая масса состоит из частиц, называемых "гравитино", предсказываемых теорий SUSY.

Общеизвестно, что для решения этих проблем необходимы ускорители частиц на сверхвысокие энергии. Но довольно продуктивен и другой подход — увеличение точности измерений на низких энергиях. Оба этих подхода успешно развиваются и дают интереснейшие результаты. Так, на ускорителях со встречными электрон-позитронными пучками с энергией около 10 ГэВ и высокой светимостью (так называемых В-фабриках) в лабораториях КЕК (Япония) и СЛАК (США) в 2001 г. обнаружено явление несохранения комбинированной четности в распадах В-мезонов. В обоих этих экспериментах принимали активное участие физики ИЯФ СО РАН.

Известно, что в ИЯФ создано несколько поколений ускорителей со встречными пучками и детекторов для экспериментов на этих машинах. Научные результаты и методические разработки института получили широкое признание мировой научной общественности. В настоящее время идут эксперименты на ускорителе ВЭПП-4М с детектором КЕДР. Идет сооружение установки ВЭПП-2000 и детекторов КМД-2М и СНД. Такие методические разработки, как калориметры на жидком криптоне и ксеноне (для детекторов КЕДР и КМД-2М), черенковские счетчики на аэрогеле вызывают большой интерес у физиков из других лабораторий.

Кандидат физико-математических наук Петр Лукин и младший научный сотрудник Кирилл Михайлов обсуждают проблемы обработки экспериментальной информации с детектора КМД-2.	Аспирант Александр Попов у прототипа дрейфовой камеры детектора КМД-2М

Для поиска хигсовских бозонов и суперсимметричных частиц в лаборатории ЦЕРН (Швейцария) строится гигантский ускоритель со встречными протонными пучками на энергию 15 ТэВ! В этом проекте ИЯФ СО РАН принимает активное участие. Эксперименты должны начаться в 2006 г.

Для реализации возможностей, предоставляемых ускорителями, требуются детекторы частиц. По-видимому, не так широко известно, что современные детекторы по стоимости сравнимы с ускорителями, а по сложности значительно их превосходят. Сооружение таких детекторов — сложнейшая научная, техническая, организационная и финансовая проблема. Например, в сооружении детектора АТЛАС участвуют около 1000 физиков из 120 институтов мира.

При создании детекторов используются новейшие физические идеи и современные технологии. Только при таком подходе могут быть созданы детекторы, дающие физикам шанс на открытия мирового значения.

Конференция, открывающаяся сейчас в Институте ядерной физики, восьмая по счету. Первая проводилась также в Новосибирске, еще в 1977 году. ИЯФ провел четыре подобных конференции; в СЛАКе (США) две и одну в КЕКе (Япония). На проведение следующей конференции в 2005 году претендуют СЛАК и ЦЕРН.

Подготовила Г.Шпак.
Фото В.Новикова.