НАКАНУНЕ
15 и 16 января 2006 года в Институте ядерной физики имени
Г. И. Будкера СО РАН состоится Международный семинар «Избранные главы
современной физики высоких энергий и ускорителей заряженных
частиц». Это событие посвящается 70-летию академика Александра
СКРИНСКОГО, директора института. На научной сессии 15 января
будут представлены научные доклады зарубежных гостей семинара по
темам: метод встречных пучков; электронное охлаждение;
поляризация пучков; источники и генераторы синхротронного
излучения; лазеры на свободных электронах; линейные и мюонные
коллайдеры, ионизационное охлаждение; физика высоких энергий.
16 января, на утреннем общеинститутском научном семинаре, свой
доклад представит академик А. Скринский.
Накануне юбилея в горячие последние декабрьские дни будничных
«высоких энергий» корреспонденту «НВС» удалось пообщаться с
Александром Николаевичем Скринским.
А. Скринский только что вернулся из Москвы с научной сессии
Российской академии наук, посвященной проблемам энергетики. В
последнюю неделю декабря предстояло уточнить и текущие дела, и
программу первого научного семинара в Новом году. Не акцентируя
внимание, я спросила между прочим:
— Александр Николаевич, знаете ли вы, что родились в один год и
в один день с академиком Добрецовым? Как относитесь к такому
совпадению?
— Как к игре судьбы.
— Но в принципе он и вы занимаетесь веществом…
— Нет, мы очень отдалены друг от друга по области занятий. Мы,
наш институт, занимаемся физикой элементарных частиц как главной
своей фундаментальной задачей. Это то, что не происходит даже на
Солнце, а происходило в период так называемого Большого взрыва, в
первые секунды Вселенной. Физика элементарных частиц (иначе — физика
высоких энергий) и космология очень сильно сомкнулись и
друг без друга уже жить не могут.
Когда Александр Николаевич высказал эту мысль, сразу вспомнилось,
что физики ИЯФа еще при первых успехах экспериментов на
ускорителях со встречными пучками активно работали с якутскими
космофизиками. Обсуждались возможности исследования элементарных
частиц в космических лучах при высоких энергиях, еще не
достигнутых на гигантских машинах. В те далекие годы в Академии
довольно остро спорили по этому поводу. Именно успехи при работе
с ускорителями обусловили пренебрежение к новым возможностям
изучения микромира. «Мы имеем здесь пример грубого научного
просчета», — так комментировал положение дел Нобелевский лауреат
В. Гинзбург в своей статье «Космические исследования и теория
относительности», опубликованной в «Эйнштейновском сборнике»
в 1967 г. (Москва, издательство «Наука»). Вот я и спросила своего
собеседника: как изменилось движение физической мысли за
прошедшие годы и конкретно — с тех пор, как заработал метод
встречных пучков?
— Кардинально, конечно! — ответил А. Скринский. — Немножко
упрощая ситуацию, можно сказать, что пестрый набор фактов по
физике элементарных частиц, который существовал в конце
пятидесятых годов прошлого столетия, превратился в очень стройную
так называемую Стандартную модель, которая описывает все
взаимодействия частиц — сильные, слабые и электромагнитные
(кроме гравитационных). Сейчас понятно, как связаны главные
взаимодействия друг с другом, хотя еще не все можно считать и
предсказывать. Есть только намеки с двух сторон,
экспериментальные и теоретические, что существуют некие
отклонения, но их еще нужно доказывать. Модель
многопараметрическая, до тридцати параметров. В эксперименте идут
поиски эффектов, которые уже выводят за пределы Стандартной
модели. То есть за последние 40 лет радикально изменилась глубина
понимания физики микромира благодаря методу встречных пучков как
главному источнику информации. Разрозненные факты, как мозаика
рассыпанная, сопряглись, а это уже очень много. И очень многое
стало известно, о чем в то время только предполагали.
— Что именно?
— Например, стало понятно, что ядерные частицы состоят из так
называемых кварков, связанных между собой глюонами. К тому
времени, как заработать ускорителям на встречных пучках, даже
понятия такого не было — внутренняя структура. Понятно было,
допустим, что протон — точечная частица. А про электрон — неизвестно!
Это сейчас известно, что электроны, мюоны,
тау-лептоны, т.е. лептонная ветвь элементарных частиц — все-таки
бесструктурные объекты (до сих пор!). В эксперименте углубились
на четыре порядка, и можно увидеть более мелкие детали, различить
их, но и на этом уровне лептоны выглядят как точки. Протон,
нейтрон имеют «протяженное» строение. Они, как я уже говорил,
состоят из кварков и связаны «цветными» силами — глюонами. Это
все случайные выражения. Физики, чтобы не придумывать новые,
совсем непонятные слова, пользуются известными красивыми словами.
— Очень любят слово «очарование».
— Вот-вот, очарование и красота.
Кстати, рискну повторить известную среди физиков историю — как
пустили в оборот само странное, причудливое слово «кварк». В
разговоре с Александром Николаевичем как-то не пришло в голову.
Приводя в систему множество элементарных частиц, исследователи
заметили, что чего-то не хватает. Американский физик Гелл-Манн
смело указал, что должны существовать «самые элементарные
частицы» и ввел в оборот понятие кварков. Это название
перекочевало из самого непонятного романа Джеймса Джойса
«Finnegan’s Wake» («Поминки по Финнегану»). Есть там такой
эпизод, когда в момент полубредового пира какой-то голос
произносит: «Три кварка для мистера Кларка». Выражение с оттенком
мистики понравилось Гелл-Манну. Конечно, «три кварка» — это и
есть загадочные частицы!
— Александр Николаевич, но все равно ведь это нечто
туманное — кварки?
— Почему туманное? Точно понятно, что из трех кварков состоит
тот же протон. Другое дело, что кварки необычные частицы.
Отдельный кварк выделить невозможно. При попытке разделения
глюонная струна, которая связывает между собой кварки силовым
образом, растягивается и рвется, образуя обычные частицы (пионы,
каоны и др.)
— Существует даже теория струн…
— Теория струн в разных смыслах. Есть теория суперструн — это
попытка привязать гравитацию и всё на свете, создать единую
теорию взаимодействий. Но это еще находится в стадии, я бы
сказал, предварительного изобретения формализма, способа
рассмотрения таких систем. А есть просто теоретические работы,
связанные с кварками и глюонами. Не всё там считать умеют, но
фундаментальные уравнения уже известны. При разном соотношении
кварков образуются разные частицы. А сами кварки все равно
остаются скрытыми внутри адронов — частиц со сложной внутренней
структурой, участвующих во всех фундаментальных взаимодействиях,
включая сильные. На малых расстояниях или при высоких энергиях,
что одно и то же, кварки между собой взаимодействуют как «голые»,
нормальные, свободные частицы. И противоположное — при малых
энергиях, т.е. при больших расстояниях между ними, кварки
находятся в связанном состоянии, т.е. образуют обычные
частицы — адроны.
Как далеко и как близко время, когда «столкнулись» Стэнфорд (США)
и Новосибирск (СССР), где начинались первые эксперименты на
ускорителях высоких энергий, открывшие дорогу методу встречных
пучков. Дорогу кольцевую и линейную. Напомню, что в 2004 г. в
Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера проводился
международный симпозиум «40 лет лептонным коллайдерам» — «COLLID-04»
(«НВС»,
№ 19,
№ 26). «Да, вместе со Стэнфордским
университетом мы были пионерами развития метода встречных
пучков, — отметил А. Скринский, — и по этому пути прошли, приобретая
все большие масштабы, многие лаборатории в мире».
— Мы составляем небольшую долю всей армии физиков, занимающихся
физикой элементарных частиц, — так ответил директор ИЯФ на
вопрос о роли института в развитии физики высоких энергий и ее
ускорительной части. — Но наша роль достаточно заметна. Мы
проводим эксперименты на новых установках в институте и принимаем
участие в международных проектах на очень больших, глобальных
установках, таких как большой адронный коллайдер (БАК) в ЦЕРНе
(Швейцария), единственный на весь мир. Этот коллайдер строят все
развитые в научно-техническом отношении страны. В том числе,
несмотря на безумную сложность нашей жизни, и Россию удалось
сделать равноправным партнером этого сообщества. Эксперименты
должны начаться в 2007 г.
— Конкретную работу ИЯФа можно назвать?
— Мы участвуем в строительстве самого ускорителя. Наша часть в
денежном выражении составляет около 120 млн долларов. Имеется в
виду поставка оборудования для этого глобального международного
проекта. А это значительная доля, если учесть, что в работе по
проекту сотрудничают сотни институтов из тридцати стран. Мы
участвовали и в разработке самого большого детектора ATLAS (типа
нашего КЕДРа, но существенно больших размеров) и в подготовке
экспериментов участвуем. Представьте БАК — огромное подземное
сооружение с десятиэтажный дом, на сто метров под землей. И почти
тридцатикилометровое кольцо, и на этом пути четыре детектора
(регистраторы продуктов реакции). Установки ATLAS и СМS — общего
характера, которые регистрируют все продукты реакций между
сталкивающимися протонами. На ATLASе, например, физики займутся
поисками так называемого хиггсовского бозона и новых
суперсимметричных частиц. Одна установка специализированная — LHC-B — это
прямое продолжение ИЯФовских экспериментов, которыми
мы давно занимались.
— Это В-фабрики?
— Вот! Теперь это В-фабрики, а завтра будет LHC-B, эксперименты
на адронном коллайдере в ЦЕРНе. В-фабрики ориентированы на зону
В-кварков. Такие установки действуют в Японии и в США. И в этой
работе наши группы физиков принимают участие. А у себя в
институте мы намерены сосредоточиться на зоне С-кварков (такая
установка будет существенно меньше). Разрабатывается проект
принципиально новой установки — C-тау-фабрики. Но в России
сейчас очень трудно что-либо строить. Как у нас с новой
установкой получилось — ВЭПП-2000?
— Знаю, сроки запуска откладывались, и в 2005 г. не получилось.
— Нет, в будущем, т.е. в 2006 г., запустим. Ускоритель будет
рекордным для своей области энергий — до 2 ГэВ. Эта установка
25 метров в длину, а Чарм/Тау-фабрика — 700.
— Где она строится?
— Тринадцатый корпус знаете, где ВЭПП-4 расположен?
— Конечно. Здание будет новое?
— Это подземное сооружение. Инжекционный комплекс,
соединительный тоннель для инжектора уже построены и начало
будущего тоннеля для Чарм/Тау фабрики. В начальном участке
тоннеля разместится детектор, вариант КЕДРа.
— Придется еще долго строить?
— Долго. Финансирования государственного почти нет. Поэтому,
грубо говоря, зарабатываем деньги за рубежом разными способами,
но профильным образом, занимаемся близкими нам вещами.
Одновременно продолжаем делать промышленные ускорители различного
назначения. Для новых электронных лучевых технологий. И Сибирский
центр синхротронного излучения расширяет свои возможности, и
лазер на свободных электронах для Центра фотохимии СО РАН. Нам
помогает Сибирское отделение. Уже работает первая очередь этого
комплекса. В новом году надеемся вторую очередь в основном
смонтировать. Таких источников энергии терагерцового диапазона и
близко вообще не было в мире. И нет. Изобретение и создание
оптического клистрона — наиболее удачная схема инфракрасного
лазера на свободных электронах. Источник новый. Поэтому еще
нарабатываются вопросы, которые будут изучаться. ИЯФ довольно
много и для медицины делает. Известны малодозные рентгеновские
установки. Их выпускают в основном в Орле. Родственные им по
технологии, но совсем другого применения установки — «Антитеррор».
— «Антитеррор»? Это рентгенконтроль? Та установка, что в
Домодедово работает? А вы, когда летели в декабре из Москвы в
Новосибирск, проходили рентгенконтроль?
— Я? Нет. Но полюбопытствовал. Работает. Занавески повесили. Наш
прибор обнаруживает где угодно спрятанные предметы — от оружия
до наркотиков. Все это видно сразу. Аппаратура абсолютно
безвредна. Сравнима с облучением космическими лучами во время
10-15 минут полета на самолете, т.е. безобидна. Выполняются в
институте и другие работы. Заработанные деньги мы вкладываем в
развитие физики, чтобы наши установки действовали и новые
строились. И чтобы повышалась зарплата сотрудников института.
— «Старые» установки по плану работают?
— Только ВЭПП-4М работает.
— Александр Николаевич, вы помните, как дежурили в пультовой?
— Естественно. Но сейчас в дежурствах не принимаю участия. Давно уже, к
сожалению.
— Очень интересное было время!
— Тогда был принципиальный момент. Надо было «продавить» то, в
чем не было абсолютной уверенности, что это вообще возможно и тем
более, что мы сможем это сделать.
— Это когда было?
— С 1957 по 1967 годы.
— 1967 год? Когда ИЯФовцы и вы, разумеется, получили Ленинскую
премию за разработку метода встречных пучков? А в 1970 году вы
стали академиком в 34 года. По-моему, такого тоже никогда не
было.
— Нет, было. В 32 года стал академиком математик Сергей Львович
Соболев. В 33 — Сахаров Андрей Дмитриевич за водородную бомбу.
— А вы за встречные пучки!
— Можно так сказать. Но рекордным здесь вот что было. Я более
одиннадцати лет оставался самым молодым академиком. Это вообще-то
плохо и означало, что молодые люди недотягивали.
— Может быть, и с политикой связано…
— Всё было. Может быть, и проявление застоя.
— В эпоху академика Будкера молодые, самые лучшие физики,
конечно, быстро становились членкорами и академиками.
— У нас сейчас больше.
— Но тогда институт был молодым. А сейчас?
— У нас более-менее постоянный состав. Конечно, мы потеряли
какое-то число физиков молодого и среднего возраста, но приток
все-таки достаточно большой. В итоге у нас равномерное
распределение по возрастным группам.
— И физики-основатели, будем их так называть…
— Основателей мало осталось. Основатели пришли в лабораторию
Будкера, когда института еще не было. Работали в Москве, в
Лаборатории измерительных приборов (ЛИПАН), полностью «закрытой»
(теперь это Курчатовский институт атомной энергии). А на самом
деле тогда это была основная организация, занимавшаяся
разработкой ядерного оружия.
— Вы сейчас работаете и в большой Академии?
— Я в течение 12 лет был академиком-секретарем Отделения общей
физики, а после реорганизации руковожу секцией ядерной физики,
координирующей работу в этом направлении не только в Российской
академии наук.
— Как выглядит, в каком состоянии это направление в нашей
стране?
— Многие институты, которые занимаются ядерной физикой, входят,
допустим, в Росатом и так далее. В этом смысле финансирование
всей отрасли равно или сопоставимо с финансированием одного
хорошего университета в США, не говоря уже о Национальных
лабораториях. Мы двигались бы существенно быстрее, если бы
финансирование было адекватно задачам. В некоторых институтах
очень сложное положение, и большинство сотрудников работает за
рубежом. Мы все-таки центр держим здесь. Основную долю работы
ведем в Новосибирске.
— И связанную с линейным коллайдером?
— Линейного коллайдера еще нет. Еще только «бумажная» работа
идет.
— Что вы считаете самым интересным в физике высоких энергий?
— Обнаружение несохранения комбинированной четности в
экспериментах на В-фабриках. Было показано и измерено, что
вещество и антивещество немножко отличаются друг от друга. Очень
мало, но почему-то отличаются по своим свойствам. То есть, можно
определить из вещества или антивещества состоит данная галактика.
— А Будкер Андрей Михайлович давным-давно говорил мне: «Хотите
увидеть антимир?» — «Хочу!» — и там что-то было. Или он шутил?
— Почему? Позитроны — это антивещество. Сделать его в земных
условиях возможно, но это, так сказать, другой вопрос.
— Александр Николаевич, в семье вашей есть еще физики? Или вы
единственный?
— Единственный. Дочь вместе с мужем — биологи, а сын — экономист.
— Кроме работы, у вас есть увлечения?
— Для меня это лыжи. Ну, бегаю, когда снега нет.
— Где будете отмечать свой день рождения?
— В институте за «круглым столом».
Галина ШПАК, «НВС»
Фото Владимира НОВИКОВА
стр. 5
| 
