В Институте ядерной физики СО РАН состоялась пресс-конференция, посвященная очередному заседанию международной коллаборации AWAKE.
До сих пор увеличение энергии в физике элементарных частиц достигалось ценой увеличения размеров коллайдера. И похоже, ученые подошли к критической черте. Например, длина Международного линейного коллайдера (ILC), проектируемого в Японии, будет составлять 31 километр. Дальнейший рост коллайдеров становится, мягко говоря, проблематичным, в том числе и с позиции стоимости их строительства. Но мощности существующих установок недостаточно для решения всех задач, встающих перед современной наукой.
Потенциальный путь решения этой проблемы известен еще с середины прошлого века. Речь о способности плазмы выдерживать огромные электрические поля, исследованиями в этом направлении занимался, в частности, основатель ИЯФ академик Герш Будкер. Но реализация на практике этого метода оказалась столь сложной, что он до сих пор находится на стадии теоретических построений и экспериментов. Однако, воплотив метод на практике, ученые смогут создать плазменный ускоритель гораздо меньших размеров и большей энергии, нежели доступна сегодня.
В этом и состоит цель эксперимента AWAKE, проводимого Европейским центром ядерных исследований (ЦЕРН): продемонстрировать возможность создавать нужную волну протонным пучком – самым мощным источником энергии, пригодным для этих целей. Изготовление и монтаж оборудования для него начались в 2013 году. А в декабре 2016 года в эксперименте AWAKE была зафиксирована модуляция плотности высокоэнергичного протонного пучка на выходе из плазменной секции. Это свидетельствует о наличии в плазме очень сильного электромагнитного поля и открывает путь к дальнейшему использованию протонных пучков для ускорения частиц в плазме. Первые результаты и стали одной из главных тем очередного совещания международной коллаборации.
– Как это часто бывает, чем сложнее задача, тем весомее результат от ее решения, – отметил заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе, д.ф.-м.н. Евгений Левичев. – И если кто-то смог бы этот метод реализовать, то ускорители, которые сейчас занимают десятки километров, можно было бы делать в масштабах стола, за которым мы собрались. А это открывает качественно новые возможности для их использования. В частности, для лечения онкологических заболеваний.
Как уже говорилось, у истоков метода стояла команда новосибирских физиков во главе с академиком Г. Будкером. Работа в этом направлении продолжилась и в дальнейшем. В результате, в эксперименте AWAKE вклад Института ядерной физики – как раз теоретический. Подробнее о нем в своем выступлении рассказал главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН Константин Лотов, координатор проекта AWAKE по теории и моделированию. Методика заключается в использовании плазмы, в которой частицы разгоняются с помощью протонного пучка. В результате, не нужны становятся не нужны длинные металлические тоннели с мощными магнитами как в современных коллайдерах.
– Эксперимент AWAKE важен, потому что он делает большой шаг от уже хорошо изведанной области. Если теория, которую мы предсказали, подтвердится в ходе экспериментов, можно будет делать следующий шаг к новым ускорителям, которые могут быть применены для исследования природы, устройства мира, а не только процессов ускорения, – подчеркнул ученый.
– Нами предусмотрено несколько этапов работы экспериментальной установки, – продолжила его выступление технический координатор проекта в ЦЕРН Эдда Гшвендтнер. – Первый этап направлен на то, чтобы продемонстрировать взаимодействие протонов и плазмы, что при этом взаимодействии действительно формируются ускоряющие структуры – этот этап будет длиться до конца 2017 года. Следующим шагом будет инжекция ускорения электронов в этих плазменных волнах – это примерно еще один год. Потом ЦЕРН будет закрыт на два года для апгрейда установок. И после этого можно будет говорить о каких-то дальнейших работах, уже по созданию собственно нового типа ускорителя.
Вообще, участники пресс-конференции неоднократно подчеркивали, что эксперимент решает исключительно фундаментальные научные задачи и сам по себе прикладного значения не имеет. Однако мы знаем, что почти все значимые прикладные научные результаты имеют в своей истории, как раз, фундаментальную науку. Тем более, как утверждают участники коллаборации, в случае успешного развития эксперимента, на протяжении двух ближайших лет исследователи намерены доказать возможность строительства небольших ускорительных комплексов. И решить тем самым задачу, сформированную знаменитым новосибирским физиком Будкером более полувека назад.
Наталья Тимакова.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии