Еще один коллайдер

Супер С-тау фабрика – это проект установки класса мегасайенс, электрон-позитронного коллайдера, который развивает Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Одна из его важнейших частей – универсальный детектор частиц – система, которая регистрирует и идентифицирует частицы, рожденные в столкновениях электронов с позитронами. 18 ноября 2021 года было запущено Партнерство вокруг эксперимента на Супер С-тау фабрике. Участники Партнерства будут координировать разработку проекта детектора и развитие физической программы эксперимента. 18 ноября в ИЯФ СО РАН состоялись первое заседание совета и выборы членов совета Партнерства.

Письма о намерении присоединиться к Партнерству по детектору и физике эксперимента коллайдера Супер С-тау фабрика подписали ИЯФ СО РАН (Новосибирск), а также научные группы следующих организаций: Института ядерной и радиационной физики РФЯЦ-ВНИИЭФ (Саров), Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ (Москва), Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ), Объединенного института ядерных исследований (Дубна), Гисенского университета имени Юстуса Либиха (Германия, Гисен), Физического института имени П. Н. Лебедева  РАН (Москва), Новосибирского государственного исследовательского университета (Новосибирск), НГТУ НЭТИ (Новосибирск), Центра современных исследований CINVESTAV (Мехико, Мексика). Ожидается также подписание другими партнерами из России, Италии, Франции и Китая.  

18 ноября в ИЯФ СО РАН состоялись первое заседание совета и выборы членов совета Партнерства. Российским руководителем (spokesman) проекта выбран главный научный сотрудник ФИАН, профессор Московского института электроники и математики им. А. Н. Тихонова ВШЭ член-корреспондент РАН Павел Пахлов, председателем совета Партнерства – заместитель директора по научной работе ИЯФ СО РАН, заведующий кафедрой НГУ доктор физико-математических наук Иван Логашенко. В дальнейшем планируется провести выборы и зарубежного руководителя Партнерства. 

Супер С-тау фабрика включает в себя ускорительный комплекс, в котором формируются интенсивные пучки электронов и позитронов, а также детектор, который регистрирует продукты столкновений пучков частиц, и с помощью этих данных физики изучают законы природы. 

«Международный опыт показывает, – пояснил заместитель директора по научной работе ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Иван Логашенко, – что в проектах коллайдеров класса мегасайенс за создание ускорительной части в большей степени отвечает страна, на территории которой реализуется проект, поскольку оно связано со строительными и прочими административными вопросами. А вот в сооружении детектора, как правило, принимает участие несколько стран. Весь объем детектора заполнен разнообразным уникальным высокотехнологичным оборудованием. Специалистов, которые способны создавать такое оборудование, единицы, и они разбросаны по всему миру. Вместе с тем, физическая программа Супер С-тау фабрики очень разноплановая, и чтобы ее реализовать, необходимо объединить специалистов из многих стран и организаций. Поэтому мы формируем партнёрство, которое поможет участникам вместе работать над проектом и сообща принимать ключевые решения относительно его развития». 

Среди прочих участниками Партнерства стали научные группы Физического института имени П. Н. Лебедева (ФИАН) и НИУ ВШЭ. Павел Пахлов отметил, что у проекта Супер С-тау фабрика есть три больших плюса. «Во-первых, он позволит сохранить России статус страны, в которой проводятся эксперименты высочайшего уровня. Во-вторых, этот проект реалистичен, и это не менее важно, потому что мы не сомневаемся, что он будет реализован в поставленные сроки. И, в-третьих, проект вызывает международный интерес: специалисты из разных стран уже выразили желание присоединиться». 

Павел Пахлов также отметил, что реализация проекта позволит специалистам ФИАН и НИУ ВШЭ обучать студентов и аспирантов на современной российской установке, что крайне важно для подготовки кадров. «Опыт Новосибирска замечателен, потому что здесь учат студентов и аспирантов на собственных установках. Возможность заниматься наукой не только за рубежом, но и у себя дома, дает свои плоды: новосибирские физики востребованы во всем мире. Научная школа в новосибирском ИЯФ, наверное, одна из лучших во всей России, и мы хотели бы перенять этот опыт».

Группа физиков из Гисенского университета присоединилась к проекту Супер С-Тау фабрики в 2018 году и более активно включилась в работу со стартом совместной российско-европейской программы CREMLINplus в начале 2020 года. Специалисты из Германии занимаются разработкой одного из вариантов системы идентификации заряженных частиц, которая называется FDIRC (Focusing Detector of Internally Reflected Cherenkov light). Сейчас они стали одним из партнеров проекта. «Сотрудничество нашей группы с Институтом Будкера в прошлом году активизировалось, – отметил Микаэль Дюрен, профессор Гисенского университета имени Юстуса Либиха, – и благодаря пандемии и видеоконференцсвязи, для нас теперь нет большой разницы, находятся ли наши партнеры в Сибири или в Европе. Будущий коллайдер Супер С-тау фабрики требует больших вложений и сотрудничества многих институтов. Опыт других крупных научных проектов (например, FAIR) показывает, что процесс получения финансирования может запросто затянуться на десятилетия. Если мы хотим быть конкурентоспособными и иметь современные технологии, важно максимально ускорить этот этап. Подписывая меморандум о намерениях, мы демонстрируем нашу заинтересованность и готовность взяться за проект, чтобы политические и финансовые агенты из разных стран могли запустить его реализацию».

В рамках партнёрства создан Совет, в который вошло по одному представителю от каждой научной группы.

«На начальном этапе, – отметил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Виталий Воробьев, – эксперты в области физики частиц и технологий детектирования частиц готовят детальный проект детектора, который включает в себя сначала концептуальный, потом технический проекты, а параллельно идет работа над компьютерным моделированием эксперимента. Моделирование позволяет реалистично воссоздать детектор еще до начала его работы. Также партнеры прорабатывают физическую программу эксперимента. На следующем этапе, после начала финансирования, партнерство превращается в коллаборацию, участники которой берут на себя часть ответственности по созданию детектора, а потом по его эксплуатации». 

В 2011 г. Правительственная комиссия отобрала шесть проектов класса мегасайенс для реализации на территории Российской Федерации, среди которых был электрон-позитронный коллайдер Супер С-тау фабрика. В 2017 г. проект Супер С-тау фабрики был включен в План реализации Стратегии научно-технологического развития России. Ожидается, что коллайдер будет построен в Сарове в рамках проекта Национального центра физики и математики, инициатором которого стала ГК «Росатом».

Основная цель экспериментов на Супер С-тау фабрике – изучение тау-лептонов и частиц, содержащих очарованные кварки, с рекордной точностью, и поиск новых физических явлений, не описываемых Стандартной моделью. По оценкам специалистов, эта установка даст шанс получить принципиально новые знания об устройстве мира.

Фото - Светлана Ерыгина 

Пресс-служба ИЯФ СО РАН