В Дубне, в Институте ядерных исследований создают новый коллайдер. Назвали проект просто и красиво – НИКА. Это аббревиатура от Nuclotron-based Ion Collider facility. В то же время богиня победы. На установке НИКА ученые попытаются смоделировать процесс первых мгновений возникновения Вселенной несколько миллиардов лет назад. По сути, рождение нашего мира.
«Младший брат» Большого адронного коллайдера появится в подмосковной Дубне. В Объединённом Институте ядерных исследований началось строительство отечественного ускорителя ядерных частиц.
Объединенный институт ядерных исследований. Основан в 1956 году на базе Института ядерных проблем Академии наук Советского Союза. Находится в городе Дубна. Здесь, впервые в мире создан синхрофазотрон, протонный ускоритель, на котором ученые достигли рекордной по тем временам энергии. За большой вклад Института в современную физику 105-му элементу периодической системы Менделеева присвоено название «Дубний», а 114-му – «Флеровий», в честь академика Георгия Флёрова. Сегодня в составе Института 7 лабораторий. Основные направления исследований - ядерная физика, физика элементарных частиц и конденсированного состояния вещества.
НИКА – не менее амбициозная, но менее дорогая установка, чем «церновская». Периметр кольца 500 метров. Как и швейцарский прибор, создаваться НИКА будет в международной кооперации.
В Дубне не стали рыть тоннели и копать шахты - проект разработан на базе уже существующего нуклотрона. По сути - это каскад из трёх ускорителей.
Один из них уже действует - сверхпроводящий ионный синхротрон-нуклотрон. Второй этап - бустер, обеспечит частицам необходимую интенсивность. Раньше здесь располагались магниты синхрофазотрона. Плюс два кольца коллайдера, в котором и будут сталкиваться протоны.
Русский коллайдер станет лучшей установкой для проведения экспериментов по физике тяжелых ионов. Учёные надеются, что после запуска проекта НИКА центр таких исследований пропишется в Подмосковье.
«Есть еще область физики высоких энергий. Она не менее интересная, она очень популярная сегодня среди физиков, в этой области ожидаются очень яркие интересные открытия, а именно фазовые переходы ядерной материи. Для того, чтобы их изучать, необходимо создать максимальную плотность барионной материи, ту, которая существует в нейтронных звездах. Для изучения именно этих процессов в максимальной барионной плотности не нужна максимальная энергия, как на БАКе или на Брукхейвенской машине. Теоретики рассчитали , что она очень близка к той, которая сегодня достижима на нашем нуклотроне»,
- рассказывает директор лаборатории высоких энергий ОИЯИ Владимир Кекелидзе.
Главное отличие российского коллайдера от швейцарского в том, что в ЦЕРНе основные силы брошены на поиски неуловимого бозона Хиггса - частицы, которая даёт массу всем остальным частицам.
Россия же на своей установке будет изучать другую область возникновения Вселенной несколько миллиардов лет назад: формирование из кварков и глюонов частиц барионной материи. То есть, нашего мира.
«Теоретики сформулировали те условия, при которых было возможно формирование Вселенной по тому пути, по которому оно пошло. А условия очень простые - определенная температура (или энергия) частиц и плотность ядерного вещества. Когда теоретиками были сформулированы эти условия, стало понятно, какой эксперимент можно поставить в лабораторных условиях у нас на Земле, чтобы попробовать смоделировать те условия, которые были на ранних этапах формирования Вселенной»,
- рассказывает заместитель главного инженера ОИЯИ, член-корреспондент РАН Григорий Трубников.
Именно НИКА позволит учёным приблизиться к условиям возникновения «Большого взрыва», от которого, по мнению физиков, и появилась наша Вселенная.
«Для этого нужно четко определенная энергия, нужно разогнать тяжелые ядра. Мы выбрали золото по золоту, потому что это легче технологически сделать. На базе нуклотрона и создается коллайдер. Первый разгонный блок будет нуклотрон, линак, потом пучки будут выведены, и будет организована встреча двух пучков в двух местах. В одном мы будем изучать тяжелую ионную программу, пытаться достичь той максимальной плотности барионной материи, и смотреть, что из этого получится. А в другой будем изучать спиновую физику. Тоже не менее интересный проект»,
- объясняет Владимир Кекелидзе.
С помощью НИКИ учёные надеются раскрыть структуру Вселенной и тайны её фундаментальных сил: тёмной материи, тёмной энергии, чёрных дыр, «кротовых нор» и экстра-измерений.
«Когда вы знаете, как образовывалось вещество, как образовывалась материя, как она формировалась, вы можете прогнозировать, что будет с этой материей, как она будет дальше развиваться, как она будет распадаться и гибнуть. Вообще, это фундаментальные вопросы, которые дадут отгадки к пониманию эволюции нашей Вселенной»,
- рассказывает Григорий Трубников.
Сегодня научная программа НИКА наполняется новыми идеями. Параметры установки, а это высокая энергия, колоссальная плотность вещества и разнообразие сортов исследуемых частиц, открывают возможности для решения целого ряда прикладных задач.
Это углеродная терапия, тестирование электроники для космических программ, трансмутация радиоактивных отходов, новые подходы к получению энергии.
Но главное, что коллайдер станет работать у нас в стране, а не за рубежом. И молодые российские учёные получат хорошую и интересную работу у себя дома.
Запуск первого этапа проекта НИКА планируется через два года. А уже к 2017-му ядерщики из Дубны ждут начала работы всего комплекса.