...А теперь – о высоком

ТПУ и ЦЕРН реализовали в Томске уникальный проект

Транссибирская школа по физике высоких энергий в конце апреля прошла в Томске. Уникальное мероприятие, которое, как надеются организаторы, станет ежегодным — совместный проект ТПУ и Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН).

Первая Транссибирская школа объединила как студентов и молодых ученых из разных сибирских городов, проводивших исследования в ЦЕРНе, так и уже опытных ученых, работающих в Европейской организации по ядерным исследованиям и других мировых исследовательских центрах.

Пять дней насыщенной и увлекательной работы. Более двух десятков открытых лекций от ведущих мировых и российских ученых в области фундаментальной физики. А также панельные дискуссии, обмен опытом и поиск оптимальных и продуктивных вариантов сотрудничества российских вузов с международными коллаборациями. Такой запомнится эта неделя участникам Транссибирской школы. От ЦЕРНа участие в работе Транссибирской школы приняли директор по международным связям Шарлотта Варакауле, советник генерального директора Кристоф Шафер, советник по отношениям со странами — не членами ЦЕРН в Центральной Азии Тадеуш Куртыка и научный сотрудник коллаборации CMS Мартин Мулдрес.

Большой взрыв. А дальше?

Физика высоких энергий не случайно вызывает такой интерес ученых всего мира. Сегодня это одно из самых высокотехнологичных и динамично развивающихся направлений фундаментальной науки, которое позволит ответить на главные вопросы человечества. Почему мы здесь? Как устроена Вселенная? Как она развивалась в первые секунды после Большого взрыва и какие физические законы управляют миром сегодня? Можем ли мы на эти законы влиять?

Таких вопросов множество. Ученые установили: на сегодняшний день человечество ничего не знает о 95 % материи Вселенной. Приблизиться к разгадке пытаются специалисты ЦЕРН. Потому внимание ученых всего мира приковано к изучению взаимодействия элементарных частиц и ядер атомов при энергиях столкновения, существенно превышающих массы сталкивающихся частиц, и определению роли этих взаимодействий в построении Вселенной.

— Одна из основных целей Транссибирской школы по физике высоких энергий — образовательная, — отмечает ее участник, сотрудник Комиссариата по атомной энергии Франции (CEA) Максим Титов. — Большинство мероприятий пятидневной программы ориентированы на студентов. Мы хотим заинтересовать молодых людей, чтобы они приходили в физику элементарных частиц. Для этого даем им возможность познакомиться с колоссальным инженерно-технологическим комплексом ЦЕРНа, понять, насколько сложные проекты там реализуются. Они включают исследователей из разных стран мира, которые вместе работают над пониманием фундаментальной физики и развитием практического применения полученных результатов.

Площадкой для проведения Транссибирской школы не случайно стал именно ТПУ. Томский вуз и Европейский центр ядерных исследований связывает серьезное сотрудничество. Эксперты ЦЕРНа отмечают: Томский политехнический университет относится к инженерным вузам, деятельность которых направлена на практическую область применения научных знаний. Для развития фундаментальной физики это имеет особое значение, поскольку воплощение научной теории невозможно без точной технической проработки, четкой инженерной мысли.

— Наш вуз вовлечен в высокую мировую науку. Мы являемся официальными участниками одного из крупнейших международных проектов — эксперимента CMS, реализуемого на Большом адронном коллайдере, — перечисляет проректор по образовательной деятельности ТПУ Александр Вагнер. — Кроме того, Томский политехнический университет официально участвует в коллаборации LHCb, связанной с работой одного их четырех детекторов Большого адронного коллайдера.

В рамках этого направления мы в сентябре прошлого года поставляли в ЦЕРН первые детали для будущего апгрейда детектора, полностью разработанные и изготовленные в ТПУ. Хочу отметить, что в научные проекты и эксперименты столь высокого уровня вовлечены в первую очередь наши аспиранты и студенты.

Есть контакт!

Молодежная секция Транссибирской школы стала площадкой для общения студентов и молодых ученых. Последние поделились опытом работы в международных коллаборациях ЦЕРНа. Один из таких мастер-классов прошел в детском технопарке «Кванториуме». О своем участии в глобальном международном научном исследовании ученикам восьмых-десятых классов рассказал инженер Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Виталий Охотников.

В составе научной группы он задействован в проекте по измерению характеристик пучка элементарных частиц. В прошлом году молодой ученый из Томска пять месяцев провел в ЦЕРНе. Виталий курирует работу по повышению надежности системы алмазных детекторов на Большом андронном коллайдере. Она разрабатывается для того, чтобы в случае возникновения неисправностей автоматически отключить ускорители коллайдера.

— Сегодня молодых специалистов охотно привлекают к масштабным проектам и исследованиям. Например, средний возраст сотрудников ЦЕРНа - 27 лет, — говорит Виталий Охотников. — При этом, чтобы сотрудничать с Европейским центром ядерных исследований, не обязательно быть специалистом в области фундаментальных частиц. Можно проектировать детекторы, заниматься программированием и так далее. ЦЕРН — это огромная площадка, где проходит большое количество экспериментов в разных сферах, накапливается серьезный опыт и рождается множество открытий. Например, именно в ЦЕРНе был разработан первый тачскрин, мировая паутина (WWW) и многие другие технологии.

Второе направление Транссибирской школы — открытые лекции от представителей ЦЕРНа и других международных научных организаций. Ученые рассказали о физике топ-кварка, будущем проекте уровня мегасайнс в России — Супер чарм-тау фабрике — для изучения вопросов асимметрии вещества и антивещества во Вселенной, а также об «очарованной» физике, свойствах с-кварка и элементарных частицах. Также в рамках Школы в ТПУ прошла панельная дискуссия «Роль российских университетов в международных проектах мегасайнс: опыт и перспективы». Участники дискуссии обсудили создание и использование на территории России шести установок класса мегасайнс, являющихся частью Стратегии научно-технологического развития РФ. Реализация таких проектов — это большой комплекс работ, включающий в себя создание самих установок, работу на них, подготовку кадров.

Об этом рассказали представители Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН (Новосибирск), Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (Москва), Объединенного института ядерных исследований (Дубна). В планах организаторов сделать Транссибирскую школу ежегодной. Площадкой для обмена опытом и обсуждения совместных международных проектов помимо ТПУ могут стать университеты Томска, Новосибирска, Казахстана.

В Женеву сотрудники ЦЕРНа увезут деталь одного из научных символов ТПУ — камеру бетатрона — самого компактного ускорителя в мире, который был разработан в университете в середине прошлого века. Презент с гравировкой «От производителей самых маленьких ускорителей разработчикам самых больших» директору по международным связям ЦЕРНа Шарлотте Варакауле вручил ректор ТПУ Петр Чубик во время знакомства иностранных гостей с университетом.

Автор: Ирина Перова

ЦЕРНу нужны инженеры. На Транссибирской школе мы обсуждали важные вопросы вовлечения молодых ученых, студентов в наши проекты, а также возможности, которые предоставляются на уровне регионов и являются масштабными и нужными в рамках глобального понимания науки. Большое спасибо ТПУ, на базе которого проходит школа.

Шарлотта Варакауле, директор по международным связям ЦЕРНа

Транссибирская школа по физике высоких энергий — значимое событие не только для ТПУ, но и для нашего города и всего региона. На школу в Томске собрались студенты из разных вузов Сибири. Это уникальная возможность в живом формате пообщаться с ведущими исследователями в области физики высоких энергий.

Игорь Степанов, директор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ

Большая физика

Политехники в проектах мегасайнс

В этом году в университете сформировалась новая исследовательская школа — физики высокоэнергетических процессов. В нее вошли самые перспективные научные коллективы, занимающиеся исследованиями в области фундаментальной физики, физики высоких энергий и элементарных частиц. Ученые школы сегодня сотрудничают с ведущими международными проектами уровня мегасайнс по физике.

Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН)

Политехники плодотворно участвуют в работе нескольких коллабораций и департаментов ЦЕРНа. Так, в коллаборации CMS ученые вуза ведут исследования в рамках проекта BRIL по измерению характеристик пучка элементарных частиц. В коллаборации LHCb они работают над модернизацией трекового детектора SciFI Большого адронного коллайдера. В коллаборации RD51 исследуют процессы старения элементов газовых декоров и развитие технологий GEM. В коллаборации NA64 ведут исследования по поиску темной материи, а в COMPASS участвуют в экспериментах по исследованию структуры адронов. В IT-департаменте коллаборации ATLAS политехники работают над совершенствованием и созданием новых систем по анализу и хранению метаданных. А в департаменте по ускорительным технологиям участвуют в создании новейших методов диагностики и управления пучком протонов коллайдера.

Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах European XFEL

Это международный проект по созданию самого крупного в мире лазера на свободных электронах, предназначенного для наблюдения за ходом химических реакций. Политехники участвуют в исследованиях и создании новых методов диагностики электронного пучка на этой установке.

«Немецкий электронный синхротрон» DESY

Это один из крупнейших центров мира, где ведутся исследования в области физики ускорителей и физики высоких энергий. На ускорителях DESY генерируются уникальные по своим свойствам фотонные пучки, которые используются сотнями научных и промышленных организаций со всего мира для проведения исследований и разработок. Политехники проводят масштабные исследования в области когерентного поляризационного излучения для диагностики субфемтосекундных электронных сгустков. Длина такого сгустка меньше длины волны видимого света.

Национальная ускорительная лаборатория КЕК (Организация по изучению высокоэнергетических ускорителей, Япония)

Совместно со специалистами лаборатории политехники ведут исследования в области терагерцевого излучения. Их цель — разработка новых методов генерации монохроматического излучения в терагерцевом диапазоне.

VEPP — электрон-позитроный коллайдер, построенный в Институте ядерной физики СО РАН в Новосибирске

В экспериментах CMD-3 и SND группа ТПУ участвует в обработке экспериментальных данных, разработке алгоритмов реконструкции для выделения событий редких процессов, таких как рождение адронов при аннигиляции электро-позитронных пар, изучение векторных мезонов и их возбужденных состояний, рождение С-четных резонансов. Эксперимент «Дейтрон» посвящен изучению электро- и фотоядерных реакций на тензорно-поляризованных дейтронах, в частности измерению тензорных анализирующих способностей реакций фоторасщепления дейтрона, когерентного и некогерентного фоторождения пионов на дейтроне.