Какие тайны раскроет Большой адронный коллайдер
НАКАНУНЕ КУРС ЛЕКЦИЙ О СОВРЕМЕННОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ФИЗИКЕ В НАШЕМ УНИВЕРСИТЕТЕ ПРОЧИТАЛ РУКОВОДИТЕЛЬ КОЛЛАБОРАЦИИ RD51 CERN, СОТРУДНИК НАУЧНОГО ЦЕНТРА КОМИССАРИАТА АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ ФРАНЦИИ (CEA SACLAY) МАКСИМ ТИТОВ. ИМЕННО К ЦЕРНУ (CERN) — ЕВРОПЕЙСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПО ЯДЕРНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ, КРУПНЕЙШЕЙ В МИРЕ ЛАБОРАТОРИИ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ — В ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ ПРИКОВАНО ВНИМАНИЕ ВСЕХ ФИЗИКОВ МИРА. ОСНОВНЫМ ПРОЕКТОМ ЦЕРНА СЕЙЧАС ЯВЛЯЕТСЯ БОЛЬШОЙ АДРОННЫЙ КОЛЛАЙДЕР. ВО ВРЕМЯ ВИЗИТА В ТПУ МАКСИМ ТИТОВ ПОБЫВАЛ В НАШЕЙ РЕДАКЦИИ И РАССКАЗАЛ О ТОМ, КАКИХ НОВЫХ ОТКРЫТИЙ ЖДАТЬ ОТ БАКА И КАКИМ ДОЛЖЕН БЫТЬ СОВРЕМЕННЫЙ УЧЕНЫЙ, ЧТОБЫ СТАТЬ УСПЕШНЫМ.
— Со стороны международного сообщества как выглядит сегодня развитие теоретической физики в России?
— Я могу сказать, что теоретическая и фундаментальная физика были очень сильно развиты в советское время. Фундаментальная школа, которая давала образование, была одной из самых лучших, если не наилучшей в мире. 90-е годы сильно сказались. Помимо снижения уровня образования, самой главной потерей стали активные молодые ученые, которые в поисках возможности реализовать себя в научном плане уехали за рубеж. В данный момент эту брешь тяжело быстро восполнить.
Сегодняшние попытки улучшить ситуацию, в том числе в области финансирования, укрепления материально-технической базы, должны дать свои плоды. Но в фундаментальной науке нужны десятилетия, чтобы произошел эволюционный процесс улучшения. Будем надеяться, что данные вложения в науку, в первую очередь в фундаментальную, себя окупят, поскольку она не может зарабатывать деньги сама по себе. Но именно фундаментальная наука дает возможность через связь с другими прикладными областями реализовать фундаментальные знания в совершенно прикладных задачах. Когда-то был найден фотон, и вот в этой комнате мы видим современное ветовое оборудование. Сейчас найден Бозон Хиггса на Большом адронном коллайдере. Совершенно не применимое, казалось бы, в данный момент открытие, но кто знает, что будет через сто, двести лет. Именно поэтому фундаментальную науку надо уважать и лелеять. Ведь то, что происходит в ней, потенциально может иметь прикладное применение в будущем.
— Большой адронный коллайдер сейчас переоборудован для работы на более мощных энергиях. Каких открытий ждать?
— После переоборудования Большой адронный коллайдер уже запущен и начал работать в тестовом режиме на энергиях, в два раза превосходящих энергии, которые были в период с 2010 по 2012 год, когда и был обнаружен Бозон Хиггса. Увеличение энергии определяет существенную разницу. Все физическое сообщество надеется, что будут найдены другие новые частицы вне рамок стандартной модели. Вся фундаментальная физика и физика высоких энергий базируются на стандартной модели, которая описывает все известные в данный момент элементарные частицы взаимодействия. В то же время мы знаем, что эта модель не описывает всего того, что происходит во Вселенной. В частности, эта модель описывает только 4 % вещества, которое существует в нашей Вселенной. Мы знаем, что все, что происходит вокруг нас, все, что мы видим — все галактики, все планеты, — это только 4 %. Кроме этого, 22 % составляет так называемая темная материя, о которой мы не знаем ничего. Существует большой потенциал, что работа Большого адронного коллайдере на новой мощности сможем открыть нам, что же представляет собой эта темная материя. И, конечно, следующим шагом, который вполне может оказаться за пределами возможностей коллайдера, является изучение 74 % материи нашей вселенной, составляющих темную энергию — поле, которое пронизывает всю Вселенную. В данный момент мы не имеем никакого понимания, что это может быть. Поэтому один из основных вопросов, который будет решать адронный коллайдер, — заглянуть в глубины Вселенной и попытаться понять, что же из себя представляет Вселенная, в которой мы живем и о которой по большому счету мы ничего не знаем. Это то, что касается фундаментальной физики, но, как я уже сказал, связь фундаментальной науки с новыми технологиями — это совершенно уникальное единство. Большой адронный коллайдер сам по себе — уникальный криогенный комплекс, аналогов которому еще не существует. Он работает при температуре 2 0K, или –271 0С. Это совершенно уникальное инженерное строение. Плюс к этому, технологии, которые здесь разрабатываются, важны для медицинской физики, для разработки новых приборов. Например, позитронно-эмиссионный томограф (ПЭТ) или применение комбинации ПЭТ и магнитно-резонансной томографии в одном приборе, которые бы существенно позволили диагностировать раковые заболевания на более ранних стадиях. В принципе большинство из знаний, необходимых для улучшения приборов в медицинской физике, уже существует в физике высоких энергий. Осталось только «поместить их в другую оболочку» и адаптировать под другие требования.
— Каков он современный образ ученого?
— Наука сегодня неотделима от общества. Такие проекты, как БАК, безумно дорогие. Их стоимость исчисляется десятками миллиардов долларов. В этих экспериментах занято колоссальное количество ученых. В двух экспериментах, которые открыли Бозон Хиггса, ATLAS и CMS, работают более трех тысяч физиков со всех стран мира. Такое объединение ученых имеет колоссальное значение. В прошлом году ЦЕРН праздновал юбилей — 60 лет науки для мира. Во многих странах проходили мероприятия, связанные с тем, что вне зависимости от политики, которая доминирует в данный момент в мире, наука должна оставаться интернациональной и не знать границ. В то же время работа в больших коллаборациях имеет свои особенности и свои сложности. Например, молодой ученый, приходя в коллаборацию в три тысячи человек, должен найти в ней свое место. Далеко не все на это способны. Но опыт, который они получают, участвуя в передовых проектах вместе с ведущими учеными, бесценен. Современный физик не только должен уметь работать в большой интернациональной команде, но и быть хорошим администратором, политиком. Он должен уметь разговаривать с правительством и находить деньги на такие дорогостоящие проекты.
— Вы сами руководите коллаборацией, состоящей из 500 ученых. Как получается их организовать?
— Ключевое слово здесь — баланс между организационной составляющей, которая должна иметь свою структуру, и достаточно большой свободой, которую имеют ученые внутри этой структуры. Кроме этого, не надо забывать, что когда мы говорим о таких больших коллаборациях в 500 или 3000 человек, мы имеем в виду ученых из 50–100 стран мира. Каждая группа ученых приходит со своим финансированием от своей страны, и надо попытаться найти линии сотрудничества, в рамках которых группы ученых из разных стран смогут объединиться и выполнять совместные задачи. В свою очередь, эти задачи служат на благо одного большого эксперимента. В бизнес-структуре такое объединение невозможно представить.
Беседовала Мария Алисова