Наука и техника

Проект рассматривается экспертами Европейского комитета по развитию будущих ускорителей (ECFA).

Новый электрон-позитронный коллайдер должен получить название «Супер чарм-тау фабрика» и стать частью международной программы в области физики высоких энергий. Проект был разработан в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ СО РАН, Новосибирск) и относится к классу Mega Science (Меганаука). Это приставка означает, что строительство объекта выходит за пределы возможностей одной страны.

Планируется также, что на российском коллайдере будут изучать явления, которые выходят за рамки Стандартной модели. К таковым относят, например, нарушения CP- и T-симметрий. Вероятно, «Супер чарм-тау фабрика» будет изучать процессы рождения c-кварков и τ-лептонов, а также искать так называемые экзотические адроны, которые не укладываются в рамки кварк-антикварковой или трехкварковой модели, а еще осуществлять поиск CP-нарушений в распадах D-мезонов и τ-лептона.



Схема «Супер чарм-тау» фабрики. Указаны уже существующие объекты, которые в последствии должны войти в будущую фабрику как ее части. Их использование должно существенно удешевить проект

Вообще же, для осуществления поисков «новой физики» имеются две стратегии. Первая требует создание невероятных сооружений, которые позволяют получать частицы с огромной энергией. Это такие гиганты, как Большой адронный коллайдер (LHC) и Международный линейный коллайдер (International Linear Collider – ILC), строительство которого планируется в Японии.

Цель второй стратегии − изучение редких процессов и проведение очень точных измерений. Она уже не требует сверхвысоких энергий, зато нуждается в высокочувствительных детекторах и в очень большой интенсивности рождения изучаемых частиц. Такая стратегия является более «экономной». И именно ее выбрали сибирские физики.

Кольцо коллайдера «Супер чарм-тау фабрики» будет небольшим − всего 800 м. В нем будет происходить сталкивание встречных пучков электронов и позитронов с энергией от 1 до 2,5 ГэВ. Параметры ускорителя подобраны таким образом, чтобы рождалось большое число тау-лептонов и адронов, которые содержат с-кварки – так называемые «очарованные» кварки (от английского «charm»).

Специалисты обещают, что российская установка будет иметь целый ряд достоинств, обеспечивающих ее конкурентоспособность на протяжении 10-15-летнего периода. Во-первых, это светимость − до 1035 см-2с-1 (светимость характеризует количество сталкивающихся частиц в единицу времени), которая в 100 раз превышает достигнутую светимость на других ускорителях в этом диапазоне энергий. Такое свойство будет получено с помощью нового метода встречи пучков в электрон-позитронном коллайдере (Crab-Waist). Этот метод позволяет значительно повысить светимость без существенного увеличения интенсивности пучков, размеров установки или уменьшения длины сгустка. Метод предложили итальянские физики, однако развитием занимались также и новосибирские специалисты. Светимость, достигнутая этим методом, обеспечит на 3-4 порядка большее число нужных событий (статистику) для анализа, чем это возможно сегодня. Все это позволит изучать редкие явления, которые представляют большой интерес для науки.

Помимо прочего, планируется создание пучков с продольной поляризацией (с направлением спина частиц параллельно скорости). Такое создание пока не удавалось реализовать ни на одном электрон-позитронном коллайдере. Таким образом, это позволит проводить недоступные ранее эксперименты.

А еще учеными разрабатывается детектирующая система, имеющая рекордные характеристики по чувствительности. Это обеспечит очень точное исследование параметров рождающихся частиц.

Правительство РФ уже высказало о желании поддержать проект, однако решение о финансировании пока не принято. А ведь на создание новосибирского коллайдера нужно порядка 17,5 млрд рублей. 13 млрд из них планируется получить от государства. Остальные деньги должны внести международные участники проекта − ими могут стать более двадцати зарубежных и отечественных организаций.

Между тем, ИЯФ уже фактически начал строительство «фабрики». На сегодняшний день построены инжекционный комплекс и тоннель под будущий линейный ускоритель. Эти сооружения должны войти в будущий коллайдер, как составные части, что существенно удешевит проект.



Расположение будущего ускорителя на территории ИЯФ

Министерство образования и науки РФ высказало инициативу, чтобы экспертная группа Евросоюза рассмотрела перспективы сотрудничества Евросоюза и нашей страны по реализации на территории России проектов меганауки. Что и было реализовано. В результате эксперты назвали будущий российский коллайдер ускорителем мирового уровня. Он должен рассматриваться как часть международной программы в области физики высоких энергий. Его строительство в Сибири позволит нашей стране «получить место за столом небольшого клуба стран с научными установками мирового класса». До этого Европейский комитет по развитию будущих ускорителей (ECFA) также назвал отечественный ускоритель значительным вкладом в развитие физики частиц.

В докладе Евросоюза отмечено также, что «за последние десятилетия ИЯФ оказал существенную поддержку многим лабораториям по всему миру, теперь, быть может, время для этих лабораторий ответить взаимностью».

В поддержку строительства написал американский физик, нобелевский лауреат Мартин Перл.

http://naked-science.ru/article/sci/russian-collider