{thumbimage 150px 1}В апреле программист кафедры теоретической и математической физики НовГУ, кандидат физико-математических наук Наталия РАДЧЕНКО представит результаты своей научной работы на конференции МГУ «Ломоносов-2011». Идеи новгородской ученой, относящиеся к сфере атомной и ядерной физики, широко обсуждаются и за пределами нашей страны. В частности, ее предположения подтверждают предварительные результаты работы Большого адронного коллайдера (БАК) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве.
— Наталия Викторовна, в чём суть вашей научной работы?
— Речь идет об исследовании возможных различий во взаимодействиях элементарных частиц, протонов друг с другом и со своими противоположностями — антипротонами — при высоких энергиях. В науке существует мнение, что разницы в этих двух видах столкновений нет. Но я считаю, что она должна быть. Проверить это можно с помощью экспериментов на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе.
— Расскажите, что представляет собой Большой адронный коллайдер, о котором СМИ во всем мире уже писали тысячи раз: от басен о том, что он вызовет Армагеддон, до того, и чему верится больше, что он откроет тайны мироздания, физической сути нашей Вселенной?
— Большой адронный коллайдер — это одно из самых сложных физических устройств на Земле. Он находится глубоко под землей на границе Швейцарии и Франции, имеет диаметр 9 километров. В туннелях коллайдера сталкиваются элементарные частицы с огромной энергией и скоростью: пучки протонов ученые разгоняют в двух противоположных направлениях почти до скорости света, а потом сталкивают. При этом детекторы фиксируют число и параметры вылетающих при столкновении частиц.
В дальнейшем будут исследоваться столкновения ядер атомов свинца при очень больших энергиях. Этот эксперимент позволит смоделировать первые мгновения после Большого взрыва, то есть действительно условия образования Вселенной. Проводящиеся в Большом адронном коллайдере эксперименты дадут понимание того, что происходит на очень малых расстояниях, в миллионы раз меньше, чем размеры атомного ядра.
Исследования ЦЕРНа уже многие годы обеспечивают прорыв в новых технологиях: как в электронных, так и в технологиях обработки данных. К примеру, лазерный съем информации, оптические диски, а также Интернет первоначально были созданы специально для ЦЕРНа, а уже потом получили широкое применение. Что можно создать с помощью коллайдера — можно только фантазировать. Одна из главных его целей — обнаружение бозона Хиггса, частицы, которая отвечает за массу адронов: элементарных частиц, участвующих в так называемых сильных взаимодействиях. Это последняя пока не найденная частица, предсказанная научной теорией. Нахождение бозона Хиггса даст уверенность ученым, что современная теория правильно описывает микромир.
— Как началось ваше сотрудничество с ЦЕРНом?
— Сначала я исследовала появление сильновзаимодействующих частиц, адронов, в электрон-позитронной аннигиляции — то есть уничтожении. Во время этого процесса были обнаружены некоторые интересные эффекты, которые требовалось проверить при очень высоких энергиях. А это можно сделать только в ускорителе в лаборатории Ферми (США) или на Большом адронном коллайдере ЦЕРНа — на данных ускорителях как раз и исследуются взаимодействия протона и антипротона и протона и протона.
Для описания этих и других эффектов в своей работе я воспользовалась моделью, одним из авторов которой является мой научный руководитель — доктор физико-математических наук профессор кафедры теоретической и математической физики НовГУ Виктор Абрамовский. Дело в том, что экспериментальные данные, полученные на ускорителе ЦЕРНа, хорошо описываются в этой модели. Я провела численные расчеты, определила параметры, которые позволили модернизировать данную модель. Это и составило основу моей диссертации.НИИ физики им. В.А. Фока Санкт-Петербургского государственного университета был моей оппонирующей организацией на защите. Ученые-физики этого вуза входят в коллаборацию (научный коллектив. — Прим. ред.) ALICE Большого адронного коллайдера. Они и предложили сотрудничество. Так мои научные разработки и попали в ЦЕРН.
— Ваши идеи уже применяются на практике?
— В 2009 году я приняла участие в двух видеоконференциях с ЦЕРНом, где изложила суть своего исследования. Им заинтересовались европейские ученые. В 2010 году на коллайдере были проведены эксперименты, и мы надеемся, что они смогут подтвердить наши предсказания о различии в характеристиках взаимодействий протона с протоном и протона с антипротоном. Также на наши выводы ссылаются экспериментаторы коллайдера в своих внутренних документах и статьях.
Однако следует отметить, что полученный результат еще нуждается в тщательной проверке. Кроме того, в общепринятой теории считается, никаких различий при высоких энергиях нет, поэтому экспериментаторы пока очень осторожны в своих заявлениях. В январе российская часть коллаборации Большого адронного коллайдера ATLAS заслушала наш доклад на совещании в Национальном ядерном университете МИФИ, а сейчас мы готовим детальное предложение для экспериментаторов, которое полностью прояснит ситуацию.
— Большой адронный коллайдер — это одно из самых сложных физических устройств на Земле. Он находится глубоко под землей на границе Швейцарии и Франции, имеет диаметр 9 километров. В туннелях коллайдера сталкиваются элементарные частицы с огромной энергией и скоростью: пучки протонов ученые разгоняют в двух противоположных направлениях почти до скорости света, а потом сталкивают. При этом детекторы фиксируют число и параметры вылетающих при столкновении частиц.
В дальнейшем будут исследоваться столкновения ядер атомов свинца при очень больших энергиях. Этот эксперимент позволит смоделировать первые мгновения после Большого взрыва, то есть действительно условия образования Вселенной. Проводящиеся в Большом адронном коллайдере эксперименты дадут понимание того, что происходит на очень малых расстояниях, в миллионы раз меньше, чем размеры атомного ядра.
Исследования ЦЕРНа уже многие годы обеспечивают прорыв в новых технологиях: как в электронных, так и в технологиях обработки данных. К примеру, лазерный съем информации, оптические диски, а также Интернет первоначально были созданы специально для ЦЕРНа, а уже потом получили широкое применение. Что можно создать с помощью коллайдера — можно только фантазировать. Одна из главных его целей — обнаружение бозона Хиггса, частицы, которая отвечает за массу адронов: элементарных частиц, участвующих в так называемых сильных взаимодействиях. Это последняя пока не найденная частица, предсказанная научной теорией. Нахождение бозона Хиггса даст уверенность ученым, что современная теория правильно описывает микромир.
— Как началось ваше сотрудничество с ЦЕРНом?
— Сначала я исследовала появление сильновзаимодействующих частиц, адронов, в электрон-позитронной аннигиляции — то есть уничтожении. Во время этого процесса были обнаружены некоторые интересные эффекты, которые требовалось проверить при очень высоких энергиях. А это можно сделать только в ускорителе в лаборатории Ферми (США) или на Большом адронном коллайдере ЦЕРНа — на данных ускорителях как раз и исследуются взаимодействия протона и антипротона и протона и протона.
Для описания этих и других эффектов в своей работе я воспользовалась моделью, одним из авторов которой является мой научный руководитель — доктор физико-математических наук профессор кафедры теоретической и математической физики НовГУ Виктор Абрамовский. Дело в том, что экспериментальные данные, полученные на ускорителе ЦЕРНа, хорошо описываются в этой модели. Я провела численные расчеты, определила параметры, которые позволили модернизировать данную модель. Это и составило основу моей диссертации.НИИ физики им. В.А. Фока Санкт-Петербургского государственного университета был моей оппонирующей организацией на защите. Ученые-физики этого вуза входят в коллаборацию (научный коллектив. — Прим. ред.) ALICE Большого адронного коллайдера. Они и предложили сотрудничество. Так мои научные разработки и попали в ЦЕРН.
— Ваши идеи уже применяются на практике?
— В 2009 году я приняла участие в двух видеоконференциях с ЦЕРНом, где изложила суть своего исследования. Им заинтересовались европейские ученые. В 2010 году на коллайдере были проведены эксперименты, и мы надеемся, что они смогут подтвердить наши предсказания о различии в характеристиках взаимодействий протона с протоном и протона с антипротоном. Также на наши выводы ссылаются экспериментаторы коллайдера в своих внутренних документах и статьях.
Однако следует отметить, что полученный результат еще нуждается в тщательной проверке. Кроме того, в общепринятой теории считается, никаких различий при высоких энергиях нет, поэтому экспериментаторы пока очень осторожны в своих заявлениях. В январе российская часть коллаборации Большого адронного коллайдера ATLAS заслушала наш доклад на совещании в Национальном ядерном университете МИФИ, а сейчас мы готовим детальное предложение для экспериментаторов, которое полностью прояснит ситуацию.
Светлана ГОРИНА
