Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Большой адронный коллайдер: ожидания и мифы

Начало: 25.07.2008 | Окончание: 15.08.2008


Владимир Дмитриевич Кекелидзе


Кекелидзе Владимир Дмитриевич, профессор доктор физико-математических наук, руководитель Лаборатории физики высоких энергий Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), член комитета ЦЕРН по Большому адронному коллайдеру.

Владимир Дмитриевич Кекелидзе – физик-экспериментатор, работающий в области физики элементарных частиц. В 1971-1993 гг. годах – участник экспериментов (БИС, БИС-2, ЧАРМ, ЭКСЧАРМ) на Серпуховском ускорителе по регенерации нейтральных каонов, и измерению параметров их распада, исследованию механизмов рождения странных и очарованных частиц и сопутствующих поляризационных явлений в адронных реакциях.

С 1993 года участвует в серии экспериментов (NA48, NA48/1, NA48/2, NA62), проводимых на ускорителе СПС (суперпротонный синхротрон) в ЦЕРНе (Европейском центре ядерных исследований), в которых был получен ряд фундаментальных и уникальных по точности результатов.

Владимир Дмитриевич был руководителем ряда проектов, выполняемых в рамках международных коллабораций, был членом научно-консультативных комитетов крупных научных центров. С 2004 г. он входит в состав комитета ЦЕРН по LHC (Большому адронному коллайдеру).

С 1997 по 2007 г.г. В.Д. Кекелидзе возглавлял Лабораторию физики частиц ОИЯИ. За эти годы были практически полностью выполнены обязательства ОИЯИ как по созданию элементов ускорителя LHC, так и по крупнейшим физическим проектам на LHC – CMS и ATLAS, в первом из которых Лаборатория несла полную ответственность за создание трех детектирующих систем установки.

Владимир Дмитриевич Кекелидзе – автор и соавтор более 200 научных работ.



Просмотров: 27132 | Комментариев: 1


Вопросы и ответы:


Вопрос:

Физик
Как Вы считаете, Владимир Дмитриевич, будет ли в электрон-позитронных коллайдерах когда-нибудь достигнута столь же высокая энергия, как на LHC? Будет ли это обязательно линейный коллайдер или, всё же, может быть и циклический? Будут ли ещё сооружаться крупные циклические лептонные коллайдеры, или будущее только за линейными? Каковы, на Ваш взгляд, перспективы мюонных коллайдеров? Через сколько лет они могут быть созданы? Заранее спасибо!



Вопрос:

Любопытный
Владимир Дмитриевич, как Вы считаете, будут ли открыты суперсимметричные частицы на LHC?


Вопрос:

Дмитрий
Насколько будет открыта информация о результате экпериментов? Все ли участники эксперимента будут иметь доступ к информации? Будут ли какие-либо секретные данные?

Ответ:

Владимир Дмитриевич Кекелидзе
Все результаты, полученные в экспериментах на LHC, будут опубликованы в открытой печати. Никаких секретных данных не будет. Это основополагающие принципы ЦЕРНа, как международной организации, нацеленной на получение новых данных о строении микромира путем объединения усилий многих стран и научных коллективов. Технологические наработки, сделанные в ходе подготовки экспериментов, останутся собственностью стран-участниц. Как ими сумеют распорядиться страны — зависит от их технической культуры. В России также были освоены новые уникальные технологии, которые возникли при подготовке экспериментов в ЦЕРН. Представляется очень важным не только сохранить, но и интенсивно их продвигать. Исторический опыт и пример ЦЕРНа учат, что одним из наиболее эффективных путей прогресса в стране является создание передовой базы для развития фундаментальной науки.


Вопрос:

Александр
Владимир Дмитриевич, расскажите, пожалуйста, об участии российских физиков в строительстве LHC и в будущих экспериментах на этом коллайдере. Заранее спасибо!

Ответ:

Владимир Дмитриевич Кекелидзе
Несмотря на то, что Россия не является страной-участницей ЦЕРН, российские физики внесли значительный вклад как в строительстве самого ускорителя LHC, так и в создание 4х его основных детекторов: ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Например, среди ~ 2500 участников эксперимента ATLAS около 200 физиков представляют 6 Российских научных центров, а также ОИЯИ и институты его стран-участниц. Приблизительно в таких же пропорциях наши ученые участвуют и в других 3х экспериментах. Многие элементы всех 4х установок были созданы и испытаны в России, а затем усилиями наших специалистов интегрированы в составы основных установок.

Широкомасштабное участие российских физиков в самой амбициозной научной программе по физике частиц стало возможным благодаря специальному решению Российского Правительства о научном сотрудничестве ЦЕРН – Россия, принятому в начале 90х. Аналогичное соглашение было заключено между двумя международными организациями ЦЕРН и ОИЯИ. Все это позволило в течение последних 15 лет в сложных условиях нашей экономики не только сохранить определённый научный потенциал в этой передовой области науки, но и развить базу по созданию современной аппаратуры, основанной на самых высоких технологиях. Другим положительным примером этого участия явилась активизация сотрудничества между физиками из стран СНГ. Особенно наглядно это было представлено в Дубне, где соответствующая база создавалась представителями 18 стран-участниц ОИЯИ, включающих кроме стран СНГ и ряд других стран. Так, например, ряд российских научных центров (ИЯИ, ИФВЭ, ИТЭФ, ФИАН, НиЯФ МГУ, ПИЯФ), участвующих в эксперименте CMS, объединившись через ОИЯИ с институтами из Еревана, Минска, Софии, Ташкента, Тбилиси, Харькова, смогли взять на себя полную ответственность за создание и запуск в эксплуатацию крупных блоков установки CMS.

Значительный вклад в строительство самого ускорителя LHC внесли специалисты Института Ядерной Физики им. Г.И. Будкера (г. Новосибирск), Государственного научного центра Российской Федерации Института физики высоких энергий (г. Протвино), ОИЯИ (г. Дубна) и ряда других российских институтов.

Тема участия российских ученых в строительстве LHC и будущих экспериментах на нём настолько обширна, что не представляется возможным вместить ее в данный формат.


Вопрос:

DiCh
Можно ли использовать установку для проведения других экспериментов, теоретически менее рискованных?

Ответ:

Владимир Дмитриевич Кекелидзе
Ускоритель LHC и основные его четыре установки будут использованы для исследования широкого круга задач по физике частиц и релятивистских ионов, оптимизированных в соответствии с проведенными расчетами. Задачи эти хорошо определены и перечислены в планах соответствующих экспериментов (см. выше). Как всегда, имеется определённый риск не получить ожидаемых по теории результатов, но это будет стимулом как для развития теории так и для дальнейшего совершенствования эксперимента. О других рисках мне неизвестно.


Вопрос:

Дмитрий Рыбаков
Что такое Бозон Хигса? Какая философия скрыта в этом понятии? Является ли он неделимым? Какую дилемму о структуре реальности разрешит его поиск? Кто еще искал Бозон Хигса и почему не нашли? Что будет, если его не смогут найти?
Заранее спасибо

Ответ:

Владимир Дмитриевич Кекелидзе
Бозон Хиггса – это скалярная частица (безспиновая и с нулевым зарядом), ответственная за генерацию масс любых элементарных частиц. Связанная с ним «философия» (философия СМ) состоит в том, что любая другая элементарная частица приобретает массу за счет взаимодействия с квантово-физическим вакуумом - низшим энергетическим состоянием полей, в основном с полем Хиггсовких бозонов. В случае достаточной энергии столкновения этот бозон может быть рожден в свободном состоянии, как и любая другая частица. В свою очередь, он должен распадаться, образуя в конечном состоянии известные элементарные частицы. Именно по таким распадам и предполагается его поиск. Бозон Хиггса искали в экспериментах на электронно-позитронном коллайдере (LEP) в ЦЕРН и на протонном коллайдере Tevatron в лаборатории им. Ферми в США. На обоих ускорителях получены нижние ограничения на массу Хиггса, которые не противоречат современной теории. На большие массы не хватило энергии. Хотя Tevatron еще имеет шанс, так как его энергия вплотную приблизилась к оптимальной согласно некоторым моделям, и эксперименты на нем (CDF и D0) продолжаются. Если Хиггсовский бозон не будет найден на LHC, то придется несколько усложнить теорию генерации массы по сравнению с общепринятой Стандартной моделью. Но теоретики уже работают в этом направлении.


Вопрос:

Голота
Уважаемый Владимир Дмитриевич!
Знакомы ли Вы с работой Эдриана Кента (Adrian Kent) «A critical look at risk assessments for global catastrophes»?
http://arxiv.org/pdf/hep-ph/0009204v6 http://www.proza.ru/texts/2008/05/23/67.html (перев. А. Турчин)
Что Вы скажете о добросовестности опубликованного 20 июня сего года исследования безопасности LHC, выполненного работниками ЦЕРНа (Steven B. Giddings and Michelangelo L. Mangano) «Astrophysical implications of hypothetical stable TeV-scale black holes»? http://www.scribd.com/doc/3567268/Astrophysical-implications-of-hypothetical-stable-TeVscale-black-holes
Не кажется ли Вам справедливым заключение Кента, что при бесконечно большой цене риска (речь идёт об уничтожении единственной обитаемой планеты Солнечной системы) вероятность такого побочного нежелательного События должна быть НУЛЕВОЙ, т.е. должна быть исключена ПОЛНОСТЬЮ?
Между тем, в работе Giddingsа и Mangano описано более десятка самых различных рисков развития катастрофы. Более того, при тех многомиллиардных числах протон-протонных столкновений (в секунду) любой из описанных рисков может быть реализован хотя бы по законам математической статистики.Более того, я могу легко показать компилятивный (ненаучный) характер работы Giddingsа и Mangano, и то, что некоторые оценённые ими риски не отличаются от единицы, т.е. на 100% гарантируют уничтожение Земли при современном отношении к безопасности экспериментов!

Ответ:

Владимир Дмитриевич Кекелидзе
Прежде всего, хочу отметить, что в экспериментах на LHC, как и в экспериментах на других ускорителях, имеющих более чем полувековую историю исследований, в лабораторных условиях воспроизводятся те же процессы, которые естественным образом постоянно происходят в Природе, например, при столкновении космических лучей с нашей планетой. Можно придумать разнообразные катастрофические явления (их набор ограничен только нашей фантазией), а затем рассчитывать вероятности соответствующих рисков. Если рассчитать вероятность падения Луны на Землю (или Земли на Солнце), то она также не будет НУЛЕВОЙ! В своей работе А. Кент полемизирует с авторами, оценивавшими риски, связанные с запуском ускорителя RHIC в Брукхейвене, США. Этот ускоритель уже функционирует несколько лет и об этих рисках забыли. Работа S.B. Giddingsa и M.L. Mangano, по-видимому, инициирована очередными статьями в широкой печати на ту же тему. Michelangelo Mangano – физик-теоретик, ученый высочайшего уровня, широко эрудированный в вопросах, выходящих за пределы физики элементарных частиц, и у меня нет никаких оснований сомневаться в его оценках.


Вопрос:

Макар
Не кажется ли Вам, Владимир Дмитриевич, что при современном состоянии субатомной физики наука физика уже попала, достигла самой лаборатории природы, в которой она сама (природа) ведет эксперименты? То есть создаются и испытываются новые частицы, а физики, периодически заглядывая туда, каждый раз видят другую картину и придумывают слова "странность", "дробность" и т.п. Может стоит остановиться на время, да переквалифицировавшись в философов, посоображать - благо необдуманного материала больше, чем нужно?

Ответ:

Владимир Дмитриевич Кекелидзе
Насчет того, что Природа «ведет эксперименты» и уже давно, я полностью согласен! Задача физиков понять, насколько это возможно, Природу и создать теорию, способную предсказать новые явления, основываясь на уже известных. Процесс этого познания (поиска научной истины) бесконечен. Конечно, познавая новые явления, иногда требуется введение новых понятий. Но все многообразие современной физики элементарных частиц описывается Стандартной моделью, оперирующей пока всего лишь двумя десятками параметров. Новые эксперименты крайне важны в областях, пока не исследованных – высокие энергии, как на LHC, или крайне редкие процессы, которые можно изучать и при более низких энергиях.


Вопрос:

Александр
Здравствуйте Владимир Дмитриевич!
Насколько реально беезопасное создание сверхмалой черной дыры в Большом адронном коллайдере для получения энергии?

Ответ:

Владимир Дмитриевич Кекелидзе
Ни в одном из 4х экспериментов на коллайдере не планируется создание «черных дыр для получения энергии». Некоторые из процессов, которые будут определенным образом отбираться из совокупности всевозможных случайных взаимодействий протонных пучков коллайдера при их столкновениях, впоследствии будут анализироваться и возможно помогут продвинуться в понимании явлений, происходящих во Вселенной, в т.ч. и образования «черных дыр».


Вопрос:

Sergey
. Возможно ли прикладное использование процесса, происходящего в системе спутанных квантов, а именно - измерение каких-либо физических параметров (давления, температуры) в недоступном для передачи сигнала месте более простым способом (кабель, радиоканал)?

Ответ:

Владимир Дмитриевич Кекелидзе
Системы «спутанных квантов» не являются предметом исследований на LHC. К сожалению, не могу дать исчерпывающий профессиональный ответ на Ваш вопрос. Это — интересная тематика по применению фундаментальной науки, но из другой области.





Перейти к обсуждению на форуме >>