На юбилейной конференции «Вклад Г.И. Будкера и его института в мировую науку» физики обсудили историю и перспективы установок ИЯФ СО РАН.

Директор ИЯФ СО РАН академик Павел Владимирович Логачёв обозначил цель научного форума: «Еще раз, глубоко и нестандартно, посмотрев на наше прошлое, убедиться в правильности того, что мы собираемся делать в будущем… У института должны быть ясные, четкие цели и ориентиры. Как мне кажется, самое важное, к чему нужно стремиться — это браться за те задачи, выполнить которые сегодня кажется невозможным. Малая реалистичность является критерием правильного выбора: по крайней мере, так делал Будкер». 

Научный руководитель ИЯФ академик Александр Николаевич Скринский отметил другую черту будкеровского стиля управления — демократичность и равенство мнений при обсуждении важных решений. Знаменитый черный круглый стол для совещаний появился в институте фактически одновременно с первой установкой, электронным ускорителем ВЭП-1. Его изготовили в Москве еще до окончания строительства ИЯФ, а затем перевезли и смонтировали в новосибирском Академгородке. «Это была настоящая эпопея», — сказал Александр Скринский. По его словам, после начавшихся в 1965 году экспериментов в ИЯФе и Стэнфорде, «…самым главным результатом стала доказанная возможность успешных экспериментов по физике элементарных частиц на плотных пучках».
 
KS.jpg 
 
История Института ядерной физики — история его установок и их эволюции. Еще в 1957 году Герш Ицкович Будкер выдвинул идею электрон-позитронного ускорителя, которую поддержал академик Игорь Васильевич Курчатов. С этого момента берет начало другая «настоящая эпопея» — коллайдера ВЭПП-2 и его дальнейших превращений. Первый  крупный научный результат, полученный на этой установке, — открытие ρ-мезонного резонанса — принес Ленинскую премию 1967 года, а в 1970-м на ней же было обнаружено множественное рождение адронов. Присоединение к ВЭПП-2 в 1972 году еще одного кольца-накопителя позитронов превратило ускоритель в ВЭПП-2М, который, в свою очередь, в 2000 году был модернизирован до ВЭПП-2000. «Мы искали путь увеличения энергии и светимости, не распространяясь за границы не только института, но и одного экспериментального зала, и нашли выход в применении так называемых круглых пучков», — прокомментировал член-корреспондент РАН Юрий Михайлович Шатунов. В 2014—2017 установка прошла апгрейд без переименования и сегодня успешно используется в том числе в международных проектах. 
 
Другая историческая линейка начинается с ВЭПП-3, на котором в 1973 году было получено рентгеновское синхротронное излучение (СИ), быстро ставшее популярным инструментом у ученых разных направлений. Как отметил академик Геннадий Николаевич Кулипанов, в ИЯФе впервые в мире удалось создать «рентгено-диффузионное кино» с интервалами между «кадрами» (моментами фиксации изображения) до 5 наносекунд. В 1970—1980-е годы сибирский источник СИ активно использовался в отечественных и международных экспериментах. Так, в московском Институте молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН под руководством доктора физико-математических наук Марка Александровича Мокульского шли исследования солей ДНК. Участница конференции в ИЯФ кандидат физико-математических наук Альвина Андреевна Вазина из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (подмосковное Пущино) рассказала о применении  СИ в изучении структуры биополимеров с большими периодами — например, мышечных тканей. В рамках Сибирского отделения Академии наук СИ легло в основу многих меджисциплинарных исследований: в частности, кинетики химических реакций, нанокатализаторов, динамики взрыва и детонации, палеоклимата по донным осадкам сибирских озер.
 
«В 1977 году, в самый разгар холодной войны, было подписано советско-британское соглашение о научно-техническом сотрудничестве, в том числе в области синхротронного излучения, — напомнил Г.Н.  Кулипанов. — Этот пункт включили англичане как заинтересованная сторона, в 1978—1981 годах они активно использовали возможности ВЭПП-3… Впрочем, и для нас получилась хорошая школа международного сотрудничества, около 50 специалистов ИЯФ впервые выехали за рубеж». Ученый рассказал также об использовании СИ в сравнении лунного грунта, доставленного на землю советскими автоматическими станциями и астронавтами США. «Анализ показал почти полную идентичность состава тех и других образцов, — сказал Геннадий Кулипанов, — и это отвергает сегодняшние инсинуации о том, что американцы не высаживались на Луне». 
 
Академик Г. Кулипанов рассказал о двух источниках СИ, «Сибирь-1» и «Сибирь-2», изготовленных в ИЯФ для Курчатовского института: на запуске второго из них в 1999 году присутствовал Владимир Владимирович Путин. «Сегодня  в нашей стране есть четыре действующих и один строящийся синхротрон, но все они принадлежат ко второму поколению, — констатировал ученый. — Новый глоток надежды дало посещение президентом РФ нашего института и Академгородка 8 февраля нынешнего года и последовавшие за этим поручения… Для Курчатовского института будет строиться источник СИ четвертого поколения, для ИЯФ — “3+”…Это интеграционный проект, который должен приносить интеграционные эффекты».
 
По словам Геннадия Кулипанова, сооружение первой очереди сибирского синхротрона (10 каналов вывода и столько же рабочих станций) должно начаться в 2019 году, займет 5 лет и потребует около 30 миллиардов рублей; вторая очередь (32 канала и 32 станции) может быть запущена еще через пятилетку при вложении 10,7 миллиардов. Проект получил название СКИФ — Сибирский кольцевой источник фотонов. Академик назвал и точное место строительства установки — площадку, с востока примыкающую к территории ИЯФ. На сегодняшний же день основным работающим источником СИ для сибирских ученых служит ВЭПП-4М, результат многоэтапной модернизации ВЭПП-3.
 
Как сообщил заместитель директора ИЯФ член-корреспондент РАН Юрий Анатольевич Тихонов, сегодня в мире работает четыре электрон-позитронных коллайдера, два из которых — в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. Об участии сибирских физиков в трех перспективных проектах этого же плана рассказал замдиректора ИЯФ доктор физико-математических наук  Евгений Борисович Левичев. Разрабатываемый на базе CERN ускоритель FCC рассчитывается на высочайшие в мире мощности — от 45 до 182 ГэВ — и должен стать крупнейшим научным сооружением за всю историю человечества. Кольцо длиной в 100 километров протянется под Альпами, окрестностями Женевы и дном одноименного озера. В основе FCC лежит идея Crab Waist — встречи и кратковременного «захвата» сжатых пучков под большим углом, что должно повысить светимость на 1—2 порядка. Первые контакты по этому проекту с учеными ИЯФ начались в 2011 году. Представители института участвуют в ежегодных совещаниях по FCC, собирающих 500—700 участников, и пишут три главы в Conceptual Report по этому проекту.
 
В мире проектируется также два новых коллайдера со средними показателями энергии пучка (1—3,5 ГэВ) и периметра (600—1000 метров). Это USTC Китайской академии наук и новосибирская Супер чарм-тау фабрика (СЧТФ), которая также будет использовать эффект Crab Waist. «Наш проект утвержден Минобрнауки РФ  в качестве одного из первых шести национальных объектов научной инфраструктуры уровня мегасайнс, — сообщил Евгений Левичев. — Есть распоряжение правительства: предоставить к концу 2019 года документы, необходимые для начала финансирования». Как отметил ученый,  СЧТФ «модернизируется еще на стадии проектирования»: так, периметр кольца сочли целесообразным уменьшить с 800 до 600 метров. «Реализация  такого проекта была бы существенным вкладом в физику элементарных частиц», — считает Юрий Тихонов, выступавший на конференции в ИЯФ с обзором мировых тенденций в использовании и проектировании ускорителей.
 
Третий же тип перспективного электрон-позитронного коллайдера рассчитан на сверхнизкую энергию (около 400 МэВ) и размер (периметр 35 метров). Как рассказал Евгений Левичев, он предназначен для исследования парных мюонов. Две эти частицы с разной полярностью образуют димюоний — специфический атом, выпадающий на несколько миллиметров из пучка при его столкновении с другим и вскоре распадающийся. Существование связанного состояния мюонов предсказано теоретически в начале 1960-х, однако экспериментально пока не наблюдалось. «Наблюдение димюония должно стать открытием мирового уровня», — предполагает Е.Б. Левичев. Он также отнес предназначенный для этого μμ-трон («мюмютрон») к области критических технологий «…за счет использования новейших, ранее не применявшихся, методов и устройств».
 
Евгений Левичев считает создание μμ-трона сравнительно легко осуществимым: оно не требует согласования с правительством и Минобрнауки РФ, поскольку может финансироваться на грантовой основе, к тому же в ИЯФ для такой установки есть готовый инжектор и технологическая инфраструктура. «Всё это позволяет надеяться на привлекательность проекта для студентов и молодых специалистов, — считает ученый, — которые увидят возможность быстрого получения результатов и, как следствие, — продвижения в научной карьере». 
 
Все актуальные и будущие исследования ИЯФ ведутся в широкой и тесной международной кооперации. Как сказал Юрий Тихонов, «Физика элементарных частиц собрала одно из самых многочисленных научных сообществ мира, поскольку она является основой для очень перспективных мультидисциплинарных направлений: синхротронного излучения, лазеров на свободных электронах, ядерной медицины, супервычислений и big data». Институт ядерной физики вовлечен в крупнейшие коллаборации, в числе которых CERN, KEK, JPARC, SLAC и GRAN SASO — последний в перечне ориентирован на поиск «темной материи». «Весь мир гораздо больше, чем ИЯФ, но во всех экспериментах на встречных пучках наши физики принимают участие», — констатировал Александр Скринский. Он отметил участие института и в техническом оснащении международных проектов: «Установки нашего производства или с нашим оборудованием работают по всему земному шару кроме Африки и Антарктиды».
 
Андрей Соболевский

Источники

Физика круглого стола
Наука в Сибири (sbras.info), 07/05/2018
Новосибирские физики подтвердили подлинность высадки астронавтов США на Луну
Новости@Mail.ru, 07/05/2018
Новосибирские физики подтвердили подлинность высадки астронавтов США на Луну
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 07/05/2018
Новосибирские физики скорректировали проект электрон-позитронного коллайдера нового поколения
The world news (theworldnews.net), 07/05/2018
Новосибирские физики скорректировали проект электрон-позитронного коллайдера нового поколения
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 07/05/2018
Новосибирские ученые доказали истинность высадки американцев на Луну
Вести.ru, 07/05/2018
Российские ученые подтвердили подлинность высадки американцев на Луну
Взгляд.Ру, 07/05/2018
Новосибирские ученые доказали истинность высадки американцев на Луну
ГТРК Новосибирск, 07/05/2018
Новосибирские физики подтвердили высадку астронавтов на Луне
Сибкрай.ru (sibkray.ru), 07/05/2018
Американцы 100% были на Луне - новосибирские физики
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 07/05/2018
Российские физики нашли доказательства пребывания американцев на Луне
Телеканал 360, 07/05/2018
Подлинность высадки американских астронавтов на Луну подтверждена исследованиями новосибирских физиков
Новосибирские новости (nscn.ru), 07/05/2018
На юбилейной конференции "Вклад Г.И. Будкера и его института в мировую науку" физики обсудили историю и перспективы установок ИЯФ СО РАН
Российская академия наук (ras.ru), 07/05/2018
Новосибирские физики скорректировали проект электрон-позитронного коллайдера нового поколения
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 08/05/2018
Новосибирские физики скорректировали проект электрон-позитронного коллайдера нового поколения
SMIonline (so-l.ru), 08/05/2018
Новосибирские физики скорректировали проект электрон-позитронного коллайдера нового поколения
Новосибирские новости (nscn.ru), 07/05/2018
Физика круглого стола
Академгородок (academcity.org), 08/05/2018
Физика круглого стола
Дубна: наука, содружество, прогресс (jinr.ru), 06/06/2018

Похожие новости

  • 14/05/2018

    Гениальный фантазер академик Будкер

    ​Столетний юбилей - традиционный предлог для воспоминаний и славословий. Впрочем, Андрей Михайлович (Герш Ицкович) Будкер не нуждался в таких поводах. Автор идеи встречных пучков, на которых работают ускорители всего мира, метода электронного охлаждения, классической открытой магнитной ловушки для удержания плазмы - это все о нем.
    455
  • 23/10/2017

    Приборы и технологии ИЯФ СО РАН под землей и в космосе

    ​Может ли хорошее финансирование способствовать развитию научного потенциала института? Вопрос, конечно, риторический. Практика показывает: комплексный подход помогает не только продвинуться в исследованиях, но и повысить эффективность работы всей организации, в том числе ликвидировать существующие дисбалансы.
    702
  • 25/01/2017

    Академику Геннадию Кулипанову исполняется 75 лет

    Геннадий Николаевич Кулипанов родился 25 января 1942 года в г. Щучинск Кокчетавской области Казахской ССР. В 1963 году окончил Новосибирский электротехнический институт (в настоящее время - Новосибирский государственный технический университет).
    1108
  • 21/05/2018

    Сибирские ученые в погоне за димюонием

    ​Вряд ли другой институт может похвастаться таким количеством научных направлений и их приложений, родившихся в его стенах, как Институт ядерной физики СО РАН. Метод встречных пучков, электронное охлаждение, линейные открытые магнитные системы удержания плазмы, промышленные ускорители, сверхпроводящие вигглеры, микродозовые рентгеновские установки - всего не перечислишь.
    265
  • 09/08/2018

    Четыре ракурса Герша Будкера: к 100-летию основателя Института ядерной физики в Новосибирске

    ​Научная общественность отметила столетие со дня рождения выдающегося советского физика, академика Герша Ицковича Будкера, основателя и первого директора новосибирского Института ядерной физики. Судьба отпустила ему в науке немногим более тридцати лет, но, по словам его коллег, «благодаря увлеченности Будкер в свои неполные шестьдесят лет прожил фактически несколько жизней».
    342
  • 02/04/2018

    Высокая энергия науки: юбилеи в ИЯФ СО РАН

    ​​В мае ИЯФ СО РАН отмечает два юбилея: 60 лет с момента создания и 100 – со дня рождения его основателя и первого директора Герша Ицковича Будкера. Институт ядерной физики Сибирского отделения РАН создан по Постановлению Совета Министров СССР в мае 1958 года на базе Лаборатории новых методов ускорения Института атомной энергии.
    403
  • 25/12/2017

    Пресс-конференция по итогам третьего года реализации комплексной научной программы ИЯФ СО РАН. Церемония физического запуска установки СМОЛА

     25 декабря 2017 г. в 13:30 в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) состоится пресс-конференция, посвященная итогам третьего года реализации комплексной научной программы «Развитие исследовательского и технологического потенциала ИЯФ СО РАН в области физики ускорителей, физики элементарных частиц и управляемого термоядерного синтеза для науки и общества» в рамках гранта Российского научного фонда.
    972
  • 26/03/2018

    Установки класса мегасайенс объединяют ученых

    ​В недавнем Послании Федеральному Собранию президент страны упомянул о решении Совета по науке и образованию создать мощный источник синхротронного излучения в новосибирском Академгородке. Если намерение построить установку мегасайенс не останется на бумаге, Академгородок вновь может стать центром притяжения российских и международных исследовательских коллективов, как это уже было в 1970-е, когда в мире работало всего три подобных ускорителя - в Гамбурге (Германия), в Стэнфорде (США) и в Сибири - в Институте ядерной физики СО РАН.
    629
  • 22/09/2016

    Будущее Академии наук зависит от нее самой

    ​В ходе общего собрания Сибирского отделения РАН в середине сентября состоялась дискуссия о положении дел в науке и ее отдельных направлениях. Академики и члены-корреспонденты РАН обсудили широкий круг вопросов, начиная от постановки целей в научной сфере и заканчивая сотрудничеством в рамках конкретных проектов.
    1498
  • 28/04/2018

    Внутренний огонь физика Будкера: 100 лет со дня рождения основателя Института ядерной физики СО РАН

    ​​1 мая исполняется 100 лет со дня рождения основателя Института ядерной физики Сибирского отделения РАН Андрея Будкера. Андрей Будкер - крупный теоретик, "релятивистский инженер", пионер коллайдеров на встречных пучках заряженных частиц.
    808