Куда КОТ приведет

Экспериментальная установка ИЯФ сулит прорыв в энергетике

Новая физика подразумевает постоянный поиск отклонений от Стандартной модели. В частности, первые же результаты начатого в 2021 году в американской Fermilab масштабного эксперимента Muon g-2 по измерению аномального магнитного момента мюона показали его отличие от предполагаемого значения. Возможное объяснение — существование неизвестных частиц или взаимодействий. А данные, позволившие теоретически вычислить вышеупомянутый момент, были получены на коллайдере ВЭПП-2000 в Институте ядерной физики СО РАН. Как рассказал на предновогодней пресс-конференции заместитель директора Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН доктор физико-математических наук Иван Логашенко, теоретические расчеты этого момента существенно расходятся с результатами проведенных измерений. Выявленный новосибирскими физиками экспериментально при рождении пи-мезонов необычный эффект — зарядовая асимметрия — мотивировал теоретиков института пересмотреть методику расчета вероятностей рождения частиц.
— Та модель, которую физики использовали ранее, зарядовую асимметрию не описывала. Эффект очень слабый, около 1%, поэтому потребовалась большая работа, чтобы убедиться, что мы действительно наблюдаем физический эффект, а не ошибку в работе детектора. Теперь предстоит пересмотреть результаты части измерений в предыдущих экспериментах. Наблюдение зарядовой асимметрии в канале 2 π показывает, что некоторым эффектам при сильных взаимодействиях стоит уделять гораздо больше внимания, чем это делалось раньше. В частности, они играют большую роль в эксперименте Muon g-2, поэтому требуют тщательной статистики и высокой точности измерений. ВЭПП-2000 — единственная на данный момент в мире установка, работающая в нужном диапазоне энергий — до 2 ГэВ, на которой можно получить данные с очень высокой точностью, — пояснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Федор Игнатов.
Большая наука требует установок мегасайенс. Созданный в 2021 году прототип плазменной установки с милым названием КОТ (компактный осесимметричный тороид) позволит при температуре в сто миллионов градусов воспроизвести экспериментально условия, в которых будет протекать термоядерная реакция в промышленном реакторе. В перспективе КОТ может стать основой компактного и экономически выгодного источника энергии.
— Эта экспериментальная установка должна продемонстрировать возможности максимально эффективного использования магнитного поля для удержания плазмы, — отметил заместитель директора по научной работе ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Петр Багрянский. Установка стала логическим продолжением работ по ловушкам для удержания плазмы открытого типа, мировым лидером в создании которых давно стал ИЯФ. В установке КОТ, отличающейся инженерной простотой, плазма удерживается по принципу свободного вытекания газа из сосуда через узкое горлышко. КОТ должен послужить прототипом, с использованием которого будет сформирована экспериментальная база данных для установки следующего поколения — газодинамической магнитной ловушки — демонстратора технологий термоядерного синтеза.
Продолжается работа над оборудованием для источника синхротронного излучения 4-го поколения «СКИФ», единственным исполнителем, согласно госконтракту, стал ИЯФ СО РАН.
— В конце 2021 года по проекту строительства ЦКП «СКИФ» получено положительное заключение Главгосэкспертизы. К тому же синхротрон был «принят» в Лигу европейских источников синхротронного излучения (League of European Accelerator based-Photon Sources, LEAPS). А Институт ядерной физики начал производство вакуумной системы для ускорителя, — сообщил журналистам директор ЦКП «СКИФ» доктор физико-математических наук Евгений Левичев. Пучок электронов, который, двигаясь почти со скоростью света, испускает синхротронное излучение, может существовать только в вакууме. Вакуумная система синхротрона «СКИФ» будет включать в себя камеры для бустерного и накопительного колец, каналы транспортировки, электронную пушку и линейный ускоритель. Вместе это более 900 метров вакуумных камер. В настоящее время на экспериментальном производстве ИЯФ СО РАН уже изготовлены десятки метров камер для бустерного кольца. По планам в марте-апреле 2022 года должна быть собрана первая небольшая часть комплекса — электронная пушка и «кусочек» линейного ускорителя.
И, наконец, 2021 год стал поворотным в судьбе еще одной установки мегасайенс — Супер С-тау фабрики. Это ускорительный комплекс, предназначенный для экспериментов со встречными электрон-позитронными пучками с энергией от 2 до 5 ГэВ с беспрецедентной светимостью, на два порядка превышающей достигнутую сегодня в мире в этом диапазоне энергии. Концепция нового коллайдера базируется на новом методе повышения светимости Crab Waist, предложенном и разработанном специалистами INFN (Национальный институт ядерной физики, Италия) и ИЯФ СО РАН. Супер С-тау фабрика необходима для поиска «новой физики» в редких или не предусмотренных Стандартной мо-
делью распадах очарованных частиц и тау-лептона. В 2011 году Супер С-тау фабрика вошла в число шести проектов класса мегасайенс, отобранных правительственной ко-миссией для реализации в России. В июне 2016-го проект включен в утвержденный правительством План реализации Стратегии научно-технологического развития России. В августе 2017 года между Минобрнауки РФ и ИЯФ СО РАН подписано соглашение о работах по созданию научно-технического задела для реализации этого проекта. Запуск проекта, как водится, зависел от финансирования. В 2021 году принято решение о строительстве установки в Сарове.
— Стратегический проект, который наш институт вынашивал много лет, планируется реализовать в создаваемом в Сарове Международном центре физики и математики, — рассказал «Поиску» И.Логашенко. — Потенциальное место строительства установки изменилось, но создавать ее все равно будет ИЯФ СО РАН. Идет разработка прототипов ряда систем фабрики. В этом нам помогает российско-европейская программа CREMLIN plus, частью которой стала установка. Буквально месяц назад произошло важное событие — состоялось международное совещание по Супер С-тау фабрике, на котором сформирована коллаборация участников проекта. Надеемся, в ближайшее время последует и официальное решение о финансировании.

Ольга КОЛЕСОВА

Фото Юлии Клюшниковой

Нет комментариев