проработают 1.5 года, то есть примерно до конца 2011 года.
- Потому, что нужно убедиться, что не будет поломок?
- Нужно поработать, узнать, какие ещё есть баги. Не бывает огромной машины без ошибок, в этом и заключается понятие выхода на проектные параметры. У Tevatron официальный commissioning закончился в 1983 году, а вышел на проектные параметры только в двухтысячных. В девяностые годы был бардак, пока не пришли, кстати, русские физики, которые учились в нашем ИЯФ. Владимир Шильцев, например, заканчивал Новосибирский государственный университет, работал в нашем институте, затем уехал сначала в Германию, потом в США, и в начале двухтысячных стал техническим директором Tevatron. К тому времени Department of energy поставил жесткий ультиматум: либо вы прекращаете получать финансирование, либо вы показываете проектные параметры. И за несколько лет провели очень мощную реорганизацию всего комплекса, и эту машину вывел на проектные параметры наш бывший ияфовец.
- А как складываются отношения с теми, кто уехал?
- Много бывших «наших», которые до сих пор духом с нами. Они нам часто дают работу, помнят, откуда они, помнят, где они всему научились. И если человек ушел из ИЯФ, но остался в науке, просто почему-либо ушел из нашего института, он остается нашим, «ияфовцем». Может, он увидел большие перспективы в том же «Фермилабе» или в CERN. Очень много хороших людей, благодаря им, в том числе, у нас достаточно много новых контрактов. Это несколько космополитично, но это правильно.
- Очертите, пожалуйста, следующие этапы работы LHC.
- В 2012 году будет shutdown на год-полтора, техническая остановка. Тогда будут меняться все сомнительные контакты, вскрываться криогенная система, и они будут переделываться. Будут устраняться все недостатки. Сейчас работают на инжекционном комплексе, оставшемся от предыдущей протонной машины SPS, которая сейчас является поставщиком пучков для LHC. Но строится новый инжекционный комплекс, в 2014-2015 году он будет введен в эксплуатацию, это позволит улучшить параметры пучка. Более того, в 2014-15 году, после технической остановки LHC будет запускаться на проектной энергии 7 ТэВ на пучок. Ничего другого, концептуально нового, нет. Какие-то мелочи будут меняться, но это рутина.
- В отчёте о работе LHC указано, что август планируется провести на режиме повышенной светимости. На что влияет повышение светимости?
- Светимость – это количество частиц в единицу времени на единицу площади. Размерность с-1·см-2. Проектная светимость 34 с-1·см- 230, и это соответствует восьми сгусткам. Это уже хорошо по сравнению с концом марта, когда коллайдер запустился — тогда было 1027. Осенью будет 1032, и это будет соответствовать 800 сгусткам. А проектная — 2808 сгустков. Помимо этого, в будущем планируют улучшить фокусировку пучка перед экспериментальными точками.
- Что значит «улучшить фокусировку»?
- Это значит, уменьшив поперечный размер пучка, фактически увеличить плотность частиц. Если плотнее пучок, и больше частиц, пролетающих в единицу времени через единицу площади, то при столкновении двух таких пучков количество событий будет больше. А, следовательно, и лучше статистика — физики хотят копить именно статистику. Даже если от столкновения двух частиц, на 7 ТэВ каждая, родится один бозон Хиггса (хотя и это сомнительно, ибо при сегодняшней светимости такого события можно ждать тысячи лет), этого будет недостаточно. Все определяется статистикой. Копить её необходимо для того, чтобы вероятность события стала близка к 100%. Никто никогда не поверит единичному событию, нужна повторяемость для построения статистического распределения. Для поиска того же бозона Хиггса на коллайдере существует не один участок: есть детектор ATLAS, на котором работают наши физики, есть CMS. В какой-то степени они дублируют друг друга. Физики — народ очень скептический и критический. Должна быть ясная картина. Иначе весь мир просто засмеет. Чтобы такого не произошло, должен быть накоплен большой интеграл событий.
- Насколько далеко ушёл LHC от Tevatron на сегодняшний момент?
- Пока не ушёл. На Tevatron светимость около 1033, и пока CERN не выйдет на светимость, сравнимую с Tevatron, у него не будет такой статистики. Если сегодня у нас светимость 1030, то проектная — 1034. Когда её достигнут, скорость набора статистики будет в 10000 раз выше. На данный момент LHC обогнал американцев только по энергии. А что касается светимости, то весной было два сгустка, сейчас — восемь. На светимость 1030 вышли в начале июля, в начале апреля она была 1027, и с такой статистикой, как на Tevatron, реально конкурировать возможно будет только с осени. Год LHC проработает на сравнимых светимостях с Tevatron и на в 3,5 раза больших энергиях. Но теоретически уже на этих энергиях возможно найти бозон Хиггса, потому что по некоторым предсказаниям его масса лежит в районе 1 ТэВ. Tevatron ведь не просто так строился на 1 ТэВ, но оказалось, что им немножко не хватает энергии. Вполне возможно, что интересная физика на LHC будет в следующем году, а в этом — вряд ли. Сейчас идёт калибровка, отработка программного обеспечения, среды. Видны результаты столкновений, видны частицы, которые разлетаются.
- Расскажите, пожалуйста, о проектируемом линейном коллайдере.
- Об этом лучше пока не говорить, потому что до конца не уверены в целесообразности его строительства. Пока не будет все ясно с LHC, никто не даст отмашку для проекта CLIC (Compact Linear Collider). Известно, чего от него хотят, но неизвестно, будет ли он строиться, и если будет, то когда и где? Как в свое время долго решали, где построить ITER, и только несколько лет назад сошлись на том, что это будет юг Франции. Хотя это могли быть и Штаты, и Япония. То же самое с будущим коллайдером.
- Чем физика элементарных частиц может быть полезна в области космологии?
- Во Вселенной происходят и термоядерные реакции, и Землю бомбардируют частицы всех рангов, начиная от фотонов и кончая нейтрино. Более того, частицы, которые нас каждую секунду пронизывают, имеют в миллиарды раз большие энергии, чем те протоны, которые получают в LHC. Но нельзя взять «карманный» детектор и искать по всему земному шару места, где сталкиваются между собой эти частицы. Для этого и нужны коллайдеры, чтобы события были в известном месте, где можно уже поставить необходимый детектор. Тем не менее, сами космические частицы детектируют, и когда LHC ещё не давал столкновений, а ATLAS и CMS уже были построены, первые несколько месяцев они калибровались на частицах, которые летят из космоса. По тому, какой след они оставляли, определялось, какие это частицы, с какими энергиями. Поэтому, это примерно одна и та же наука. Более того, изначальная цель того же LHC – найти бозон Хиггса, который в свое время возник именно во время образования Вселенной, и является частицей, ответственной за массу.
Существует предположение, что все частицы в первые мгновения после Большого Взрыва не обладали массой. С охлаждением Вселенной температура упала ниже некоторой критической величины, так что сформировалось так называемое поле Хиггса, ассоциированное с бозонами Хиггса. С распространением поля Хиггса во Вселенной любая частица, взаимодействуя с бозоном Хиггса, приобретала массу. Чем больше
