Есть ли физика за пределами Стандартной модели?

Российские и зарубежные ученые объединяются, чтобы лоббировать проект строительства электрон-позитронного коллайдера на территории Института ядерной физики СО РАН.

Когда-то новость о запуске Большого адронного коллайдера всколыхнула весь научный мири широкую общественность.На сегодня это самая большая установка для изучения физики элементарных частиц. Однако после обнаружения бозона Хиггса заметных открытий на ней сделано не было. Уже понятно, что БАК сможет дать ответ далеко не на все вопросы — требуются совершенно другие установки. Именно поэтому физики российских НИИ, которые участвуют в создании коллайдера NICA в Дубне, а также ряд ученых из зарубежных институтов решили объединиться для реализации перспективного проекта в новосибирском Институте ядерной физики — «Супер-чарм-тау-фабрики».

Больше продуктивности
В поисках новой физики существуют две стратегии. Первая требует грандиозных сооружений, позволяющих получать частицы с огромной энергией. Вторая нацелена на изучение редких процессов и проведение сверхточных измерений — здесь нужны не сверхвысокие энергии,а высокочувствительные детекторы и очень большие интенсивности рождения частиц.Этот путь и выбрали сибирские физики. Они проводят опыты в ИЯФ на установках ВЭПП2000и ВЭПП4М, где энергия доходит до 2 ГэВ. «Супер-чарм-тау-фабрика» во многом повторит эти установки, но ее производительность будет на пять порядков выше,чтобы изучать редкие короткоживущие частицы.

«Распады, которые часто происходят, довольно хорошо изучены, и там нет отклонений от Стандартной модели. Но есть процессы, которые в Стандартной модели запрещены: теория не разрешает частицам так распадаться, — рассказал корреспонденту «Лаб. СР» заместитель директора ИЯФ, доктор физико-математических наук Юрий Тихонов. — Хотя ученые предполагают, что Стандартная модель имеет пределы применимости и должен быть выход за ее рамки. Поиск и обнаружение таких распадов означает новую физику. Это и есть одно из направлений нашей деятельности, и оно очень многогранно. Количество процессов, которое можно изучать в физике частиц, лимитируется только количеством людей,которые будут участвовать в изучении. Область энергии 2 – 5 ГэВ чрезвычайно насыщенна, поэтому к ней проявляют большой интерес в мире. Сейчас есть одна такая фабрика, в Китае, но производительность новосибирской будет на два порядка выше».

ЮРИЙ ТИХОНОВ:
«ЕСТЬ ПРОЦЕССЫ, КОТО-
РЫЕ В СТАНДАРТНОЙ
МОДЕЛИ ЗАПРЕЩЕНЫ:
ТЕОРИЯ НЕ РАЗРЕШАЕТ
ЧАСТИЦАМ ТАК РАС-
ПАДАТЬСЯ. НО УЧЕНЫЕ
ПРЕДПОЛАГАЮТ, ЧТО
ДОЛЖЕН БЫТЬ ВЫХОД
ЗА РАМКИ СТАНДАРТ-
НОЙ МОДЕЛИ. ПОИСК
И ОБНАРУЖЕНИЕ ТАКИХ
РАСПАДОВ ОЗНАЧАЕТ
НОВУЮ ФИЗИКУ»

В ожидании финансирования
Разумеется, создание «Супер-чарм-тау-фабрики» требует колоссальных инвестиций в новые технологии — ускорительные,детекторные, компьютерные.Уже подписано больше десятка соглашений с иностранными партнерами. Россия должна обеспечить строительство ускорителя, а сообщество институтов разных стран вложится в детектор и будет оплачивать обработку данных. Не стоит забывать, что это большой инфраструктурный проект, под который понадобятся новые социальные объекты — гостиницы и проч.

Ускорительные технологии востребованы в медицине, системах безопасности, оборонной промышленности, то есть отдачи от проекта ожидают колоссальной. Но это в будущем,а в настоящем ученые ожидают финансирования. В июле 2011 года Правительственная комиссия по высоким технологиям и инновациям из 40 мегапроектов отобрала шесть, среди них и коллайдер тяжелых ионов NICA и «Супер-чарм-тау-фабрика».
«После были проведены две международные экспертизы, по итогам которых проект ИЯФ набрал наибольшее количество баллов, — говорит Юрий Тихонов. — С точки зрения научных задач и возможностей мы впереди. Это вселяет оптимизм,но пока серьезного финансирования мы не получили. Интерес к проекту огромный — и у зарубежных коллег, и у наших,и у простых жителей новосибирского Академгородка. Комплекс привлечет большое количество молодых ученых. Ведь явления в теории уже известны, поэтому есть понимание, что конкретно можно обнаружить. Это яркая и позитивная физика».

Cправка
Открывший кварки и глюоны нобелевский лауреат Марри Гелл-Ман обогатил физику поэтичными терминами: слово «кварки» позаимствовал из романа Джойса, один из кварков назвал истинным, другой — странным, третий — прелестным, а четвертый — очаровательным (по-английски — charm). «Чарм-тау-фабрика» нацелена на широкомасштабное производство и изучение, во-первых, четвертого кварка, а во-вторых — редких короткоживущих частиц, подобных электрону, — мюона и тау-лептона.
Далее