Новосибирские физики построят настольный ускоритель

В новосибирском Академгородке в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ) открылось собрание международной коллаборации AWAKE. Цель, которую ставят перед собой ученые из 9 стран, - продемонстрировать новый принцип ускорения заряженных частиц. На основе этого принципа можно будет построить коллайдер, который по уровню энергии сталкивающихся частиц (протонов и электронов) превзойдет сегодняшние установки в тысячу раз.

- Дело в том, что о сих пор увеличение энергии в физике элементарных частиц достигалось ценой увеличения размеров коллайдера. Но эти размеры исчисляются уже десятками километров и двигаться по этому пути уже невозможно, - пояснил "РГ" руководитель коллаборации директор Института физики им. Макса Планка Аллен Калдвелл.

Необходимо искать новые подходы к созданию ускорительной техники. Еще в 1950-е годы была предложена идея ускорения частиц не в вакууме, а в плазме. Дело в том, что в плазме можно создать магнитные поля в сотни и тысячи раз мощнее, а, значит, и частицы будут ускоряться во столько же раз быстрее. Это позволит уменьшить размеры ускорителя с километров до метров. Но, как это часто бывает, от красивой научной идеи до ее реализации дойти оказалось очень непросто.

Только в последние годы ученые научились ускорять частицы в плазме, накачивая энергию с помощью лазера. Но ученые, работающие в коллаборации AWAKE, намерены пойти дальше и вместо лазера использовать пучок протонов, который обладает намного большей мощностью.

Почему собрание международного коллектива физиков проходит именно в Новосибирске?

Уменьшить размеры коллайдеров с километров до метров позволит разгон частиц в плазме

По словам Аллена Калдвелла, основные теоретические идеи, на которых основан эксперимент, и численные методы расчета взаимодействия пучка частиц с плазмой предложены главным научным сотрудником ИЯФ СО РАН Константином Лотовым.

Эксперимент AWAKE, который стартовал в ЦЕРНе (Швецария) в декабре 2016 года, направлен на то, чтобы построить еще более совершенные научные инструменты для фундаментальных научных исследований. Но дело в том, что новый принцип ускорения частиц позволяет создать компактную ускорительную технику для практических нужд. Сегодня подобные приборы уже используются в медицине (лучевая терапия) и промышленности, но это довольно громоздкая техника, занимающая десятки квадратных метров. Если же удастся превратить ускоритель в прибор, умещающийся на рабочем столе, то область применения такой техники намного расширится, именно этим и занимаются в новосибирском ИЯФе.

- Такие установки будут востребованы и в медицинских лабораториях и в заводских цехах, но, конечно, мы еще только в начале пути, - сообщил кандидат физико-математических наук Алексей Левичев.