Мы продолжаем цикл публикаций,
посвященных 300-летию РАН, которое мы празднуем в следующем году. Семь статей
об истории Академии уже опубликованы на порталах Indicator.Ru и InScience.News,
теперь пришел черед новому пулу публикаций. В видеоинтервью профессора РАН,
члены-корреспонденты и академики рассказывают о науке и технологическом
суверенитете страны. Текстовая версия — сокращенная, полную смотрите
в наших аккаунтах в Rutube, YouTube и «ВКонтакте». Беседует научный редактор
порталов, спецпредставитель Десятилетия науки и технологий Алексей Паевский.
Наш первый герой — вице-директор Объединенного института ядерных
исследований (направление «Физика частиц и физика высоких энергий»),
руководитель мегасайенс-проекта NICA, член-корреспондент РАН Владимир Кекелидзе.
— Мы все какими-то разными
путями приходим в науку. Каким путем пришли вы в физику, в Дубну, в Академию?
— Помню, что, когда я был в начальных классах, я очень любил
рисовать и мечтал стать художником. Чуть позже все интересовались
радиотехникой — я тоже собирал радиоприемники в 5–6-м классе. Потом
увлекался автомобилями, разбирал-собирал двигатели, но всегда в школе меня интересовали
физика и математика. Это были мои любимые предметы. Так или иначе, мне всегда
были интересны непростые задачи, я участвовал в олимпиадах. В старших классах я
понял, что мой путь, скорее всего, в физику. Может быть, я пошел бы в
теоретическую физику, если б у меня было больше усидчивости, а так эксперимент
меня прельстил. Конечно, там тоже нужна физика, математика, разные блоки
знаний, но мне казалось, что жизнь в экспериментальной физике более интересная
и разнообразная.
Поэтому я, окончив физический факультет Тбилисского государственного
университета, поступил в аспирантуру. Моим научным руководителем стал Нодар
Сардионович Амаглобели, будущий ректор этого университета, будущий депутат
Верховного совета последнего созыва, очень интеллигентный, очень умный и тонкий
человек. Свою кандидатскую и докторскую диссертацию он в свое время, в начале
1950-х, защищал в Дубне. Поэтому он предложил мне поехать в Дубну и проходить
там практику как аспирант. После окончания университета в 1970 году я попал в
Дубну в лабораторию высоких энергий, в группу Игоря Савина, который в то время
руководил экспериментом на Серпуховском ускорителе. Там мы занимались физикой
ка-мезонов (каонов). Это был мой первый эксперимент. С тех пор я каоны очень
полюбил — не только потому, что они были открыты в год моего рождения, в 1947
году, но и потому, что ка-мезоны в то время представляли собой лабораторию, в
них сосредотачивались возможности для изучения много чего, что мы сейчас
называем Стандартной моделью.
Диаграмма каонной осцилляции
Ясно, что ка-мезоны — элементарные частицы, в которых впервые
появился кварк второго поколения — странные частицы и странный кварк.
Кроме того, ка-мезоны участвуют как в сильных, так и в слабых взаимодействиях,
поскольку распадаются, и с помощью ка-мезонов можно изучать такие
фундаментальные явления, как осцилляции ка-мезонов и CP-нарушение (нарушение
CP-симметрии или СР-инвариантности, которая предполагает, что, если все частицы
во Вселенной заменить на античастицы и зеркально отразить мир, законы
мироздания не изменятся — прим. InScience.News). CP-нарушения тогда были
одним из важнейших принципов, лежащих в основе теории, описывающей поведение
элементарных частиц и всех трех фундаментальных сил в квантовой
электродинамике, которые мы умеем описывать: слабые, электромагнитные и сильные
взаимодействия.
— А чем вы занимаетесь сейчас?
Какие у вас задачи, нерешенные проблемы?
— Главная моя задача — я являюсь руководителем проекта
NICA. Так что, наверное, 98% я посвящаю этому проекту. Проект непростой, это
целый комплекс установок, на нем работает большой коллектив ученых. Я не
единственный руководитель, у нас есть три соруководителя, сложная структура
управления, и это занимает практически все свободное время. Но старая любовь к
ка-мезонам осталась. Я по-прежнему участник ЦЕРНовского эксперимента, где
изучаются СР-нарушающие распады уже заряженных каонов. Я бы сказал, что это
самый чувствительный в мире эксперимент по поиску тонкого эффекта, который
может привести к выходу за пределы стандартной модели — это распад
К+-мезона на положительный пион, нейтрино и антинейтрино. Почему процесс
интересен? Потому что теория может довольно хорошо и точно описать этот
процесс. Эксперимент очень сложный, потому что надо изучить распад, который
идет с вероятностью 10-12. Должна быть удивительная эффективность регистрации
ка-мезонов, чтобы увидеть сотни таких распадов.
Схема установки NICA
Теория довольно хорошо предсказывает механизм этого распада, а в
ка-мезонах расположена, считай, вся физика элементарных частиц, поскольку так
или иначе все шесть кварков играют роль в процессах, которые проходят в
ка-мезонах. Поэтому, если что-то будет показано не так, как предсказывает
теория, это будет серьезный выход за рамки Стандартной модели, потому что будут
необходимы механизмы, которые объяснят, почему мы не получили точное
предсказание.
Такой эксперимент на Большом адронном коллайдере невозможен, потому что
такая чувствительность не достигается в коллайдерах. Это эксперимент на фиксированной
мишени, на ускорителе SPS (протонный суперсинхротрон — прим.
InScience.News) в подземной лаборатории, потому что там очень большая интенсивность
пучков и очень высокая светимость.
Эксперимент NA-48. Wikimedia Commons
Это как бы продолжение эксперимента NA-48, где впервые было обнаружено
прямое СР-нарушение. Напомню, что в эксперименте Джеймса Кронина, будущего
Нобелевского лауреата, было открыто СР-нарушение в распадах каонов за счет смешивания
СР-четного и СР-нечетного состояния. С тех пор более 25 лет велся поиск прямого
СР-нарушения, который необходим для Стандартной модели. Оно должно было объяснить
барионную асимметрию Вселенной. Где-то в 1980-х годах ЦЕРНовский эксперимент
показал, что, кажется, прямое нарушение найдено, опять в распадах ка-мезонов.
Параллельно эксперимент велся в Фермилабе, он назывался Е-731 и при тех же
условиях доказал, что такого явления нет. Поэтому спор продолжился уже на
качественно новом уровне. Эксперименты в Фермилабе и в ЦЕРНе продолжились — именно
к последнему эксперименту я и подключился со своей командой. И мы, конкурируя с
экспериментом KTeV в Фермилабе, открыли прямое CP-нарушение.
Джеймс Кронин.