Версия для печати

Директор ИПФ РАН Александр Сергеев: «Благодаря гравитационным волнам, мы увидим другую картину окружающего нас мира»

Без каких разработок нижегородских ученых важнейшее научное открытие бы не состоялось, зачем нам нужно изучать гравитационные волны и как изменится теперь наука — обо всем этом мы поговорили с руководителем нижегородской группы, входящей в коллаборацию LIGO Scientific Collaboration, директором Института прикладной физики РАН, доктором физико-математических наук Александром Сергеевым.

Александр Михайлович, ваш институт вошел в коллаборацию в 1997 году. Какие задачи вы решали в этот период?

У нас есть три направления работы в этом проекте. Первое — это исследования, необходимые для создания и усовершенствования лазерной установки. Второе — непосредственная работа на детекторах, наши специалисты ездят в США дежурить на установках, то есть, собственно, ловить гравитационные волны. И, наконец, создание конкретных элементов для установок LIGO.

То, без чего LIGO бы не было, — это наши оптические изоляторы, изоляторы Фарадея. Требования к этому элементу совершенно уникальны, связаны они с тем, что установка должна производить чрезвычайно чувствительные измерения, им ничего не должно мешать. Мы создали изолятор с необходимыми свойствами, и сегодня они стоят во всех детекторах гравитационных волн — не только в американских, но и в европейских.

Расскажите о функции этого устройства, почему оно столь важное?

На самом деле, успех LIGO — это успех лазерщиков, успех физиков-экспериментаторов. Теоретики все предсказали и посчитали уже очень давно. Но понадобилось еще много лет, прежде чем подтянулись технологии. Практически любой элемент установки — это технологический прорыв в своей узкой области. И частности, наши изоляторы.

Итак, у нас в детекторе есть зеркала, расстояние между которыми необходимо измерять — именно эти измерения позволяют говорить о гравитационных волнах. Для этого измерения используется лазер. Собственно, лазерный дальномер вы можете найти в любом строительном магазине: небольшое устройство, которое вы направляете на объект, и оно выдает вам цифру расстояния до него. Вот так же и работает лазер в детекторе. Разница только в том, что бытовой прибор измеряет расстояние в точности до сантиметра или миллиметра, а здесь необходима точность, как минимум, 10-15 метра.

Для такой чувствительности нам нужно устранить по максимуму все шумы, все возможные помехи. И одна из больших проблем состоит в том, что свет из интерферометра может возвращаться обратно в лазер. Этого необходимо избежать. То есть нужен эдакий вентиль, который пропустит свет, но не даст ему вернуться обратно. Оптический изолятор — и есть такое уникальное устройство.

Над чем предстоит работать в будущем и какова будет роль вашей команды в этой работе?

Естественно, статьей об открытии проект не завершается, у нас еще много задач. В первую очередь, специалисты коллаборации продолжают работать над повышением чувствительности детекторов. То событие, которое было зафиксировано в сентябре, это, по большому счету, везение. Сигнал был очень мощным, он просто перекрыл все шумы. Такие события невозможно фиксировать часто — может, через год это произойдет снова, а может и через пять лет, никто не знает. А нам необходимо видеть много событий, буквально по несколько в день. Только так их можно по-настоящему глубоко исследовать.

У нашего института есть еще одна важная задача, над которой мы работаем по просьбе американских коллег. Это система дистанционного слежения за состоянием зеркал в интерферометре. Проект будет длиться долгие годы. Это сейчас система совсем свежая, но под воздействием лазера происходит так называемое радиационное старение. Меняются характеристики материалов, а это, соответственно, влияет на результаты измерений. Задача в том, чтобы отслеживать их динамику, причем не вторгаясь в систему, дистанционно. Такую систему мы сегодня уже разработали и успели испытать в США, ждем момента, когда она потребуется.

Александр Михайлович, об открытии гравитационных волн сегодня знают, наверное, даже дети. Но у многих остается вопрос — почему это так важно, что это изменит в нашем мире?

Самое главное, что это некий совершенно новый канал информации о нашем мире. Представьте себе, что у вас сейчас кроме ваших привычных чувств — зрения, слуха, обоняния и так далее — появилось еще одно, абсолютно новое. Что для вас изменится? Очень многое. Что именно? Вы не знаете, пока не обретете это чувство.

Благодаря гравитационным волнам, мы увидим другую картину окружающего нас мира. Мы увидим события Вселенной, которые мы сейчас не видим. Мы умеем ее видеть в видимом свете, в инфракрасном, в микроволновом излучении и так далее, но мы еще никогда не смотрели на нашу Вселенную в гравитационных волнах. И мы до сих пор не знаем, что именно мы увидим, одного зафиксированного в сентябре события мало, чтобы считать, что у нас появилось уже новое чувство.

Мы ожидаем, что гравитационные волны, в частности, помогут нам лучше понять, что такое темная материя и темная энергия. Но главного мы, наверняка, еще просто не знаем. Это всегда самое интересное в науке: теоретики просчитывают, экспериментаторы создают технологии и ищут предсказанное, а в итоге кроме этого находят часто еще что-то неожиданное. И это и есть следующий шаг для развития науки.

Конечно, есть и практические следствия. Каждое большое исследование, большое открытие «подтягивает» технологии. Стремясь поймать бозон Хиггса, мимоходом создали Интернет, а примеров таких множество. Благодаря работе по поиску гравитационных волн, огромный скачок сделали лазерные технологии, оптические, вакуумные технологии, компьютерные технологии и так далее. Что-то из разработок, наверняка, выйдет за пределы детекторов и найдет себе место где-то еще.

Спасибо! Поздравляем вас с большим достижением и желаем дальнейших успехов!