CC BY
27
Вклад
отечественных ученых и инженеров в эксперименты CERN
Сергей Максименко,
директор Института ядерных проблем БГУ, доктор физико-математических наук, профессор
Владимир Макаренко,
ученый секретарь Института ядерных проблем БГУ, кандидат физико-математических наук
Одна из ключевых задач современной науки - изучение глубинных свойств материи и фундаментальных взаимодействий, для чего в 1954 г. на границе Швейцарии и Франции вблизи Женевы была основана Европейская организация ядерных исследований (CERN), ставшая крупнейшим мировым ядерно-физическим научным центром, членами которого являются 22 государства. Шесть из них - ассоциированные члены, три имеют статус наблюдателя. Кроме того, 42 страны, включая Республику Беларусь (1994 г.), подписали соглашения о развитии сотрудничества с CERN.
а протяжении
60 лет в качестве инструментов исследований в CERN проектируются, строятся и используются специализированные установки - ускорители и детекторы частиц. Первые разгоняют частицы в пучке до высоких энергий. Они сталкиваются друг с другом или с материей стационарной мишени. Их детекторы
регистрируют продукты соударений. Изучение этих процессов в недостижимых ранее областях энергии позволяет ученым получать новые знания о фундаментальных законах природы.
Крупнейший в мире современный ускоритель частиц -Большой адронный коллайдер (LHC) в CERN - состоит из 27-километрового накопительно-ускорительного кольца, в котором пучки протонов
разгоняются до энергии столкновения 14 ТэВ. Объем данных, регистрируемых детекторами, составляет десятки миллионов гигабайт в год. Для проведения экспериментов созданы крупные международные коллаборации - объединения ученых, инженеров и производственников из разных стран. Белорусы являются полноправными участниками двух крупнейших экспериментов - CMS и ATLAS.
Еще во времена Советского Союза нашими учеными был получен большой опыт планирования и проведения ускорительных экспериментов в ОИЯИ и Институте физики высоких энергий (ИФВЭ, Протвино, Россия), ставший основой плодотворного сотрудничества, существующего сейчас. В Беларуси регулярно организовываются международные семинары и совещания.
Для решения фундаментальных задач физики
микромира в 1993 г. был создан Национальный научноучебный центр физики частиц и высоких энергий при Белорусском государственном университете (НЦ ФЧВЭ БГУ), сотрудники которого занимались разработками в экспериментальной и теоретической физике высоких энергий и, кроме того, обеспечивали координацию работы отечественных ученых и ОИЯИ. Центр включен в состав Института ядерных проблем Белорусского государственного университета (НИИ ЯП БГУ).
Команда под руководством Н. Шумейко совместно с коллегами из ОИЯИ начала участвовать в проектировании детектора CMS c 1992 г. Для координации сотрудничества в 1994 г. была создана крупная международная коллабо-рация - RDMS. БГУ дважды (в 2004 и 2008 г.) становился площадкой для проведения ее ежегодных международных конференций.
Крупнейшим материальным вкладом Беларуси в создание установки CMS стали работы по высокоточному изготовлению металлических поглотителей торцевых адронных калориметров и ряда вспомогательных систем на Минском заводе им. Октябрьской революции (М. Кривомаз) при технической поддержке НЦ ФЧВЭ БГУ (А. Курилин, Р. Стефанович), Института порошковой металлургии, Белорусского национального технического университета и коллег из ОИЯИ и российских институтов -Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники, Института теоретической и экспериментальной физики. Работа была
удостоена Золотой медали CERN в 2003 г. и стала визитной карточкой технологических возможностей нашего государства в мировом научном сообществе.
Огромный вклад в создание электромагнитных калориметров для экспериментов CMS и ALICE внесли ученые НИИ ЯП БГУ (М. Коржик, О. Мисевич, А. Федоров). Совместно с российскими коллегами из ИФВЭ и БЗТХИ (г. Богородицк, Россия) создан новый сцинтилляцион-ный материал - вольфрамат свинца. Электромагнитный калориметр коллаборации CMS на основе его кристаллов сыграл ключевую роль в главном открытии последнего
десятилетия в физике высоких энергий - обнаружении бозона Хиггса. Работа была удостоена награды «Achievement Award for CMS Construction» в 2010 г.
Признание CERN в 2010 г. получила разработка и создание электроники считывания для передней мюонной станции (ME 1/1) эксперимента CMS, которая была выполнена учеными и инженерами НЦ ФЧВЭ БГУ (М. Батурицкий,
В. Чеховский, И. Емельянчик) и завода «Интеграл»
(А. Панфиленко) совместно с коллегами из ОИЯИ.
Сотрудники НИИ ЯП БГУ (В. Чеховский, А. Литомин) принимают участие в подготовке технической
Участники
рабочего
совещания
Беларусь - ЦЕРН,
посвященного
совместной
работе в проекте
Большого
адронного
коллайдера,
НЦ ФЧВЭ БГУ, Минск, 1996 г.
Участники
рабочего
совещания
по изготовлению
первого
поглотителя
торцевого
адронного
калориметра
эксперимента CMS,
Минск, 2001 г.
НАУКА И ИННОВАЦИИ | №10 (176) | Октябрь 2017
Визит первого заместителя председателя ГКНТ Республики Беларусь В.И. Недилько (второй слева) в CERN, 2008 г.
документации и работах по вводу в эксплуатацию ряда систем эксперимента CMS, а также разработке модулей низковольтного питания передней мюонной системы детектора.
В рамках программы модернизации установки CMS НИИ ЯП БГУ и предприятие «Артмаш» (С. Савицкий) разработали и поставили в CERN ряд узлов механических конструкций для электроники считывания торцевой и бар-рельной частей детектора.
С 1994 г. сотрудники отечественных институтов принимают участие в другом крупнейшем эксперименте на LHC - ATLAS. Активно работали и работают группы в Институте физики им. Б. И. Степанова НАН Беларуси (А. Богуш,
Ю. Кульчицкий, Ю. Курочкин) и НИИ ЯП БГУ (П. Старовойтов). Белорусские ученые и инженеры участвовали в разработке и создании калориметрической, мюонной и магнитной подсистем детектора ATLAS, подготовке физической программы и анализе данных эксперимента, планировании
будущих этапов модернизации установки.
Крупным вкладом нашего государства стало изготовление деталей конструкции магнитной системы ATLAS на Минском заводе им. Октябрьской революции при технической поддержке НЦ ФЧВЭ БГУ (В. Румянцев) и ОИЯИ. Работа была отмечена наградой CERN «ATLAS Supplier Award» в 2005 г. Некоторые высокоточные детали адронного калориметра ATLAS были изготовлены на Минском тракторном заводе.
Ученые ИФ НАН Беларуси внесли весомый вклад в разработку, создание и калибровку модулей адронного тайл-калориметра ATLAS, обеспечив его высочайшее энергетическое разрешение. Технические работы были также выполнены в Физико-техническом институте НАН Беларуси и НЦ ФЧВЭ БГУ.
Сотрудники Института физики играют ведущую роль в анализе данных эксперимента ATLAS по изучению конденсата Бозе-Эйнштейна.
Специалисты НИИ ЯП БГУ проводят измерения процессов рождения адронных
струй в эксперименте ATLAS. Результатом работы белорусской группы являются новые фундаментальные знания о структуре протона и свойствах сильного взаимодействия.
Ученые НИИ ЯП БГУ (Х. Суарес) анализируют события процесса Дрелла-Яна в эксперименте CMS, участвуют в проектировании и подготовке будущих экспериментов в CERN: Future Circular Collider, Crystal Clear Collaboration и Compact Linear Collider Detector and Physics (НИИ ЯП БГУ).
Финансирование работ происходит за счет средств долевого взноса Республики Беларусь в ОИЯИ при поддержке Государственного комитета по науке и технологиям; научных фондов Европейской комиссии 6-й и 7-й Рамочных программ ЕС; программы «Горизонт-2020», зарубежных институтов-пар-тнеров, и в меньшей степени - госпрограмм научных исследований и грантов Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований.
Участие в экспериментах в CERN позволяет отечественным ученым получить неоценимый опыт проведения уникальных научных исследований и полноправный доступ к развивающимся высоким технологиям, а нашему государству - войти в число ведущих мировых держав с наукоориентированной экономикой. СИ
