«СПИН-98» в Протвино

 

      В подмосковном городе Протвино прошел международ­ный симпозиум, собравший физиков из   крупнейших ис­следовательских центров мира. Среди его организаторов — российские ученые,   которые  продолжают работать воп­реки кризисным условиям в стране.

 

Физика высоких энергий имеет дело с объектами, невидимыми глазу - так на­зываемыми «элементарными частицами». Название появи­лось в начале века, когда опы­ты Резерфорда доказали, что считавшийся ранее недели­мым атом состоит из гораздо более мелких частиц. Их-то и окрестили элементарными, полагая, что достигнут предел дробления материи. Но мину­ло несколько десятков лет, по­явились новые приборы для внутриатомных исследований - ускорители и детекторы за­ряженных частиц. Оказалось, что «элементарные частицы» вовсе не элементарны, они имеют составное строение, сложную «внутреннюю» жизнь и неразгаданные еще закономерности поведения. Все это и есть предмет иссле­дования современной физи­ки высоких энергий.

Одним из самых мощных инструментов познания глу­бинных свойств окружающе­го нас мира служит так назы­ваемая «спиновая физика высоких энергий».

 

Чтобы получить представ­ление об особенностях спино­вой методики, воспользуемся хорошо известной аналогией. Если обыкновенный детский волчок сильно закрутить, у него появляется новое каче­ство -  устойчивость. Как его ни наклоняй, он будет стр­емиться восстановить верти­кальное положение. Кончится вращение  - устойчивости как не бывало. В физике это яв­ление получило наименова­ние «сохранение момента ко­личества движения».

У всех внутриядерных час­тиц обнаружилась характери­стика, которую можно уподо­бить внутреннему механичес­кому моменту движения. Ча­стицы как бы «закручены» в одном из двух возможных на­правлений, и многое в их по­ведении связано с этим внут­ренним свойством, которое получило    наименование «спин» (от английского spin— кручение). Но в отличие от механического волчка, кото­рый может приобретать лю­бой момент количества дви­жения, частицы имеют спины, только кратные либо 1, либо 1/2. Спин научились измерять и использовать в описаниях всевозможных взаимодей­ствий в микромире, ибо спин, подобно моменту количества движения волчка, имеет не­зыблемое свойство сохра­няться. И это свойство спина частиц оказалось весьма удобным для использования в построении теоретических моделей и в их эксперимен­тальной проверке, которой и занимается спиновая физика.

 

В сентябре этого года фи­зики более чем из десятка стран съехались в подмосков­ный город Протвино на меж­дународный симпозиум «Спин-98». Своих представи­телей прислали все крупней­шие лаборатории из США, Германии, Италии, Англии, Японии и других стран. Рос­сию представляли исследова­тели из Москвы, Новосибир­ска, Дубны и Протвино.

Организаторы этого, уже тринадцатого по счету, симпо­зиума — Международный ко­митет по спиновой физике вы­соких энергий и Институт физики высоких энергий (ИФВЭ, Протвино). Симпозиум разбит на несколько секций, рассмат­ривающих роль спиновой физики в «Стандартной модели» (обобщающей картине устрой­ства микромира), спиновую структуру нуклонов, спиновые эффекты во внутриядерных взаимодействиях. Обсужда­лись методики исследований и собственно «инструментарий» спиновой физики  -  так назы­ваемые «поляризованные» (спины которых имеют одина­ковую ориентацию) пучки час­тиц высоких энергий и техника экспериментов. Обсуждались новые результаты, полученные исследователями на ускорите­лях, а также планируемые эксперименты.

Всего было заслу­шано около сотни докладов и сообщений, подтверждающих бурное развитие спиновой ме­тодологии и первостепенное значение полученных экспери­ментальных данных.

Например, на ускорителе в Калифорнии поставлен экспе­римент на встречных пучках электронов, один из которых полностью поляризован. Это позволило применить новую изящную схему спинового анализа результатов измере­ний,  а результаты с высокой степенью точности подтвер­дили предсказания «Стандарт­ной модели», в которой свя­зываются воедино электро­магнитные и слабые взаимо­действия в микромире (за её создание в 1979 году получи­ли Нобелевскую премию зна­менитые физики С. Вайнберг, А. Салам и Ш. Глешоу).

Физики обсудили интерес­ное и не до конца понятное пока явление «переноса спи­на». Дело в том, что согласно кварковой теории строения вещества все нуклоны (протоны и нейтроны) должны состоять из трех кварков, взаимодей­ствие между которыми осуществляется еще более «скрыты­ми» частицами - глюонами (см. «Наука и жизнь» №8,1994 г. – Ред.). В этой сложной модели не вполне ясна природа возникно­вения спина нуклонов, равно­го 1/2. Эксперименты ведутся на ускорителях ЦЕРНа (Евро­пейской организации по ядер­ным исследованиям, г. Жене­ва), а также в Германии и США, в том числе с активным учас­тием российских физиков. Было рассказано и о результа­тах спиновых экспериментов на отечественном ускорителе — протонном синхротроне ИФВЭ на энергию 76 ГэВ (миллиардов электрон-вольт), ныне третьем в мире по энергии ус­коренных протонов.

 

Симпозиум в Протвино по­казал, что спиновый подход позволяет глубже вникнуть в физику внутриядерных про­цессов, а значит -  приблизиться еще на шаг к разгад­кам тайн строения материи.

Мировой научный поиск, по сути своей интернациональ­ный, не знает пауз, а предсто­ящий XXI век станет, без со­мнений, столетием новых до­стижений науки и техники.

 

 Опубликовано: «Наука и жизнь» № 12, 1998 г.