Высокая энергия

Републикуется в связи с годовщиной первой публикации

     В этом (1998) году Институт физики высо­ких энергий не раз принимал гостей из многих   крупнейших   физических; центров России и всего мира. С большим успехом прошли XXI   Международный семинар   по   фунда­ментальным проблемам физики вы­соких энергий и теории   поля (июнь), XIII международный   симпозиум по спиновой физике (сентябрь) и XVI национальная   конференция по уско­рителям   заряженных частиц (ок­тябрь), собравшие едва ли не весь «научный   цвет»  в этих областях нау­ки и   техники

   Чуть раньше, в авгу­сте, ИФВЭ принимал многочислен­ный (около 100 человек!) «десант» французских   коллег в честь 30-ле­тия начала совместных работ на уни­кальной пузырьковой камере «Мира­бель».

Говоря обо всем этом в известных условиях жесточайшего экономичес­кого кризиса, нельзя не подчерк­нуть, что ИФВЭ до сих пор «на пла­ву» только потому, что вот уже 31 год назад «задышал» протонный синхротрон на энергию 70 гигаэлектрон вольт, вокруг которого и был собран коллектив Института, костяк которого составляют те самые «пер­вопроходцы». И еще уместно вспом­нить, что в конце октября исполни­лось бы 100 лет выдающемуся орга­низатору отечественной атомной ин­дустрии и науки, незабвенному «ди­ректору Средмаша» Ефиму Павлови­чу Славскому, который имел к созда­нию У-70 самое непосредственное отношение.

 Обо всем этом рассказал в интервью директор ИФВЭ, акаде­мик Анатолий Алексеевич Логунов.

 

Анатолий Алексеевич, сре­ди событий последнего времени в жизни руководимого Вами коллек­тива самым памятным было, по-видимому, 30- летие со дня запу­ска протонного синхротрона ИФВЭ, остающегося и поныне крупнейшим ускорителем в России. Вы лично те­снейшим образом связаны с «биогра­фией» ускорителя. О чем хотелось бы вспомнить сейчас?

Прежде всего -  о незабыва­емом периоде запуска ускорителя и о всем, что этому сопутствовало. 15 ноября 1963 был издан приказ Председателя Государственного комитета по использованию атомной энергии СССР А.М. Петросьянца об организа­ции работы ИФВЭ как самостоятель­но действующего института под на­учным руководством академика Н.Н. Боголюбова. Мне, как только что назначенному директору Инсти­тута, прежде всего необходимо было создать научный коллектив, при­влечь ученых и специалистов для ра­боты не на год - два, а на всю жизнь, так как здесь, в 100 км от столицы, строился не только ускоритель на энергию 70 ГэВ (ставший      затем   известным в науч­ном мире,  как У- 70), но и одновременно - будущий город Протвино.

Сейчас  бытует мнение, что «раньше «деньги на науку давались легко», в том чис­ле на создание крупных исследова­тельских установок. Нет, деньги и тогда приходилось буквально «выби­вать», понимание нужд «чистой нау­ки» достигалось с трудом. Проект, который мне пришлось возглавить, оказался фактически не закончен­ным, так как многие вещи не были запланированы - такие, как систе­мы вывода, каналы пучков частиц, пузырьковые камеры, измеритель­но-вычислительный центр. И сред­ства были запланированы только «под ускоритель», что-то около 83 миллионов рублей по тем деньгам. Когда мы внимательно посчитали - оказалось, что требуется 216 млн. рублей, а с учетом вычислительного комплекса -в 3 раза больше перво­начальной суммы. Как вы понимае­те, если проект создается, утвержда­ется, а потом оказывается в три раза дороже… В общем, возникли труд­ности. И главная  - убедить руково­дство, которое просто боялось идти «наверх» с просьбой о троекратном увеличении расходов, что это всё-та­ки нужно сделать. Помнится, с тру­дом удалось остановить вариант «удешевленного» решения, который обсуждался в Совмине с участием А.Н. Косыгина. Там прозвучало даже фантастическое предложение привлечь для обслуживания ускорителя ... солдат срочной службы. С помо­щью - как это ни странно звучит сей­час, но это правда - ЦК КПСС, а также академиков Кириллина, Кел­дыша, Александрова пришли к об­щему мнению, что стране нужен не «голый ускоритель», а работающий высококвалифицированный исследо­вательский центр. В итоге было при­нято правительственное решение о сооружении комплекса в объеме, по­зволяющем сразу после запуска при­ступить к физическим эксперимен­там.

   Поскольку создавался крупнейший в то время в мире   ускоритель, нам было ясно, что не обойтись без учета мирового   опыта и объединения уси­лий. Надо сказать, что налаживание и   развитие широкомасштабного ме­ждународного сотрудничества,   кото­рое в нашей стране осуществлялось впервые, требовали   большой прин­ципиальности, так как против него буквально   «встали на дыбы» не толь­ко многие чиновники, но и некоторые   академики. Помощь пришла со стороны руководителя   оборонного отдела ЦК КПСС И.Д. Сербина, поя­вилось решение   ЦК, и уже в 1964 го­ду начались переговоры между ИФВЭ и   французским центром в г. Сакле, ИФВЭ и ЦЕРН (Европей­ской   организацией но ядерным ис­следованиям, г. Женева), которые   завершились в 1966 и 1907 годах за­ключением,   соответствующих Согла­шений о научном и техническом   сотрудничестве. ЦЕРН поставил для ус­корителя ИФВЭ систему   быстрого вывода и высокочастотный сепара­тор пучков, а Сакле   жидководородную пузырьковую камеру «Мира­бель» рабочим объемом шесть кубометров, которая сразу же стала крупнейшим в мире трековым прибором такого типа. Обработка физических данных, полученных на «Мирабе­ли», была совместной и дала много важных результатов. 

 

Но, разумеется, определяющим был вклад в создание У-70 отечест­венных предприятий и организаций. Крупнейшие из них - ленинград­ский НИИЭФА, московские Радио­технический институт, Институт мощного радиостроения, проектно-конструкторские институты ГСПИ, «Тяжпромэлектропроект». Всего было «задействовано» около тысячи предприятий и строитель­но-монтажных организаций страны из многих союзных республик, так что будет справедливой фраза - ус­коритель строила вся страна. А пос­ле его ввода в строй здесь получили базу для своей деятельности отделе­ния физики высоких энергий всех заинтересованных в этом республи­канских Академий наук.

Это было время, когда важное зна­чение имели идеологические стиму­лы, поэтому в успехе нашего дела большую роль сыграло принятие на­ми социалистических обязательств на 1967 год в честь 50-летия Ок­тябрьской революции, а именно - осуществить первый оборот ускорен­ных частиц к этой дате. Выполнили досрочно - уже в ночь с 13 на 14 ок­тября ускоритель «задышал». Пункт о физическом запуске ускорителя ИФВЭ вошел в соцобязательства Ми­нистерства, и это был смелый шаг, так как не все «наверху» верили в реальность достижения поставлен­ной задачи. Если бы на этот шаг не решились, то, возможно, и не ус­пели бы запустить ускоритель в на­меченные сроки. Неизвестно, как бы тогда развивались события дальше. А так внимание к нашим делам бы­ло большим, особенно со стороны министра Среднемаша Ефима Павловича Славского и со стороны опекав­шего нас оборонного отдела ЦК, ку­раторы буквально дневали и ночева­ли у нас, помогая порой «проталки­вать» возникающие то здесь, то там вопросы.

 

Как Вы сопоставили бы с описанной Вами картиной тридца­тилетней давности нынешнюю ситуацию со строительством на базе действующего ускорителя нового ускорительно-накопительного комплекса?

Ответ: Во-первых» почему мы это строительство затеяли. Хочу отме­тить вначале, что в исследованиях на ускорителе У 70, начавшихся практически сразу после его запуска, принимали участие все ведущие институты нашей страны, Объеди­ненный институт ядерных исследо­ваний (ОИЯИ) и страны-участницы ОИЯИ, страны-участницы ЦЕРН, лаборатории и университеты США и .Японии. Это сотрудничество, кстати сказать, продолжается и внастоя­щее время.

Выход, благодаря У-70, в новую область энергий обеспечил проведе­ние исследований физических явле­ний, происходящих! на расстояниях до 2x10^-15см. Эти расстояния в де­сятки раз меньше размера нуклона и соответствуют кварковому уровню строения элементарных частиц. Ус­коритель ИФВЭ являлся крупней­шим в мире в течение пяти лет и обеспечил значительный прирост приоритета отечественной науки. К примеру, именно у нас впервые был предложен и разработан новый под­ход к изучению процессов множест­венного рождения частиц при высо­ких энергиях - инклюзивный ме­тод исследований и эксперименталь­но установлена неизвестная ранее динамическая закономерность — масштабная инвариантность сечений образования адронов, открытие ко­торой стало одним из первых экспе­риментальных подтверждений кварковой структуры адронов. Таких примеров, подтверждающих выпол­нение ускорителем У -70 возлагав­шихся на него научных надежд, мо­жно привести немало.

Но с точки зрения развития уско­рителей довольно скоро, уже через 5 лет после запуска нашего «первен­ца», мы утратили лидерство в мире по максимальной энергии ускорен­ных частиц. Появились более мощ­ные ускорители в США (Фермиевская национальная лаборатория, г. Батавия близ Чикаго) и в Западной Европе (ЦЕРН, Женева), а мы и поныке  на третьем месте в мире. Это не значит, что мы больше не можем получать новые научные результа­ты, входящие в «копилку» мировых знаний о Природе. Ведь вслед за первопроходцами новых земель, как мы знаем, всегда шли люди, изучаю­щие досконально и осваивающие эти территории. Так же и в физике вы­соких энергий - всегда остаются области, доступные для плодотворных исследовании на могучих «старич­ках» вроде У-70 или Брукхейвенского ускорителя в США, который еще старше, но дает возможность проводить самые современные иссле­дования.

Тем не менее уже к началу 80-х учёными нашей страны была сфор­мулирована задача по созданию на базе У-70 ускорителя нового поколения на сверхвысокие энергии с ис­пользованием самых современных технологий, в том числе сверхпрово­дящих магнитов. Был разработан, принят правительством страны и на­чал осуществляться, начиная с 1983 года, проект создания Ускоритель­но-накопительного комплекса про­тонов (УНК) на энергию 600 ГэВ в первой ступени и 3 000 ГэВ в коль­цах второй и третьей сверхпроводя­щих ступеней УНК. Вновь в Протви­но развернулась самая масштабная научная стройка страны. Достаточно сказать, что для сооружения 21 -ки­лометрового подземного кольцевого тоннеля сюда были переброшены горнопроходческие отряды с таких объектов, как БАМ, минское и харьковское метро. А когда выяснилось, что, к примеру, когда во всей нашей стране не нашлось предприятия, го­тового взять на себя производство сверхпроводящей магнитной систе­мы ускорителя (а это несколько ты­сяч изделий, выполненных на уров­не предельно возможных технологи­ческих достижений), мы создали своё собственное производство, и уже к 1991 году изготовили первую опытную партию из ста первокласс­ных СП-диполей.

Но... вслед за перестройкой, пут­чем и суверенизацией бывших рес­публик пришла рыночная реформа, оставившая фундаментальную науку фактически на обочине интересов го­сударства. Нашей вины в обвальном сокращении финансирования наших исследований и продолжения строи­тельства УНК нет - мы при поддер­жке Минатома и Миннауки отстаи­ваем свои позиции и ежегодно попа­даем отдельной строчкой в инвести­ционную часть федерального бюдже­та. Но реально выделяемых средств из года в год оказывается намного меньше, чем требовалось для запус­ка хотя бы первой ступени УНК до конца уходящего века. Вот и полу­чается, что наиболее сложные, поис­ковые эксперименты нашим физи­кам приходится планировать и осу­ществлять теперь за рубежом, в ЦЕРНе и во ФНАЛе. Сохраняя до сих пор основу своего научно-технического потенциала, мы, тем не ме­нее, стоим перед угрозой потери оте­чественной научной школы в облас­ти физики высоких энергий.

Может быть, сейчас, когда мы вот уже несколько лет практически «топчемся на месте», не имея средств для монтажа электрофизиче­ского оборудования УНК в уже гото­вом 21-километровом подземном тоннеле, вот такого же внимания к главной научной стройке России, как это было в годы создания и запу­ска У-70, и не хватает. А ведь зна­чение этого уникального сооруже­ния для отечественной и мировой науки в конце 20-го - начале 21-го веков могло бы быть никак не меньшим, чем в свое время значение на­шего первого мощного ускорителя здесь, в Протвино.

 

 Анатолий Алексеевич, что это мы все об ускорителях да о бедах нашей науки? Ведь Вы- один из известнейших российских физиков- теоретиков, которым, как известно, для работы нужны только карандаш и бумага. Над чем сейчас работает теоретик Логунов и его известная теоретическая школа?

Ответ: Сейчас предметом исследо­ваний является гравитация. Еще в начале века появилась общая теория относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, согласно которой грави­тация возникает как следствие ис­кривленности неразрывно связан­ных пространства -времени. Но если вы находитесь в состоянии невесомо­сти, то гравитация как бы исчезает, что приводит к парадоксу зависимо­сти поля от выбора наблюдателя. Та­кого не может быть, например, с электромагнетизмом. Нельзя ли гра­витационное поле рассматривать как физическое поле в пространстве Минковского?

   Такую теорию - релятивистскую теорию гравитации (РТГ) - нам уда­лось предложить. В случае слабых гравитационных   полей или, что то же самое, на достаточно больших расстояниях выводы РТГ и ОТО сов­падают, чего принципиально нет   для сильных гравитационных полей. Гравитация и инерция, тождествен­ные в ОТО, у нас имеют совершенно разную   природу. Какие следуют выводы?

  В нашей теории отсутствует поня­тие сингулярной точки - то есть то­го загадочного места, из которого, согласно ОТО,   возникла и начала расширяться наша Вселенная. У нас Вселенная бесконечна в пространст­ве и во времени. Согласно   РТГ плот­ность вещества, распределенного по Вселенной, должна быть больше не­которой критической величины,   определяемой так называемой «посто­янной Хаббла», что и приводит к на­личию во Вселенной т. н. «скрытой массы».   Точно так же наша теория позволяет отказаться от таких объе­ктов, как т. н. «черные дыры», столь любимые в   литературной фантасти­ке. Мы считаем, что объекты чрез­вычайно больших масс вовсе не «черные дыры», а нечто вполне   на­блюдаемое, не отрезанное от внешне­го мира.

   Теоретические приложения разра­батываемого подхода, конечно, мно­го шире приведенных примеров. По­лучены новые математические зави­симости, которые еще ждут объясне­ния, нахождения точного решения соответствующих систем уравнений. Это очень сложная и увлекательная работа, которая, в принципе, не име­ет конца.

 

Беседовал Геннадий Дерновой (так в газете) 

Опубликовано (без иллюстраций, добавлено позже) : газета "Ускоритель" - 27 ноября 1998 г.

Справа - дарственная на форзаце труда жизни академика

 

Примечание из сего дня: 

Эта литературная запись состоявшегося разговора, видимо, понравилась Анатолию Алексеевичу, и поэтому в дальнейшем он (вплоть до болезни в 2013 году, когда я уже 5 лет был вне ИФВЭ по инициативе некоего Тюрина) не единожды соглашался на новые интервью, а порой и сам приглашал на продолжение разговора. А вот сейчас, к сожалению, весьма известная в научном мире "школа Логунова по РТГ" по ряду признаков (отсутствие докладов и проч.) практически перестала существовать -  после кончины академика в начале марта 2015 г...