Государственный научный центр РФ "Институт физики высоких энергий", расположенный в 40-тысячном научном городке Протвино (близ Серпухова), весьма заметен не только в отечественной фундаментальной физической науке. Общая численность работающих в ИФВЭ сегодня около трех с половиной тысяч человек, а его научный потенциал составляют академик и три члена-корреспондента РАН, более 60 докторов наук и свыше 250 кандидатов наук. Институт создавался в девственном уголке южного Подмосковья (на месте будущего наукограда не было даже деревеньки) около 40 лет назад. Одновременно велось строительство полуторакилометрового протонного синхротрона на энергию 70 миллиардов ГэВ (миллиардов электрон-вольт). Этот ускоритель, получивший название У-70, после ввода в эксплуатацию в 1967 году некоторое время являлся крупнейшим в мире, а ныне, оставаясь крупнейшим в России, входит в передовую мировую "пятерку".

      В активе протвинских ученых такие всемирно признанные научные результаты, как первое экспериментальное обнаружение ядер антивещества (антигелия и антитрития), экспериментальное подтверждение гипотезы о составном строении протонов из кварков, установление ряда важных закономерностей во взаимодействиях внутриатомных и внутриядерных частиц при высоких энергиях, открытие ряда новых частиц с новыми свойствами. Над чем работают ученые Протвино сегодня?

     Некоторое время назад ведущие мировые агентства распространили информацию о том, что физики БНЛ (Брукхэйвенской национальной лаборатории, г. Аптон, штат Нью-Йорк, США) обнаружили признаки существования нового вида внутриатомных частиц - так называемого экзотического мезона.

     По общепринятой у физиков теоретической Стандартной Модели (СМ), существующей уже три десятилетия, основными "базисными" частицами в микромире являются так называемые кварки. Тройки кварков составляют считавшиеся ранее элементарными протоны и нейтроны (имеющие общее название "адроны"), а другие внутриатомные частицы, называющиеся мезонами, составлены из пар "кварк-антикварк". Кварки взаимодействуют между собой при помощи "посредников", так называемых глюонов, которые как бы "склеивают" кварки в адроны, не позволяя им разлетаться. СМ допускает возможность существования частиц, состоящих из одних глюонов (это так называемые глюболы), а также своего рода "гибридов", составленных из кварков и глюонов.

    Экспериментальное обнаружение таких "экзотических" частиц помогло бы разобраться в теоретических сложностях проблемы "неразлетания кварков" - почему кварки проявляют себя только в комбинациях, а не в чистом виде. Но наблюдать эту "экзотику" чрезвычайно сложно, так как рождается она крайне редко, и время ее существования ничтожно мало.

     "В этом смысле, физикам БНЛ удалось набрать неплохую статистику на своем далеко не самом мощном ускорителе, который можно назвать предшественником протвинского синхротрона, - комментирует результаты экспериментов в БНЛ главный научный сотрудник ГНЦ ИФВЭ, член-корреспондент РАН Семен Герштейн. - Но в связи с вышеуказанными сообщениями хотел бы заметить, что у нас в Протвино на ускорителе У-70 уже давно ведутся сходные исследования по поиску "экзотических" частиц. Несколько ранее Брукхэйвена в ГНЦ ИФВЭ были получены результаты, указывающие на существование частиц, экзотических по своим свойствам и подходящих в качестве кандидатов в глюболы и гибриды. Эти данные были своевременно опубликованы и получили признание в научном мире".

     А вот мнение еще одного эксперта - профессора Александра Зайцева: "Это даже хорошо, что наши данные подтверждены в БНЛ. Американские коллеги дали надлежащую ссылку на нашу работу, так что в данном случае к ним нет претензий. Что же касается сообщений информагентств, то необходимо признать, что они слегка опередили события. Реальная картина явлений в этой области вырисовывается несравненно интереснее и содержательнее. Мы продолжаем и будем продолжать эту работу в тесном взаимодействии с коллегами из БНЛ и других западных и отечественных коллективов".

     На фоне активного международного сотрудничества в области физики высоких энергий весьма остро стоит вопрос об обновлении отечественной экспериментальной базы. Поскольку создание нового сверхмощного ускорителя в Протвино в уже построенном 21-километровом подземном кольцевом тоннеле по финансовым причинам приостановлено, первостепенной и поистине государственной для ГНЦ ИФВЭ является задача сохранения в ряду действующих мировых "гигантов" 30-летнего "ветерана" - ускорителя У-70. Для выполнения этой задачи ускоритель должен, во-первых, работать, а во-вторых - модернизироваться под физические задачи сегодняшнего дня. Такая работа ведется. И, более того, в ГНЦ ИФВЭ продолжаются пионерские разработки новых экспериментальных методик, позволяющих более эффективно использовать пучки частиц высоких энергий.

     Так, в ГНЦ ИФВЭ был реализован новый метод управления пучками частиц высокой энергии с помощью изогнутых кристаллов кремния. Эти миниатюрные устройства фактически приходят на замену сложным и громоздким электромагнитам, без которых ранее не мыслилось "пучковое хозяйство" всех современных ускорителей.

     Еще в 60-е годы с помощью компьютерного моделирования была подтверждена возможность осуществления своеобразного "режима каналирования" частиц в межплоскостном пространстве кристалла (в кристалле кремния, например, при расстоянии между плоскостями расположения атомов около двух ангстрем, напряженность электрического поля достигает величин порядка миллиарда (!) вольт на сантиметр). Расчеты показали, что с помощью сверхсильных электрических полей внутри кристалла можно управлять движением пучков заряженных частиц.

     Эти предложения были блестяще реализованы в Протвино руководителем отдела пучков ГНЦ ИФВЭ профессором Владиленом Котовым с сотрудниками. В течение ряда последних лет на ускорителе У-70 реально работает станция деления выведенного протонного пучка на изогнутом кристалле, позволяющая "разделять" пучок и проводить физические исследования одновременно на двух установках.

     В 1996 году восемь российских физиков были удостоены Государственной премии РФ в области науки и техники за работу "Создание новых методов управления пучками частиц высоких энергий и их реализация".

     "Вначале использование кристаллов казалось проблематичным из-за довольно низкой эффективности вывода частиц, в первых экспериментах составлявшей лишь доли процента от интенсивности пучка, - рассказывает руководитель службы вывода пучков ИФВЭ Александр Афонин. - Тем не менее возможность применения кристаллов для вывода частиц из больших современных ускорителей исследовалась в ЦЕРНе, где был осуществлен вывод протонов с энергией 450 ГэВ, и во ФНАЛ, где кристаллом выводились протоны с энергией 900 ГэВ. Однако только на нашем ускорителе удалось получить самую высокую на сегодня величину эффективности вывода (до 50 %) и выводить до 6х10¹¹ протонов в цикле ускорителя".  

   Специалистами ИФВЭ были созданы новые кристаллы, разработаны станции с прецизионными механизмами управления. Достаточно сказать, что точность установки пластинки кристалла по углу составила 13 микрорадиан, а по координате - 0,1 мм. Серию испытаний завершил сеанс 1999 года, в течение которого одна из важнейших экспериментальных установок института - КМН (комплекс меченых нейтрино) отработала с каналированным пучком 653 часа. Кристалл успешно выдержал огромные радиационные, тепловые и механические перегрузки и полностью обеспечил требования физиков. Сейчас планируется уменьшить длину кристалла до 1-1,5 мм, разработать новые схемы вывода протонов в соответствии с пожеланиями экспериментаторов, а также проработать схему вывода ускоренных ионов углерода, согласно проекту ускорительно - облучательного центра для медицинских целей.

     Но есть проблема отнюдь не научного свойства, ставящая под сомнение перспективы не только выполнения задумок ученых, но и самого существования ГНЦ ИФВЭ. В текущем году институту предъявлены существенные штрафные санкции по долгам за использованные энергоресурсы, сопоставимые по размеру с бюджетным финансированием всей научной программы. Парадокс ситуации заключается в том, что сам Институт задолженностей не имеет, но поскольку энергетическое производство ИФВЭ снабжает теплом и светом весь жилой поселок и все иные предприятия и организации города, то за их долги расплачиваться надо "научными" деньгами.

     Директор ГНЦ ИФВЭ академик Анатолий Логунов обратился за помощью в правительство РФ, последовала положительная реакция вице-премьера Ильи Клебанова, но ситуация пока не выправляется. И вот недавно Анатолий Алексеевич был вынужден обратиться с письмом на эту тему лично к президенту России...

Опубликовано: “Независимая газета” -  20 сентября 2000 г.