РИА Новости: Россия на площадке ОИЯИ достраивает свой коллайдер NICA
В середине 1950-х в мире появилось два крупных научных центра по изучению фундаментальных свойств материи — ЦЕРН в Швейцарии и ОИЯИ в СССР, пишет РИА Новости.
Сегодня ОИЯИ объединяет 19 стран-участниц. В России это единственная международная межправительственная научная организация, зарегистрированная ООН. На долю института приходится около половины достижений в области ядерной физики, достигнутых в бывшем СССР за последние 70 лет.
В 1957 году в Дубне был запущен самый мощный на тот момент в мире ускоритель частиц — синхрофазотрон, который мог разогнать протоны до рекордной энергии 10 ГэВ (10 миллиардов электрон-вольт).
Непосредственным преемником этой уникальной установки является сверхпроводящий коллайдер протонов и тяжелых ионов NICA. В 2002 году синхрофазотрон был отключен, а его огромный магнитопровод использовался для строительства одной из ступеней комплекса NICA.
Наша Вселенная, по современным представлениям, родилась около 14 миллиардов лет назад во время Большого Взрыва. В течение первой микросекунды после этого события появились элементарные частицы — кварки. Они слились в адроны — протоны и нейтроны, из которых затем образовались ядра атомов.
Кварки внутри адронов удерживаются вместе особыми частицами сильного взаимодействия — глюонами (клеем). Физики считают, что до появления адронов среда была настолько плотной, что кварки и глюоны не образовывали никакой структуры, а материя находилась в виде кварк-глюонной плазмы, температура которой составляла миллиарды градусов. Постепенно температура и плотность уменьшались, и стали появляться связанные состояния вещества.
Ученые не знают, при каких условиях произошел фазовый переход от кварк-глюонной к ядерной форме существования материи. В современной физике это один из главных вопросов. Считается, что если два пучка высокоэнергетических ионов направить друг на друга, то в точке их столкновения возникнет «смешанная фаза» — переходное состояние между кварк-глюонной плазмой и адронной материей. Именно такой эксперимент хотят провести на ускорителе NICA. Реконструкция исходного состояния материи должна пролить свет на то, как образовались все материальные объекты во Вселенной.
Большой адронный коллайдер в ЦЕРН также изучает кварк-глюонную плазму. Детектор ALICE анализирует эффекты столкновений тяжелых ионов, но не может определить момент фазового перехода — ему мешает огромная ускоряющая сила LHC. Частицы сталкиваются с такой энергией, что продукты столкновения очень быстро разлетаются в стороны. Огромная плотность материи, необходимая для изучения кварк-глюонной плазмы, не может поддерживаться в течение сколько-нибудь значительного промежутка времени.
Коллайдер NICA менее мощный. Но зато он способен вместить максимальную плотность плазмы — около 20 миллиардов тонн на кубический сантиметр, что сравнимо с плотностью нейтронных звезд. Поэтому ускоритель Дубна даже лучше БАК воссоздает в лабораторных условиях то конкретное состояние материи, в котором находилась Вселенная в первые мгновения после Большого взрыва.
Готовы линейный ускоритель тяжелых ионов и две циклические ступени. Близятся к завершению инженерные работы в здании коллайдера. К концу года они завершат сборку всех магнитов и проведут пуско-наладочные работы. Первые столкновения должны быть получены в начале 2024 года.
На ускорителе между циклами столкновения планируется проводить исследования в области естествознания, материаловедения и ядерной энергетики.
