Электронные гонки
Апрель 21, 2008
Интернациональный коллектив специалистов по физике высоких энергий, возглавляемый профессором Калифорнийского технологического института Барри Баришем (Barry Barish), обнародовал проект строительства крупнейшего в мире линейного ускорительного комплекса на встречных пучках -International Linear Collider (ILC). 8 февраля эти планы были объявлены на конференции в Пекине, организованной Институтом физики высоких энергий Академии наук КНР.
Планируемая машина будет сталкивать электроны и позитроны, разогнанные до 250 ГэВ в двух 12-километровых линейных ускорителях со сверхпроводящими электромагнитами, размещенных в подземных туннелях. Эффективная энергия лобовых соударений этих частиц сможет в максимуме достигать 500 ГэВ. Для сравнения, длина крупнейшего в мире Стэнфордского линейного ускорителя составляет 3,2 км, а максимальная энергия разогнанных в нем частиц не превышает 50 ГэВ.
Масштабы проекта поистине впечатляют. Общая протяженность ускорительного комплекса составит 35 км, а его предполагаемая стоимость оценивается в 6,6 млрд. долларов. Если выбор местоположения будет осуществлен без больших задержек, строительство можно будет начать в 2010 году и завершить в течение шести-семи лет.
Новый комплекс планируется как естественный партнер Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, LHC), который в этом году начнет действовать в Европейском центре ядерных исследований CERN в окрестностях Женевы. Этот кольцевой ускоритель, который обошелся почти в 5 млрд. долларов, будет сталкивать пучки протонов, разогнанных до 7000 ГэВ. Поскольку протоны состоят из прочно сцепленных друг с другом кварков, фактически на этом ускорителе будут изучаться межкварковые столкновения. Физики рассчитывают, что LHC впервые позволит зарегистрировать хиггсовские бозоны, кванты давно предсказанного теоретиками, но еще не открытого в эксперименте физического поля, благодаря которому материя имеет массу. Ученые также рассчитывают с его помощью проверить суперсимметричные модели микромира (которые требуют, чтобы у каждого фермиона имелся партнер-бозон, а у каждого бозона - фермион), прояснить природу темной энергии и темной материи, а также найти следы скрытых дополнительных измерений пространства, существование которых вытекает из теории струн.
Электронно-позитронный суперколлайдер в принципе позволит задавать Природе те же вопросы, что и женевский ускоритель. Только ответы на них будут искать посредством изучения столкновений не кварков, а электронов и позитронов, входящих в группу легких частиц, лептонов. Если кварки участвуют во всех четырех фундаментальных физических взаимодействиях, сильном, электромагнитном, слабом и гравитационном, то лептоны - только в трех последних. Поэтому анализ высокоэнергетичных электронно-позитронных столкновений позволит получить много новой информации, которая дополнит сведения, приходящие с Большого адронного коллайдера.
Проект строительства ILC обсуждается с 2004 года. Он задуман как гигантское международное научное предприятие, которое будет финансироваться и осуществляться странами Северной Америки, Европы и Азии, в том числе Китаем и Японией.