Андрей Тарасов

Полномочный представитель России в комитете управления ОИЯИ – министр науки РФ Борис Салтыков

    Танковая броня и морская водоросль, человеческий мозг и конское копыто, камень на дороге и лужа под ним, мед и цианистый калий... Жидкое и твердое, горькое и сладкое, цветное и невидимое, одушевленное и неживое – все эти субстанции состоят из комбинации одинаковых частиц материи. Универсальность материи, соблазнявшая алхимиков в их попытках ворожбой и таинствами превратить медь в золото, и сегодня восхищает и интригует серьезных исследователей.
    Из электронов, протонов, кварков, мезонов и тому подобных пылинок материи складываются столь разные и даже противоположные по содержанию вещи. Разные их комбинации – столь разный эффект! Это столь же непостижимо, как бесконечность Вселенной. Почему и как они столь по-разному сцепляются, держатся друг за друга, обладают вечной прочностью или мгновенно разлетаются в прах, приобретают и теряют свойства? Где та грань, когда из ничего получается что-то?
    Уже сорок лет как в Дубне, воспетой Андреем Вознесенским в поэме "Оза", граде физиков-ядерщиков, длится "мозговой штурм" сокровенных тайн материи.
    Во время одной из встреч речь зашла о новом крупном, даже грандиозном проекте, который затевается в Дубне силами двух международных научных центров, стоящих, как принято было говорить в пафосные времена, на переднем крае познания микромира. Мои собеседники – генеральный директор крупнейшего на планете Евроцентра ядерных исследований (в сокращении CERN, или по-нашему, ЦЕРН) профессор Крис Льювеллин Смит и директор дубненского Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) член-корреспондент РАН Владимир Кадышевский объяснили значимость этой работы отнюдь не в головоломных формулах утомительных уравнений, а в ясных и простых понятиях.

Первая дирекция института заседала буднично...

    Техас сходит с круга
    – Природа изучаемых нами частиц определяет всю материю вокруг нас. Все мы, я, этот дом, стены, Солнце, звезды, галактики состоят из частиц, которые определяют архитектуру Вселенной... Поиски самого малого на самом деле являются поисками самого большого, определяющего основу нашего существования, – говорит доктор Смит.
    – Изучая строение атома, мы изучаем строение звезд. Через понимание механизмов микромира мы стремимся понять, как возникли окружающий мир и Вселенная, как он устроен и почему он такой, а не иной. И чем больше энергии в наших руках для такого исследования, тем глубже вспять по времени к началу возникновения мира мы проникаем, – дополняет доктор Кадышевский.
    Итак, новая "прорывная" программа в ядерной физике затевается на рубеже 40-летия обоих центров. Эксперимент такого размаха, любопытно заметить, не потянула в одиночку богатая Америка, отказавшись решением конгресса от достройки техасского ускорителя, уже поглотившего два с половиной миллиарда долларов.
    Славное 40-летие ОИЯИ отмечали ученые, съехавшиеся в Дубну из 18 стран, представители государств – учредителей этого уникального научно-исследовательского образования, а также их коллеги из многих институтов и организаций. Самой знаменательной в хоре прочувствованных речей, порой с сентиментальной слезой о днях минувших, когда были "что-то физики в почете, что-то лирики в загоне", мне показалась реплика посла Польши в России пана Станислава Чосека. Он сказал, что дубненские ядерщики на самом деле вправе праздновать второе рождение своего института. Если первое было вполне политическим, то второе, сегодняшнее, является полностью интеллектуальным.

Магнитная "спина" синхрофазотрона

    Как невтонам пожаловали Ново-Иваньково
    В 1954 году в Швейцарии, близ Женевы, был создан уже упомянутый ЦЕРН – Европейская организация ядерных исследований, объединившая лучшие умы физиков Запада. Не оставлявшее без симметричного ответа ни одно подобное "ядерно-политическое" начинание Запада наше правительство решило тем же образом объединить "наших" из социалистического лагеря. "Быстрых умом невтонам" Кремль пожаловал для житья и трудов деревеньку Ново-Иваньково в 120 километрах к северу от Москвы, где уже угнездились крупные исследовательские лаборатории АН СССР – Институт ядерных проблем и Электрофизическая лаборатория. По сравнению с "бомбоградами" типа Арзамаса-16 или Челябинска-75 Дубна не была засекречена. Здесь построили по тем временам крупнейший в мире ускоритель протонов со знаменитой впоследствии в научных отчетах и народном фольклоре "фамилией" – синхрофазотрон.
    Знаменитые кабелированные тоннели, бронированные двери, герметичные отсеки, "гудящие" лампы – интерьеры не менее знаменитого фильма "Девять дней одного года" – картины на рубеже 50 – 60-х годов, соблазнившей не одного моего ровесника поступать на физфак. Вот не думал, не гадал, вспоминая кадры картины Ромма с Баталовым и Смоктуновским в главных ролях, что когда-нибудь прогуляюсь по нержавеющей крыше храма науки, где разыгралась драма идей вокруг таинственного и смертельно опасного "термояда". Конечно, физики потом язвили о научной фабуле картины, но дело было сделано. Ромм и публика возвели физиков почти в небожителей. И вот, спустя три десятилетия с гаком, в другие прозаические времена поверженных кумиров и "уценки" интеллекта я в задумчивости хожу по съемочной площадке "Девяти дней", боевика отечественного интеллектуального кино. Иду по железу громадных магнитов, внутри которых проходит кольцо ускорительной трубы. Этот круглый зал напоминает помещение центрифуги, где тренируются на перегрузки космонавты. И это такая же, в сущности, центрифуга, только для раскручивания не людей, а элементарных частиц. И уж совсем не думал, что стоящий рядом главный инженер лаборатории высоких энергий (одной из пяти в ОИЯИ) Александр Коваленко со вздохом пожалуется, что главная проблема сейчас – куда девать эти 36 тыс. т отменно качественного железа, как от них теперь избавиться? Даже на консервацию "старичка" требуются 500 тыс. долл. и два года времени. Кто эти доллары сейчас даст даже в обмен на металл? Тем более, что зал не простаивает без толку: под боком у мастодонта примостился совсем незаметный, но не менее энергетически эффективный малышка нуклотрон. Сооружен он самими дубненцами, можно сказать, хозспособом, в самое кризисное для российской науки время, что является предметом их законной гордости.

    Стальное "колечко" весом в 36 тыс. т

"Малыш" нуклотрон – мал да удал

    Вообще-то магнитный "папаша", запущенный в 1957 году, достоин сохраниться навеки в качестве экспоната музея науки и книги рекордов Гиннеса. Это чемпион мира по массе собственного металла на единицу длины. 320 т на каждый метр, а все кольцо – 217 метров. Разорительно даже содержать "старичка", не включая в эксперимент, а уж включения с нынешними ценами на энергию и "прочие коммунальные услуги" буквально снимут с института последнюю рубашку. В ускорительной трубе ветерана можно чуть ли не лошадь протащить. А вот в незаметной рядом с ним ниточке нуклотрона разве что мышка проскочит. При окружности 251 метр в этой трубке приходится всего 300 килограммов металлического веса на единицу длины. Высокая эффективность достигается почти сотней дипольных сверхпроводящих магнитов, миниатюрных рядом с синхрофазотронными богатырями. Сверхпроводящие токи в замороженной почти до абсолютного нуля гелиевой среде по сравнению с обычными электромагнитными придают атомным ядрам такую энергию, что те, сталкиваясь, разбиваются не только на протоны и нейроны, но и на кварки и глюоны. Мельче пока некуда.
    В мире таких установок всего три. И в своем классе наш – первый, уникальный. О его достоинствах при фокусировке, калибровке, поляризации, инжекции, частоте импульсов нуклотронщики могут говорить часами – недаром наслаждаться красотой этих экспериментов едут профессора и студенты аж из Японии.
    Так, можно буквально руками прощупать сорокалетний путь института, связанного со звездной россыпью научных имен: Д. И. Блохинцевым, Н. Н. Боголюбовым, В. И. Векслером, И. В. Курчатовым, И. Е. Таммом, Б. М. Понтекорво и многими другими. В Дубну приезжали Ф. Жолио-Кюри, Н. Бор, П. Дирак и десятки других знаменитостей из ведущих лабораторий мира, которым говорили: "Постарайтесь попасть в Дубну, Москва – это провинция". Но если говорить о каких-то символах сорокалетия, помимо атомных бомб и электростанций, влияющих на наш макромир, то Владимир Кадышевский находит такой образ: "За это время отказано в элементарности протону и электрону, ибо нашлись кварки и антикварки. Теперь элементарными частицами считаются они. Но надолго ли? Отложим ответ до следующей юбилейной сессии нашего института".

Доктор Анджей Хрынкевич

    Когда секунда длится вечность
    У физиков вообще-то все немного наоборот ("это гады-физики на пари раскрутили шарик наоборот") – и если в других местах исследователи создают или ищут сверхпрочные или сверхдолговечные материалы, то здесь идет охота за элементами, живущими ничтожную долю секунды, но тем не менее успевающими и за этот срок занять свое законное место в периодической таблице Менделеева, где им уготованы гнезда, до сих пор пустовавшие. В лаборатории ядерных реакций на циклотроне У-400 в совместном эксперименте с Ливерморской лабораторией США недавно синтезирован самый тяжелый изотоп нового 110 элемента с массой 273. Пока это как бы мировой рекорд в ядерно-физической "тяжелой атлетике". Если, Бог даст, поучаствовать в открытии 114 элемента, завершающего таблицу Менделеева, то можно подумать и о Нобелевской премии, пока что обходящей Дубну. Дело на редкость кропотливое и далеко не всем подвластное. Но независимые эксперты признали приоритетный вклад Дубны в открытие элементов 102 – 105, 108. Элемент 104 в ознаменование этих заслуг перед мировой материей так и назван – "Дубний". Но что же это такое синтезировать новый элемент?
    А это, отвечают специалисты, значит так усердно бомбардировать ядра атомов друг другом, что изредка вдруг какие-то из них спекаются и образуют новый невиданный атом. Он может существовать, допустим, 10^–8 долю секунды, но он вполне полноценный, с фиксированной электронной оболочкой, четким ядром. Если успеть изучить его физико-химические свойства и "паспортизировать" их, то появление нового элемента можно регистрировать. И все это – измерить энергетический след (один из многих тысяч), снять всю трековую информацию – необходимо за мгновение, длящееся одну миллиардную долю секунды. А на будущих суперустановках и того меньше – одну тысячемиллиардную.

    Во глубине швейцарских Альп
    Доктор Анджей Хрынкевич – польский "дубновец" с сорокалетним стажем – говорит так об одном из прошлых недостатков Дубны: "Здесь могли построить уникальные машины для "сшибания" частиц, но сильно отставали в измерительной аппаратуре. Теперь стала доступна приборная база, достойная современных задач. И сразу проявился высокий класс лаборатории вычислительной техники и автоматизации, которой руководит профессор Рудольф Позе, один из директоров, избираемых от стран-участниц".

Директор ОИЯИ Владимир Кадышевский

    Его судьба уникальна – начинал работу в Дубне как представитель ГДР, продолжает от объединенной Германии. У нас в стране провел детство. Его отец – известный немецкий физик Гейнц Позе – после краха "третьего рейха" и раздела Германии с группой коллег выбрал советскую сторону. Педантичный, честный, высокообразованный, одаренный физик, знакомый с Жолио-Кюри и Гамовым, в начале советской жизни даже столовался у того повара, который кормил еще плененного Паулюса. Участвовал в "закладке" советской ядерной физики в Обнинске и Дубне. Вот в какой среде вырос Рудольф, окончив с серебряной медалью обычную русскую школу и защитив диплом в МГУ. Таковы "треки" человеческих судеб, участвующих в мировом эксперименте на пороге нового тысячелетия.
    Теперь о главном, что сегодня соединило Дубну и ЦЕРН. Все это время Европейский центр тоже непрерывно строил и глубоко копал. Сейчас он славится самым большим в мире коллайдером LEP – тоже ускорителем элементарных частиц. Это уже не зал, а тоннель (27-километровое кольцо), пробитый под горным массивом Юра на франко-швейцарской границе. Разогнанные в нем гигантскими магнитами до околосветовой скорости электроны и позитроны (их двойники из антимира) сталкиваются, высвобождая энергию примерно в 100 миллиардов электронвольт и рождая сноп новых электронных частиц, контролируемых сотнями тысяч датчиков. Каждая секунда эксперимента дает 25 миллиардов бит информации о микромире. И из этой бездны надо выхватить один – два "лобовых тарана", ведущих к новым фундаментальным открытиям. Казалось бы, чего же боле? Однако и это лишь ступеньки к самому главному.

    Сверхпроходимость и себестоимость
    – Действующий ускоритель послужил для создания тех теорий, которые подступают к святая святых природы: какие силы держат всю материю как на мельчайшем, так и на бесконечном расстоянии? Но для проверки этих теорий в эксперименте на новом уровне нужен ускоритель энергии в тысячу раз большей, – объясняет задачу, уходящую в третье тысячелетие, доктор Смит.
    Новый проект опирается на технологию, столь блестяще проявившую себя в нашем маленьком, но лихом нуклотроне. В том же действующем церновском тоннеле собираются поставить 1792 новых мощных сверхпроводящих магнита, каждый 14 м длиной и 8 тыс. т весом. Чертежи установки уже выходят. Строительство "в железе" начнется в начале 1997 года. В 2004 году первая очередь Большого адронного коллайдера LНС с энергией "вспышек" в 10 ТэВ должна вступить в строй. К 2008 году навеска новых магнитов доведет энергию частиц до 14 ТэВ. Таков знаменательный переход экспериментов от миллиардов электронвольт, которые еще недавно казались вершиной пирамиды (нынешний ускоритель ЦЕРНа питает энергетика Франции, и эксперименты проводят только в летнее время при минимуме собственных нагрузок), к триллионам.
    LHC – самый крупный научно-технический проект в мире на рубеже столетий. В космосе или на земле такие уже не под силу одной стране, какой бы высокоразвитой она ни была. Даже объединяя ученых из 19 стран, обладающих развитой технологией, ЦЕРН обратился к потенциалу российских коллег. Оказалось, что в период бума сверхпроводимости наша экспериментально-конструкторская база научилась в больших объемах и по самой низкой себестоимости производить сверхпроводящую оснастку таких установок.

    3 млрд. долл. – плата за "любопытство" физиков
    – Россия в нашем понимании – это уникальная техническая, математическая, экспериментальная и теоретическая культура, – уверяет доктор Смит. – Она отличается от научной культуры остальной части мира. И если она умрет – это будет потеря важного языка в спектре мировой цивилизации... Сегодня ни один серьезный международный эксперимент в нашей области невозможен без кооперации, в которую не входила бы Россия. Поэтому и для нас, и для вас важно в совместном проекте объединить наши достижения, чтобы помочь и вашей науке выстоять в трудное для нее время.
    На LНС планируется вести два мегаэксперимента – с раскруткой протонов и "бомбардировкой" атомов меди. Первый из них – "Атлас" – в основной своей части основан на разработках российских физиков. Так что со стороны Европы привлечение российских коллег отнюдь не милость, а острый интерес. Выгоду получат обе стороны, не говоря уже о научной неотложности эксперимента для прогресса фундаментальной науки о материи.
    Финансовая сторона сотрудничества видится так: в проект общей стоимостью 3 млрд. долл. Россия вкладывает 60 млн. долл. с рассрочкой в десять лет (6 млн. в год). Столько же ей ассигнует ЦЕРН, и вся эта сумма тратится на заказы для LНС российским же институтам и заводам, входящим в кооперацию с ОИЯИ. Таким образом наши и партнерские средства вместе поддержат отечественные рабочие места и умные головы.
    Такая договоренность ("экзотический вариант" участия, по выражению российского министра науки Бориса Салтыкова, учитывая взносы других партнеров, например США – 400 млн. долл.) почти достигнута. Согласно даже Правительство России в лице Черномырдина, но упрямится пока оно же в лице Минфина, который скареден не от хорошей жизни.
    В чем же, пора ответить, второе, интеллектуальное рождение Дубны? В том, что после распада СССР, Совета Экономической Взаимопомощи страны-союзники разошлись, экономики выживают порознь, но все участники – основатели дубненского физического проекта, кроме стран Балтии, – вернулись на эту научную площадку, поделив между собой бремя расходов на дальнейшие научные программы. И, пожалуй, впервые в истории отечественной науки наше родное государство признало независимый и самостоятельный статус научной организации на собственной территории. Об этом говорит Соглашение между Правительством РФ и ОИЯИ об условиях деятельности дубненского Центра и об обязательствах государства по отношению к нему.