В Дубне начали строительство нового коллайдера

В Дубне состоялась церемония закладки первого камня в основание комплекса зданий и сооружений российского сверхпроводящего коллайдера NICA. Коллайдер позволит создать условия, которые существуют в нейтронных и кварковых звездах и других экзотических объектах.

Работы над коллайдером начались в 2013 г. NICA является одним из шести проектов класса мегасаенс, которые поддерживает правительство Российской Федерации. Коллайдер NICA разработан Объединенным институтом ядерных исследований (ОИЯИ). По словам вице-директора ОИЯИ, член-корреспондента РАН Григория Трубникова, Россия взяла на себя основные расходы по реализации проекта, но вклад вносят еще 24 страны. Трубников отметил, что ряд стран, таких как Китай, Италия, Германия и Южная Африка, уже сегодня готовы присоединиться к проекту.

Запуск коллайдера NICA в Дубне может потребовать вложений в размере около 20 млрд руб., заявил 20 марта президент Российской академии наук (РАН) Владимир Фортов.

NICA (Nuclotron-Based Ion Collider Facility) представляет собой огромную установку, работающую на встречных пучках тяжелых ионов. Как и Большой адронный коллайдер в CERN, это будет кольцо, однако меньших размеров – с периметром 503 метра. Все здания, сооружения и экспериментальные установки планируется создать к 2020 г. На конец 2019 г. намечен первый этап запуска коллайдера, не с полной интенсивностью. В полную силу установка заработает в 2023 г.

С помощью NICA физики рассчитывают увидеть кварки и глюоны в свободном состоянии. Ранее это не удавалось сделать никому.

Существование кварков – субчастиц с дробным электрическим зарядом – теоретически предсказал еще в 1964 г. американский физик, нобелевский лауреат Марри Гелл-Манн. Ученые полагают, что в свободном состоянии кварки существовали лишь в первые микросекунды после Большого взрыва, после чего собрались в тройки и образовали частицы типа протонов или нейтронов. Считается, что из кварк-глюонной материи образованы нейтронные звезды.

Чтобы превратить ядерную материю в "первобытную" кварк-глюонную, с 2000 г. в Брукхейвенской национальной лаборатории в США был запущен коллайдер RHIC, где сталкиваются тяжелые ионы. Однако выяснилось, что на слишком высоких скоростях ионы не успевают вступать во взаимодействие. В середине 2000-х гг. ученые в Дубне выяснили, что энергия столкновения должна быть значительно ниже, чем в брукхейвенском коллайдере. С учетом этих данных, американские ученые смогут перестроить свой коллайдер к 2020 г., тогда как коллайдер NICA в Дубне изначально был рассчитан на нужные энергии.

Когда коллайдер будет запущен, собственно свободных кварков ученые не увидят. Детектор узнает о существовании кварков в свободном виде по аномалиям, которые обычно не встречаются в природе. Например, может наблюдаться зарядовая асимметрия или необычные пики в спектре вылетающих частиц.