Белка, арахис и кварки
Почему мне захотелось рассказать о деконфайнменте? Потому что мне вдруг стало понятно, как это просто вам объяснить. Посмотрите, как белка щелкает орехи, и вы все поймете.
В Лаборатории теоретической физики ОИЯИ 23 августа началась 6-я международная конференция со сложным названием: «Критическая точка и начало деконфайнмента». Эта серия представительных совещаний физиков, озабоченных поисками кварк-глюонной плазмы, началась не так давно – в 2004 году в итальянском Тренто.
Сложные слова – «кварк-глюонная плазма», «деконфайнмент, «критическая точка» – обозначают еще более сложные явления, к разгадке которых ученые смогли приступить только теперь. Потому что лишь в 21-м веке технологический прогресс позволил им задуматься о новых возможностях поисков. На основе новых технологий построены новые мощные ускорители, а значит, есть шанс пробраться еще глубже в структуру материи нашей Вселенной.
Кварки и глюоны – это самые элементарные из известных сегодня людям частиц. Из кварков и глюонов состоят протоны и нейтроны ядра каждого химического элемента. И если протоны и нейтроны можно выбить из ядра подобно мячу, то кварки и глюоны из протонов и нейтронов никак не выбьешь. Почему? Загадка.
Ни кварков, ни глюонов никто «в глаза» не видел. Их только нащупали и смогли пересчитать детекторы ускорителей. Но как выглядят эти частицы, какую форму они имеют, неизвестно. Чтобы различать кварки, им придумали, кроме прочего, даже цвета – красный, желтый синий. А глюоны получили свое название от слова клей – glue по-английски. Они склеивают кварки внутри протонов и нейтронов, не давая им выскочить оттуда. И эта склеивающая кварки сила – самая огромная из всех, что существуют в природе.
Представьте себе боб арахиса: желтая оболочка не дает красным орешкам арахиса высыпаться наружу. Примерно так глюоны скрепляют кварки. Когда оболочка боба арахиса ломается, орешки выпадают наружу. Это и есть деконфайнмент. Деконфайнмент в физике частиц – освобождение кварков от связывающих их глюонов, рассыпание кварков поодиночке.
Физики пока только гадают, как и отчего, при каких условиях может случиться деконфайнмент. Лишь только он начнет происходить, станет образовываться кварк-глюонная плазма – кипящий суп из гуляющих поодиночке кварков и глюонов. Как получить этот суп, как раз и обсуждают физики на своих совещаниях по деконфайнменту.
«Но зачем это все нужно?» – спросите вы. Ну, зачем… Все мы любим смотреть свои детские фотографии. А если есть кадры киносъемки детства – еще интереснее. Кварк-глюонная плазма – это глубокое детство нашей Вселенной, первые доли первой секунды ее существования. Так что физики, пытаясь получить кварк-глюонную плазму, «отматывают» назад кадры событий во Вселенной, разбирают ее, как дети, на мельчайшие детали. А из этих деталей сконструированы и мы, и все, что вокруг нас.
Вот такими «игрушками» должен заняться коллайдер NICA, который создается в Объединенном институте ядерных исследований. «Этот проект пробудил энтузиазм у международного сообщества физиков, – рассказал мне недавно во время своего визита в Дубну глава группы теоретиков Брукхейвенской национальной лаборатории Ларри Маклеррран. – Создание интернациональной коллаборации вокруг этого амбициозного проекта, вовлечение в него стран Европы, США, Китая – очень важный компонент его успеха».
В последний день конференции, 27 августа, авторитетные специалисты в области поисков кварк-глюонной плазмы из ведущих ядерных центров планеты обсудили за круглым столом (уже пятым по счету), как лучше конструировать этот сложный и современный ускорительный комплекс, что включить в физическую программу его экспериментов. Их рекомендации были очень рассудительными и конкретными. После представления проекта NICA мировой элите физики высоких энергий в Париже («Встреча» № 32 от 12.08.10) внимание к нему значительно усилилось.
– Эксперимент STAR идет уже десять лет и нацелен на похожие с проектом NICA задачи, – объяснил руководитель коллаборации STAR на ускорителе RHIC в Брукхейвене профессор Ну Шу. – Но энергия нашего ускорителя RHIC слишком высока, чтобы обнаружить те физические эффекты, которые сможет «увидеть» NICA. Поэтому проект NICA очень важен для изучения структуры материи. Мы будем сотрудничать с ОИЯИ в этих исследованиях. Возможно, примет участие в создании приборов для коллайдера NICA и Китай. Сейчас там разрабатываются очень сложные и дорогостоящие элементы детектора STAR. По стопам STAR их аналоги для коллайдера NICA будут гораздо дешевле. Но самое важное – привлечь к экспериментам на коллайдере NICA молодых физиков, тех, кому еще нет 30-ти.
По графику, старт на ускорительном комплексе NICA запланирован на 2015 год. Есть еще время, чтобы подготовить целое поколение молодых физиков. И вполне возможно, что именно NICA станет той белкой, которой деконфайнмент окажется по зубам.
Наталия Теряева
