|
С 1 по 5 сентября в Институте ядерной физики им. Будкера СО РАН проходит конференция, посвящённая перспективам развития физики элементарных частиц - науки, которая позволит понять, как устроен мир.
В конференции участвуют крупнейшие физики мира, включая руководителей Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) - создателей Большого адронного коллайдера. Участники конференции обсуждают результаты работы коллайдера, на самом большом детекторе которого, «АтлАсе», работают двадцать ученых из новосибирского Академгородка.
- Коллайдер начал функционировать, на нём проводятся эксперименты. Во временных рамках он позволит изучать события, которые происходили спустя доли секунды (10 в минус 11-ой степени секунды) после рождения Вселенной. Таким образом, коллайдер является своеобразной «машиной времени», - рассказал директор по исследованиям ЦЕРН Сержио Бертолуччи. - Прежде всего, сегодня мы определяем предел возможностей нашей работы, сейчас у нас рождается на 20-25% частиц больше. А дальше мы сможем ответить на фундаментальные вопросы физики, вопросы, связанные с суперсимметрией. Энергия, которую мы смогли достичь, уже в тысячу раз больше энергии покоя протона.
На вопрос, удастся ли обнаружить «частицу Бога», так называемый бозон Хиггса, Сержио Бертолуччи ответил:
- Если очень повезёт. Потому что бозон Хиггса является частицей с очень малой массой. И, чтобы увидеть её, нужно существенно повысить светимость установки. И на это потребуется ещё не менее двух лет. Открытие бозона Хиггса, прежде всего, позволило бы ответить на фундаментальный вопрос, откуда берется масса, почему такие частицы как кварки, имея совершенно одинаковые свойства, различаются по массе. Открытие бозона Хиггса стало бы лишь началом истории. Если бы удалось обнаружить, как это предсказывает теория, целое семейство бозона Хиггса, то это подтвердило бы стандартную модель возникновения Вселенной.
Открытия фундаментальной физики позволяют не только ответить на глобальные вопросы, но и создавать разработки, использующиеся в медицине для терапии рака.
- Физика элементарных частиц продвигает наши познания о мироздании, наше понимание, как устроен мир, как он создавался, позволяет ответить на вопрос, что такое тёмная материя, - рассказал заместитель директора по науке ИЯФ СО РАН имени Будкера Геннадий Кулипанов. - Ведь материи, которую мы видим - всего 5%. Помимо этих вопросов, развитие физики элементарных частиц способствует созданию самой совершенной и современной техники. Развитие физики элементарных частиц способствовало развитию ускорительной физики, которая, в свою очередь, породила много отраслей промышленности, производящих ускорители.
Такие ускорители используются для решения разных задач - изменения свойств материалов, свойств лекарств, способствуют очищению сточных вод. Кроме маленьких ускорителей, создаются и более сложные - например, источники синхротронного излучения, которые позволяют развиваться физике, химии, биологии, фармакологии. Достижения ускорительной физики используются и в военной промышленности. Например, в США опубликовали программу создания системы противоракетной обороны, в которой использованы лазеры свободных электронов, создающиеся на базе ускорителей. Плоды фундаментальной науки применяются и в медицине.
По словам Геннадия Кулипанова, за последние 5 лет очень активно во всех странах мира создаются центры терапии рака на базе ускорителей протонов и ускорителей углерода:
- Это позволяет существенно повысить качество лечения по сравнению с существующими методиками - химиотерапией и рентгеновским облучением. Например, рентгеновское облучение гамма-источниками убивает опухоль, но одновременно облучает здоровые ткани, кроветворные органы. А с помощью пучков протонов или ионов можно облучить только опухоль, практически не задевая здоровые ткани.
В одном из корпусов ИЯФ аппарат бор-нейтрон-захватывающей терапии уже готовится к первым испытаниям. Метод, разработанный учеными Академгородка, уникален.
- Когда открыли нейтрон, возникла идея, что его можно применять для лечения рака, - рассказывает научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН имени Будкера Александр Кузнецов . - Сделать человеку инъекцию вещества, содержащего бор, которое накапливается в опухоли, потом облучить его потоком нейтронов, который уничтожит раковые клетки.
Но этот способ не могли долго реализовать из-за отсутствия подходящих источников нейтронов. Обычные источники- это ядерные реакторы, которые непросто поставить в каждую больницу. Учёные Академгородка разработали достаточно компактный ускорительный источник нейтронов. Опыты перед сдачей прототипа в эксплуатацию планируется провести уже этой весной.
- О каких-то сроках пока говорить ещё рано, - комментирует Александр Кузнецов. - Пока мы продемонстрируем в экспериментах на клетках, что при помощи электронного потока лечить в принципе возможно. Кроме того, пока мы не можем ввезти необходимое вещество в страну. Поскольку в составе вещества содержится изотоп бора, то процесс его импорта обязательно должны проконтролировать. Но у таможенников нет норм для ввоза вот подобных веществ.
Большой адронный коллайдер (англ. Large Hadron Collider, LHC; сокр. БАК) - ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (фр. Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire, CERN), на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире.
| |