ГАЗЕТА МОСКОВСКОГО ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА (ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА)

Издается
с 1960 года


В ПОГОНЮ ЗА ПЛАЗМОЙ

Общий вид множественного рождения частиц.
   Кварк-глюонная плазма (КГП) – новое состояние вещества, предсказанное современной теорией. Обычно кварки – мельчайшие единицы материи, из которых состоят частицы, — находятся в связанном состоянии внутри этих частиц (около 10-13 см). Кванты взаимодействия, связывающие кварки, называются глюонами. Все попытки вырвать кварки в «свободное состояние» оказались неудачными – они в нашем мире вечные «пленники» частиц.
   Дело, однако, может измениться, если температура среды возрастет в миллиарды раз. Тогда-то и должна возникнуть КГП – смесь свободных кварков и их верных глюонов. Такая ситуация в мире уже была однажды – когда Вселенная возникла в Большом Взрыве, в первое мгновение которого температура была очень высока. Это мгновение не вернуть. Но для отдельных ядер, разгоняемых на ускорителях, образование КГП вполне возможно.
   Ее поиски уже ведутся в эксперименте STAR, в Брукхейвенской Национальной лаборатории (ВNL, США), где принимает участие и группа МИФИ.

   В редакции «И-Ф» состоялась беседа с выпускниками МИФИ, которые там работают: доцентом Виталием Окороковым, руководителем группы обработки STAR, и сотрудником ВNL, к.ф.-м.н. Сергеем Паниткиным, лидером одной из подгрупп эксперимента. Оба — выпускники МИФИ (1993 и 1985 гг. соответственно).
   – Что такое, в общих чертах, эксперимент STAR?

   – STAR расшифровывается как Solenoidal Trаcker at RHIC, а RHIC – Relativistic Heavy-Ion Collider, т.е., если все связать вместе, «Трековый детектор в соленоидальном поле на коллайдере релятивистских тяжелых ионов». А суть в том, что введен в строй сверхмощный коллайдер тяжелых ионов (вплоть до золота) и появилась возможность, сталкивая два встречных пучка, получать высокое энерговыделение. По оценкам вполне достаточное для образования КГП.
   – Когда начался эксперимент и какая его главная цель?
   – Экспериментальные сеансы на STAR идут уже четвертый год, но первые из них были наладочными, когда настраивались детекторы (которых очень много и все они прецизионные). Сейчас эксперимент вступил в фазу набора статистики для поиска сигналов КГП, что является главной задачей на первом этапе. Эксперимент многоцелевой и будет продолжаться, по крайней мере, до 2010 г.
   – Что происходит при столкновении ядер?
   – Когда сталкиваются ядра столь высокой энергии (до 100 ГэВ/нуклон), в небольшой области пространства выделяется огромная энергия, идущая в первую очередь на рождение новых частиц. Их — тысячи. Образуется «огненный шар», в котором надо разглядеть не только все рожденные частицы, но и заметить новые указания (мы их называем сигналами) на предчастичное существование КГП.
   – В таком случае, что представляет установка STAR, перед которой стоит эта трудная задача?
   – Очень коротко, это многометровая система детекторов, фиксирующих следы частиц, к которым добавлены счетчики, позволяющие различать частицы по массе и заряду. Еще и спектрометрические детекторы, измеряющие энергии как отдельных частиц, так и целых каскадов. Вся система помещена в сильное магнитное поле, как известно, искривляющее треки частиц в зависимости от электрического заряда и энергии. Чтобы представить, насколько сложна обработка каждого столкновения, здесь показано одно зарегистрированное событие. А их, для получения надежной информации, должны быть многие миллионы!
   – Какие же новые сигналы ожидаете получить?
Старший научный сотрудник МИФИ В. Окороков на фоне установки STAR

   – Мы проводим корреляционный анализ образующихся частиц. Разработана методика, согласно которой для выделения сигналов КГП надо искать корреляции частиц с малыми относительными импульсами. Это позволит измерить геометрические размеры источников частиц и, возможно, укажет на существование «плазмы». В другом методе (Беркли, США) анализируются частицы с большими поперечными импульсами, которые образуют «струи частиц». Здесь мы совместно работаем с сотрудником этой лаборатории, выпускником МИФИ К.В. Филимоновым. Одним из симптомов КГП должно быть подавление «струй».
   Сейчас идет обработка материалов и говорить о каких-либо физических результатах еще рано.
   – Какая получена температура «огненного шара»?
   – По измеренным энергетическим спектрам температура приблизительно 170 МэВ, что в переводе на градусы составляет 1,5 1012 К – более чем достаточно для фазового перехода в КГП!
   – Велика ли группа МИФИ и что она делает в эксперименте?
   – Наша группа относительно небольшая: десять человек, ее руководитель – д.ф.-м.н., профессор М.Н. Стриханов, а всего в STARе участвует 480 сотрудников из 12 стран. Большой интернациональный коллектив под руководством американского физика Тима Холлмана. Наш вклад – по «железу» (т.е. связан с детекторами), по участию в сеансах измерений и, частично, в обработке данных. Выпускником МИФИ А. Лебедевым в эксперименте STAR разработан оригинальный метод трассировки треккеров, предложенный ранее в МИФИ на кафедре 7. Он заключается в просвечивании рабочих объемов детекторов лучом лазера, оставляющим ионизационные следы, по которым геометрия детекторов «привязывается» с точностью до долей миллиметра.
   – Какие у Вас там условия работы?
   – Сейчас принят вахтенный метод: три месяца в Америке, потом возвращение домой. Режим работы очень активный. Когда пошел набор статистики, ритм работы возрос, трудимся по ночам. Надеемся со временем выйти на оптимальный уровень, не такой напряженный.
   Условия жизни и работы вполне комфортные. Живем на территории лаборатории, недалеко от работы. У каждого есть свое место со всем необходимым: РС и т.д. Машина нам не нужна, ее всегда можно взять напрокат, но пока она не требуется – свободного времени нет.
   В лаборатории много персоналок, пентиумы разных поколений и все они соединены в общую сеть.
   – В нашей газете уже публиковалось объявление о конкурсном отборе желающих работать в этом эксперименте. Чем же вы хотите привлечь наших студентов?
   – Тем, что это уникальный высококлассный эксперимент, участие в котором для молодого физика так же престижно, как для спортсмена – в Олимпийских играх. Тем, что программирование ведется на самых современных языках, освоив которые человек всегда найдет себе достойное место в любой области. Тем, что здесь большая потребность в новых подходах и свежих идеях. Продлится эксперимент до 2010 года.

Б. Лучков, профессор.