УКРАЇНСЬКА АЛІСА ДЛЯ КРАЇНИ ЧУДЕС

Олександр Рожен 18 серпня 2000, 00:00

Читайте також

Фізики нині в нас не в пошані, їх забули. Мабуть, саме тому повз увагу наших ЗМІ пройшла, без перебільшення, епохальна подія, організована недавно фізиками-ядерниками. Наприкінці минулого року підготовка експерименту тримала в напруженні уряди багатьох європейських країн. Ще б пак — ядерники зібралися повторити в лабораторії Великий Вибух, з якого майже десять мільярдів років тому почалося народження Всесвіту.

Дослід поставили в Європейському центрі ядерних дослід-жень — ЦЕРНі, що міститься на кордоні Франції і Швейцарії, на найбільшому в світі прискорювачі. Мабуть, це був найдорожчий експеримент з усіх, коли-небудь проведених на Землі. Тільки за право дослідників узяти в ньому участь уряди двадцяти європейських країн заплатили ЦЕРНу десятки й сотні мільйонів доларів.

В досліді брала участь і група українських дослідників на чолі з київським професором фізиком-ядерником Геннадієм Зинов’євим. Вражає при цьому, що українські вчені у видатному експерименті ХХ століття представляли тільки себе, свої особисті досягнення й авторитет. Держава, її керівництво досі не спромоглися навіть усвідомити, що сталося. Виявляється, Україна навіть не представлена в ЦЕРНі, попри те, що ще професор Сергій Рябченко, свого часу очолюючи Комітет із питань науки й нових технологій, підписав відповідну угоду про намір нашої країни вступити в цю організацію...

Відтоді повноправними членами ЦЕРНу стали Польща, Чехія, Угорщина, Словаччина, Болгарія, Румунія й інші країни — далеко не гранди ядерної фізики у світі. Проте їхнє керівництво, мабуть, розуміє значення найавторитетнішої наукової організації Європи. Вони зрозуміли, що і шлях у НАТО та ЄЕС лежить через ЦЕРН, бо це визнання інтелектуальної значущості й відкритості держави.

Про почуття самотності після великої перемоги, про незрозуміле небажання рідної держави взяти задарма те, про що можуть лише мріяти інші, значно багатші, країни і йшлося в нашому діалозі з професором Геннадієм ЗИН-ОВ’ЄВИМ після його недавнього повернення зі Швейцарії.

Копенгаген? А це скільки кілометрів від Києва?

1932-го року, коли галасливо і помпезно відкривали Дніпрогес, у Харкові сталася ще одна подія, значення якої повною мірою оцінили значно пізніше — фізикам удалося розщепити атомне ядро штучно прискореними протонами. До честі українських учених, ядерна фізика в Радянському Союзі розвивалася тоді майже виключно в Харкові. Тут проводили дослідження світового масштабу, із якими звіряли свої досягнення західні фізики. Власне, фізика високих енергій у її сучасному розумінні почалася в Харкові, коли там працювали Ландау, Померанчук, Синельников, Лейпунський, Вальтер...

Не дивно, що багато німецьких фізиків після приходу фашистів до влади поглядали у бік Харкова і готові були переїхати сюди працювати. Відомо, що фізик-велетень Віктор Вайтскопф, за підручниками якого в нас навчалося не одне покоління вчених, після приходу до влади фашистів просив, щоб його взяли працювати в Харків старшим науковим співробітником...

Учені світу ще пам’ятають великі дослідження, які проводилися в Україні до того, як із початком війни фізичні школи згорнули свою діяльність і переїхали в Москву в спеціальні атомні містечка під номерами.

«Коли я вперше приїхав у ЦЕРН, — розповів професор Зинов’єв, — секретар залишила мене попрацювати в розкішному офісі, повідомивши заодно, що він належить самому Вайтскопфу. І додала: «Він тепер на пенсії і приходить украй рідко». Я сів працювати — і треба ж! — через тридцять хвилин заходить метр і несподівано звертається до мене. Я не міг оговтатися від того, що бачу легендарного класика ядерної фізики, за книгами якого, перекладеними з німецької, навчався!..

Коли я перестав заїкатися і зміг пояснити йому, що я з Києва, настав його час дивуватися. Сама назва міста викликала в нього таке захоплення, що він відразу покликав іншого патріарха науки, Фешбаха, — його курс фізики також у нас був перекладений, і ми всі за ним училися. Цей чоловік також брав участь у створенні Великої фізики на початку століття...

Невдовзі прийшов Фешбах і заявив мені, що у своєму житті він «усе міряє від Києва». Коли йому кажуть, приміром, що «я був у Копенгагені», він не пропустить нагоди запитати: «А скільки це кілометрів від Києва?»

Зрозуміло, дізнавшися, що я з того самого міфологізованого ними Києва, вони відразу представили мене «вищому місцевому науковому світу». Це було дуже до речі, з огляду на майбутню роботу в ЦЕРНі.

Народження Всесвіту в окремо взятій лабораторії

Сьогодні прискорювачі елементарних частинок в інститутах Києва й Харкова завмерли через відсутність коштів на експерименти, і ядерні фізики розлетілися по всьому світу, а хто залишився, навіть забув колись солодке слово «дослід». Тож участь групи українських дослідників у гучному цернському експерименті була несподіванкою.

Найдивовижніше, що наші вчені пробились у престижний науковий заклад Європи не як представники Національної академії наук України чи іншого дослідного центру нашої країни. Їх запросили виключно за особисті наукові досягнення — їхнє перебування там фінансували європейські наукові організації.

«Я був присутній на семінарі в лютому, де повідомили про успішне завершення експерименту, — розповів Геннадій Зинов’єв. — Київські фізики давно працювали над цією проблемою. Почали ще тоді, коли вона здавалася досить штучною. Нерозуміло було навіть, у чому сенс експериментів. Але те, що велика кількість народжених частинок у результаті зіткнення можуть створити умови для дуже великої щільності, внаслідок чого стан матерії може перейти в іншу фазу, було заявлено вже в ті роки. Крім мене, цим займалися Віталій Шелест, Володя Миранський, Марик Горенштейн, Боря Струминський та інші. У нас з’явилася певна світова репутація. А коли інтерес до цього посилився, ми почали брати участь у різних серйозних міжнародних заходах. Проводилися конференції, створювалися коллаборації. Багато чого про ті часи збереглося у формі наукового фольклору. Поступово ми стали членами світового наукового колективу, який «хворів» на цю ідею».

Суть відкритого в ЦЕРНі явища в тому, що в лабораторії вдалося створити умови для Великого Вибуху і було зареєстровано новий стан матерії — КГП (кварк-глюонна плазма). Саме в такому стані, вважають сучасні фізики, перебував ранній Всесвіт у перші мікросекунди після свого народження. Астрофізикам раніше уже вдавалося вловлювати відлуння — окремі осколки Великого Вибуху. Але створити таке явище в лабораторних умовах стало можливим лише тоді, коли з’явилися надпотужні прискорювачі. У результаті лабораторного вибуху отримано дуже щільний «первісний борщ», який складався з кварків — неподільних елементарних частинок і глюонів — квантів силового поля, які є своєрідним «клеєм» для з’єднання кварків.

Як стверджують фізики-теоретики, після Вибуху Всесвіт стрімко холонув і кварки «склеювались» по двоє й по троє, утворюючи адрони (нейтрони, протони й інші елементарні частинки, яких уже виявлено багато десятків). Кварки щільно «замуровані». Можливість звільнитися й перейти з однієї частинки в іншу з’являється в них, коли створюється концентрація енергії та щільність, які були на ранній стадії розвитку Всесвіту.

Баран-баран-буц!..

У ЦЕРНі на найпотужнішому в світі прискорювачі вдалося розігнати ядра свинцю до світлових швидкостей і енергії в 33 000 ГеВ, а тоді зіштовхнути їх лоб у лоб. При цьому ядерна речовина розігрівалася до температур у сто тисяч разів вищих, ніж у центрі Сонця. Щільність її зросла в двадцять разів. Створилися умови, за яких звичайна матерія повинна переходити у кварк-глюонну плазму. Правда, цей перехід відбувається протягом якихось мізерних часточок секунди, але за цей час, як і при Великому Вибуху, відбувається швидке розширення, утворення й розлітання величезної кількості вторинних частинок і хвиль. Якщо раніше фотографії трас, якими розліталися частинки, були схожі на світіння від польоту самотніх трасуючих куль, то тепер це були снопи іскор, місиво з якихось об’єктів, що світяться й нерідко народжуються з нічого. Ці фотографії є документом, який вивчають сучасні ядерники.

Словосполучення «кварк-глюонна плазма» на тому семінарі не звучало, але з появою нових експериментальних даних буде сформульовано цілком чіткі сигнали кварк-глюонної плазми. Коли подивитися на картинку, що виникає в результаті зіткнення двох ядер свинцю в прискорювачі, — це суцільна каша треків. Є підстави вірити: щільність настільки висока, що частинки «розплавлені».

«Це винятково сильний експеримент, — так оцінив подію професор Зинов’єв. — Проте під час презентації наукового відкриття в ЦЕРНі прізвища авторів не називалися. Занадто велике значення має відкриття, і не варто поспішати з «роздаванням слонів». Час усе розставить на свої місця, нові експерименти внесуть повну ясність у те, що вже зроблено.

Була пряма трансляція цього семінару на світову комп’ютерну мережу. За доповіддю стежили, затамувавши подих, у всьому світі. Буквально через годину я одержав зі Штатів запитання від знайомого дослідника: «Чи правда, що відкрили плазму?»

Для нас відповідь на це запитання, з урахуванням того, скільки сил вкладено і що доведеться зробити ще, не така й важлива. А ось для керівників проекту слово «відкриття» набирає принципового значення, бо вони чудово уявляють, скільки коштів ще потрібно вкласти, аби довести справу якщо не до кінця, то до наступного значного результату. Вони не можуть сказати, що ось працювали, працювали, а нічого не вийшло. Ніхто грошей у цьому випадку на продовження роботи не дасть. А, либонь, є підстави вважати, що фізики пробиваються у світ, який переверне всі наші уявлення й скерує розвиток технологій нового століття цілком іншим шляхом...

Очікування настільки фундаментальні, що братися що-небудь пророкувати безвідповідально. Але те, що ми перед стіною, за якою ховається щось цілком неймовірне, вже очевидно. Ми вже торкнулися її. Понад те — зазирнули за неї, але розібратися, що там, поки що незмога. Необхідна техніка експерименту краща...

Чи не зварять фізики «борщ» із нашої планети?

— А ви впевнені, що в результаті зіткнення важких частинок і виділення величезної енергії не почне горіти матерія й усе не перетвориться на «чорну діру»? — поставив я, зрештою, це запитання професорові Геннадію Зинов’єву.

— Запитання закомірне, — відказав учений. — І при всій його фантастичності докоряти людям, що вони даремно бояться, не можна. До речі, сам намір зробити такий експеримент не на жарт злякав багатьох у світі. З’явилися припущення, що моделювання вибуху в лабораторії може вийти з-під контролю, у досліді може народитися «чорна діра», яка миттєво проковтне лабораторію, за нею Швейцарію разом із Францією, на кордоні яких розміщено лабораторії ЦЕРНу, потім туди ж полетять і всі інші частини планети з її надміру цікавими жителями. Тепер такі самі страхи ходять навколо дослідів у США на Брукхейвенському прискорювачі. Американський і європейський уряди створили комісію й зажадали від найвідоміших учених підписати «гарантійний лист», де стверджувалося б, що нічого планеторуйнуючого не станеться. Най-кращі фізики світу, нобелівські лауреати змушені були поставити підписи під цією «гарантією», і тільки тоді вченим дозволили моделювати Великий Вибух, що колись породив Всесвіт.

І все-таки є підстави поставитися до їхньої відповіді скептично, позаяк у ній зафіксовано не більш ніж міра нашого незнання. Побоювання простої, далекої від фізики людини важливіші. До речі, я був автором однієї з ідей, яка полягає в тому, що кварк-глюонна плазма має властивості, спільні з властивостями «чорної діри». Я не зміг довести, що це одне й те саме, але багато їхніх властивостей абсолютно однакові. І це наводить на думку, що пошук плазми може привести до вельми дивних наслідків...

Утім, фізики передбачили нервову реакцію людей і пішли на «маленькі хитрощі». Приміром, поміняли назву експерименту. Коли людям кажуть, що зіштовхують прості частинки, їх це не дуже хвилює, а коли вони дізнаються, що зіштовхують ядра, у них мороз іде поза шкірою. Бо люди знають: від ядер відбулося щось погане, і це їх лякає. А ставлення до фізиків у світі нині неоднозначне.

Коли потужний прискорювач у Брукхейвені побудували, місцеве населення почало вимагати від департаменту енергії та чиновників інших установ США висновку, що нічого страшного не станеться. Аламагордо (місце, де підірвано першу атомну бомбу) вже навчив людей, що фантазії фізиків іноді втілюються в казна-що. І ось авторитетна комісія з першої десятки фізиків світу дійшла висновку, що, на їхню думку, нічого страшного не станеться...

— А якщо станеться, то з кого спитаєш, коли від планети не залишиться нічого? Я, до речі, 1970 року запитав Анд-рія Сахарова, які небезпеки на нас чигають у зв’язку з використанням атомної енергії в мирних цілях, мовляв, чи не слід чекати сюрпризів? Він відповів, що найстрашніше — Хіросіма — вже відбулося... Так само оптимістично на це запитання мені відповіли академіки Боголюбов, Александров, Блохінцев... Чорнобиль їм навіть і не снився. Тож, слухаючи фізиків (навіть безумовно чесних), треба до їхніх прогнозів ставитися з сумнівом...

— Безумовно, фахівцям притаманна певна зашореність. І висновки вони дають у рамках якихось ідей і теорій. А ми знаємо, що немає теорії, яка є істиною в останній інстанції. Ми на такій межі, коли в лабораторії може трапитися спалах, порівняно з яким усі ядерні випробування здаватимуться квіточками...

Вибух у ЦЕРНі тривав... стотисячну частку секунди. Земля, на щастя, вціліла. Осмілілі фізики вже готуються до масштабніших експериментів, які мають початися 2005 року.

Гроші люблять рахувати навіть фізики!

Участь у ядерних експериментах має свою специфіку. І передусім дозволить керівникам програми влаштувати змагання між претендентами на спорудження детектуючих систем. Будувати бажають усі, проте технічні можливості є лише в одиниць. Конкурсний відбір на кожному етапі дозволяє пристати на найкращі й найдешевші пропозиції.

Зрозуміло, що за такі замовлення точиться конкурентна боротьба, позаяк перемога — це не тільки гроші, а й можливість працювати в серйозному міжнародному колективі. А це дає багатющий науковий і технологічний досвід ученим, інженерам, конструкторам. Водночас забезпечує високотехнологічними замовленнями підприємства, сприяє розвиткові своєї промисловості. Тут легко заробити ім’я, яке відкриє шлях у Європу.

Сенсаційні досліди з вивчення кварк-глюонної плазми, про які повідомили в лютому, поклали початок великій серії експериментів. Тепер дослідження переміщуються до Брукхейвенської національної лабораторії США.

Прискорювач у ЦЕРНі тимчасово зупиняється. Його реконструюють до 2005 року, і тоді лідерство в дослідженні проблеми знову перейде до ЦЕРНу. Поки що тут повним ходом ідуть роботи зі спорудження «Великого Адронного Коллайдера» (LHC). Енергія зіткнення ядер на ньому буде в 30 разів більшою, ніж у Брукхейвені, і в 360 разів перевищуватиме енергії, яких було досягнуто в цьогорічних лютневих експериментах. Зростання енергії дозволить продовжити час життя згусткові кварк-глюонної плазми, а відтак і краще визначити її фізичні особливості. Очевидно, що у фізиці назрівають епохальні події. Вчені намагаються не прогаяти момент.

Росіяни беруть дуже інтенсивну участь в одному з двох основних експериментів у Брукхейвені під назвою ФЕНІКС. Для цього вони досить оперативно перевезли багатотонний електромагнітний калориметр, що складається з 10 080 детекторних каналів зі свинцевого скла, фотомножників, електроніки. Цей прилад може фіксувати потрібні сигнали, які становлять лише 0,1% від фону. Його використовували в експериментах у ЦЕРНі, але тепер переробили з урахуванням нових вимог. Тепер він у лабораторії США ловитиме фотони, народжені від зіткнення ядер золота.

Зіткнення ядер на LHC у ЦЕРНі вивчатимуть у рамках експерименту АЛІСА. Концентрація експериментів у великих центрах, навколо унікальних установок, виготовлених шляхом міжнародного поділу праці, — об’єктивна світова тенденція. Найефективніший засіб уникнути деградації фундаментальної науки в Україні, зберегти основні наукові школи, колективи, технології — розвивати й підтримувати міжнародне співробітництво.

Доля подарувала нам шанс...

У детекторі прискорювача в ЦЕРНі є важлива частина — блок фотодіодів. Він громіздкий і не дуже хороший. Конструкція застаріла. Харківські інженери, котрі працюють в АЛІСІ, запропонували цілком карколомну ідею — замість традиційних і вже відмираючих фотодіодів застосувати силіконові детектори. Реалізація харківської ідеї дозволила б різко покращити характеристики приладів.

На жаль, у ЦЕРНі йде війна між учасниками експерименту та європейськими країнами, що випускають устаткування, а Україна не є учасницею експерименту. Тож, попри те, що українська сторона зробила дуже перспективний детектор, пробитися з ним на європейський ринок важко. Боротьбу за це замовлення українські вчені не облишили, але те, що Україна не є членом ЦЕРНу, серйозно ускладнює їхні позиції. Дорогі замовлення просто так не віддають.

«Утім, — стверджує професор Зинов’єв, — у нас сильні позиції і на іншому напрямі. В АЛІСІ летітимуть важкі ядра, приміром свинцю. Втрати енергії в пучку прискорювача при цьому можуть виявитися дуже великими. Найкращі фахівці працюють над цією проблемою. Поки що з’ясовано тільки, що це буде небезпечно для життя людини. Визначено дозу, яку зможуть набрати прилади при роботі прискорювача. Встановлено, що запропонований конкурентами детектор зможе працювати лише близько п’яти років. Украй мало! Він повинен працювати хоча б удвічі довше. Викидати мільярди доларів, щоб працювати так мало, — на це ніхто не піде...

Отакі труднощі, власне, і створили шанс, оскільки в харків-ських колег, котрих я підключив до роботи над проектом, є технологія, що дозволяє створити надійніші прилади. Полісиліконові резистори істотно підвищують радіаційну стійкість детектора. Вони за цим параметром цілком конкурентні».

Проте «Квазар», що виготовляє необхідні прилади, буквально лежить, як і титаномагнієвий комбінат у Запоріжжі, який був головним постачальником приладового силікону в колишньому Союзі. Зрозуміло, що не всі наші технології (особливо в мікроелектроніці) найпередовіші, але інтерес ЦЕРНу в тому, що в нас прилади можна виготовити дуже дешево. І ми, як оаза досить високого рівня й нечуваної дешевизни, можемо їх неабияк зацікавити.

Чиновники не розуміють, що ми зробили і що це може дати країні. Адже можна одержати замовлення мінімум на 5 мільйонів доларів. Якщо трішки постаратися, то й удвічі більше. В української мікроелектроніки нині загалом немає замовлень. А це унікальна нагода повернути до життя хайтековський напрям нашої промисловості. Це схема, яка дозволяє реально запустити найважливіші заводи. Якби в країні люди крутилися не з метою напхати власні кишені, а щоб просунути на ринок науку, технологію, медицину, то вийшла б добра справа. Є ж приклад Фінляндії, де не було ніякої фізики, але завдяки тому, що країна вступила в ЦЕРН і почала робити для нього прилади, фіни спромоглися створити найкращу у світі діагностичну апаратуру. Ну що заважає це зробити нам? У нас усе для цього є! Доля подарувала нам шанс!

Звернути б нам увагу на те, скільки зусиль докладають наші сусіди, аби утвердитися в ЦЕРНі. Тут щодня працює близько 150 росіян. Команда постійно змінюється. Росія тримає там людей за свої гроші. Нам не дає грошей наша країна — їх дає ЦЕРН і УНТЦ, оскільки ми засвідчили свою корисність. Однак Україні дуже важливо там бути, хоча цілком очевидно, що сьогодні наша країна не в змозі платити 25—30 мільйонів доларів, які потрібно внести, аби стати членом цього міжнародного центру. Мої переговори в ЦЕРНі з керів-ництвом привели до того, що, з урахуванням усіх труднощів України, вони згодні ввести на найближчі шість років щадний режим, при якому можна буде внести лише 3—4 мільйони доларів.

А чи не взяти приклад із Польщі?

Фіни вступили в ЦЕРН наприкінці 80-х років, ледь випередивши східноєвропейські країни. У чому причина їхнього успіху? Їм у ЦЕРНі надали щадний режим для розміщення його замовлень у себе. Це «бартер» у західному виконанні, а насправді — цільова підтримка власної індустрії. Чому Україна не може піти цим шляхом?

ЦЕРН поки що зацікавлений у залученні українських можливостей. Для цього є багато щасливих збігів. Принаймні, поки живі люди, котрі пам’ятають, «скільки від Києва до Копенгагена»... У нас досить добре розвинена інфраструктура, сильна наука, дуже сильні наукові військово-технічні досягнення, дешева робоча сила.

Усе це пояснює, чому ЦЕРН згоден, щоб Україна не платила чистий вступний «кеш». Гроші, які вона виділяє ЦЕРНу, залишаться в нашій країні, та ще й індустрія власна працює! Причому індустрія не на рівні напівзатопленої шахти, де щодня чекають вибуху, а на рівні потужних і перспективних технологій. Як це донести до уряду?

Усю трагічність цього питання професор Зинов’єв пояснює так: «Минуло вже шість років, відколи ми почали працювати з ЦЕРНом. Я в 93—94 рр. привіз делегацію ЦЕРНу в Харків. Що відтоді змінилося? Нічого... Спочатку нам допомагав професор Сергій Рябченко — чоловік, безумовно, прогресивний. Він зрозумів перспективи всієї цієї справи і підписав папір. Але згодом на його посаду прийшов інший.

Що коїлося потім — страшний сон. ЦЕРН — організація, що за своїм статутом взаємодіє тільки з виконавчою владою. У принципі, вони не підтримують відносин і з науковими організаціями. (Хоча, що дивовижно, Російська академія примудрилася одержати в ЦЕРНі статус спостерігача!..) Це істотні деталі, на які слід зважати, якщо ми хочемо налагодити з ЦЕРНом нормальні відносини.

Мене якось запросив начальник відділу ЦЕРНу по країнах Східної Європи й колишнього Союзу проконсультувати щодо української участі в ЦЕРНі. Ще професор Рябченко обіцяв вкласти в АЛІСУ мільйон швейцарських франків. Зобов’язання за нами значиться досі. Ця сума редукувалася після моїх зусиль у 900 тисяч швейцарських франків. Зрозуміло, що з нашої сторони ніхто й цих грошей ніколи не дасть...

Раніше — і Росія цим часто користувалася — у Швейцарію з СНД постачали різні деталі, переважно з заліза, оскільки воно в нас дешеве: силові трансформатори, різноманітні магнітні пристрої тощо.

У ЦЕРНі на це дивляться скоса: ви не чорна Африка, нічого прибіднятися й постачати якусь сировину, коли у вас є індустрія та світлі голови. Поки робоча сила недорога, цим потрібно скористатися.

На останніх переговорах нам призначили щадний внесок, як спочатку встановили Польщі. Приклад Польщі для нас надзвичайно важливий — вони дуже рано почали співробітничати з ЦЕРНом і пішли дуже далеко. Їх прийняли одразу, дали щадний режим на п’ять років. Нині ця країна вийшла на рівень, коли може відмовитися від щадного режиму. Це шлях відродження і для нас.

Проте в нас усе постійно перебуває в процесі змін. Міністерство науки невпинно видозмінюється. І всі ці захоплюючі трансформації не дають змоги зрушити з місця. А шкода — наші сусіди пішли вже дуже далеко. Наше легке нездужання на старті може перетворити колись провідну в ядерній фізиці державу на немічного недоумка, що, захопившись порятунком найвідсталіших галузей своєї промисловості, дав загинути напрямам, які виводили його у світову еліту».

Помітили помилку?
Будь ласка, виділіть її мишкою та натисніть Ctrl+Enter
Немає коментарів
Реклама
Останні новини
USD 26.73
EUR 28.60