МАТВЕЕВ

ВИКТОР АНАТОЛЬЕВИЧ

академик,

профессор

Еженедельник Объединенного института ядерных исследований
"Дубна: наука, содружество, прогресс" № 5 (3995) от 5 февраля 2010

ЦЕРН и Россия. Об экспериментах на Большом адронном коллайдере

Несколько декабрьских дней академик-секретарь Отделения физических наук РАН, директор Института ядерных исследований Виктор Анатольевич Матвеев провел в Дубне. Это были чрезвычайно насыщенные разнообразными событиями дни.

Круглый стол Италия - Россия в течение двух дней проходил в Доме международных совещаний ОИЯИ. Его участниками были ученые из национальных научных центров и университетов Италии, Объединенного института ядерных исследований и российских академических институтов. Темой этой международной встречи стало обсуждение усилий в фундаментальных исследованиях и перспектив научно-технологических приложений и развития бизнеса. Академик В.А.Матвеев вручает диплом почетного доктора РАН профессору П.Спиллантини. Дубна, декабрь 2009 года.

"Самое замечательное, что среди всех многосторонних связей Дубны российско-итальянские, или дубненско-итальянские, наиболее быстро и эффективно развиваются, - отметил сопредседатель круглого стола Виктор Матвеев. - Это уже история: такие имена, как Глеб Ватагин и Бруно Максимович Понтекорво, стали символами широкого международного научного сотрудничества. В выступлениях наших итальянских коллег, в выступлениях представителя Европейской комиссии и российских ученых раскрывается как раз это многообразие связей и возможностей их дальнейшего развития, в том числе с учетом их применений в общем технологическом развитии и возможных приложений к бизнесу, то есть инноваций. Это очень важная тема, потому что сегодня мы стоим перед принципиально новым этапом бурного развития фундаментальных исследований. А мы знаем, что именно фундаментальные исследования лежат в основе инноваций - весь мир это понимает. В Дубне эти внутренние связи фундаментальных исследований и инноваций естественным образом реализуются. Думаю поэтому, что в результате нынешнего нашего совещания международное сотрудничество будет более интенсивно развиваться, статус Дубны как международного научного центра будет еще более высок. И это очень важное мероприятие, не только для Дубны, но и для всей российской науки - мы в Академии наук с большой надеждой смотрим на развитие связей, которые здесь обсуждаются".

На торжественном открытии памятника И.В.Курчатову, на площадке перед первым корпусом Лаборатории ядерных проблем имени В.П.Джелепова, где по случаю 60-летия первого ускорителя Дубны собрались сотрудники ОИЯИ, В.А.Матвеев передал самые горячие поздравления от отделения и от всей Академии: "Событие, юбилей которого мы празднуем, имеет значение не только для Дубны, но и для всей России. Здесь начиналась физика ядра. Вы составляете славу нашей науки, а ускоритель, построенный для фундаментальных исследований, не стал просто историей. Сегодня здесь развиваются новые методы ядерной физики для медицинских приложений, очень важные для нашей страны...".

И, конечно, эти дни, проведенные в Дубне, вместили в себя множество других встреч, обсуждений животрепещущих тем развития физики в России и в мире, среди которых ученый нашел время и для корреспондента газеты "Дубна".

Мы начали беседу с короткого подведения итогов 2009-го - Года академика Боголюбова, объявленного президентами России и Украины в честь 100-летия со дня рождения выдающегося физика, математика, механика. Осмысливая ту роль, которую сыграл Николай Николаевич Боголюбов в науке и в жизни многих людей, занимающихся наукой в тех институтах, в создании которых он принимал участие, мой собеседник отметил, что человека такого масштаба в полной мере при жизни трудно оценить: "Мы сами меняемся со временем, и когда стремимся понять, подвести итоги жизни такого человека, то сами для себя делаем какие-то жизненные выводы и понимаем всю нетривиальность такой задачи. Я думаю, что итоги подводить еще рано. Мы всегда говорим - пока человек живет в нашей памяти, он жив реально для нас... Мне очень хочется подчеркнуть - для молодых людей очень важно узнать, что люди такого масштаба существовали рядом с нами, они и сейчас еще существуют. Не случайно же на прошедших в этом году симпозиумах и научных чтениях, посвященных юбилею, почти все докладчики делали вывод о том, что по масштабу своему этот человек - Просветитель, достойный преемник тех выдающихся ученых, которых мы привыкли называть классиками науки...".

Вместе со своим соавтором Н.В.Красниковым В.А.Матвеев посвятил Учителю вышедшую в 2009 году книгу о новой физике на Большом адронном коллайдере. И, таким образом, возник "мостик" к основной части и теме нашей беседы.

- Виктор Анатольевич, на страницах нашей газеты было немало публикаций о подготовке экспериментов на Большом адронном коллайдере. Каким вы видите сегодняшний этап и перспективы развития сотрудничества российских ученых с коллегами в ЦЕРН?

- Недавно, будучи в ЦЕРН, я следил за пуско-наладочными работами на ускорительном комплексе и на крупнейших детекторах. Вижу, что работа сейчас ведется очень тщательно, систематически, с осознанием того, что нельзя уже допустить новых ошибок. На самом деле, вынесен бесценный опыт из той неудачи, которая случилась в 2008 году. Дело в том, что Большой адронный коллайдер представляет собой чрезвычайно сложную систему, которая создавалась на основе новейших ускорительных технологий. И задача овладения этими технологиями беспрецедентна по масштабам. Люди, которые проектировали эти системы, изготавливали их и монтировали в невероятно трудных условиях, в подземных тоннелях на глубине около ста метров, выполнили невероятно сложные задачи. Каждое, например, соединение сверхпроводящих кабелей (а имя им - легион), работает при сверхнизких температурах, и даже мельчайшее изменение электрического сопротивления может оказать влияние на состояние всего огромного комплекса… Таким образом, после первого неудачного пуска проведена огромная работа по повышению надежности всего комплекса. Сейчас движение в сторону получения проектных параметров LHC идет очень планомерно, поступательно, с осознанием того, что не может быть допущено ни малейшей ошибки в спешке. И есть надежда на то, что в начале 2010 года начнется уже настоящая работа на установках, будут получены результаты, к которым стремятся физики. Хотя уже сейчас экспериментальные установки зарегистрировали десятки тысяч событий, которые чрезвычайно важны для калибровки детекторов.

Все эти дни и весь этот год коллективы коллабораций напряженно работали. Причем работа была многоплановая, во-первых, по отладке детекторов, что само по себе представляет не меньшую проблему, чем наладка ускорителя. Кроме того, шла интенсивная работа по подготовке к тщательному анализу первых экспериментальных данных - чтобы получить наиболее реалистически обоснованные результаты. Мы все верим, что в начале следующего года действительно уже начнем получать физически значимые результаты. Это о перспективах сотрудничества.

Надо сказать, что сейчас перед ЦЕРН стоит такая проблема. Работа интенсифицировалась, нагрузка на участников этих экспериментов возросла, возросла нагрузка и на страны, которые участвуют в поддержке церновских работ, что очень нелегко в годы, которые мы называем кризисными, или послекризисными для Европы. Соответственно, в ЦЕРН возникла крайняя необходимость расширения своей базы. То есть возможное привлечение новых стран к систематическому участию в этой международной научной организации, необязательно на правах полного членства. Как мы знаем, Россия является страной-наблюдателем, однако по мере развития появился статус ассоциированных членов. И сейчас ЦЕРН интенсивно обсуждает со многими странами свое будущее. В том числе определенные предложения были обращены и к России.

Участвуя в совещаниях "пять на пять", я могу сказать, что Минобрнауки, которое представляет интересы российской науки в ЦЕРН, с пониманием отнеслось к этой проблеме: оно выразило заинтересованность России в долгосрочных отношениях с ЦЕРН ("Пять на пять" - традиционно проходящие два раза в год встречи руководителей экспериментов на LHC, руководства ЦЕРН и представителей российских государственных структур, ведущих научных центров РФ - Е.М.). Руководители федерального научного ведомства России выразили заинтересованность в участии и совместной реализации новых перспективных научных программ. Хотя не готовы пока принять какое-либо решение о статусе членства России в ЦЕРН. По мнению физиков, имеющих непосредственное отношение к совместным программам, на современном этапе для ЦЕРН, может быть, представляет наибольшую ценность использование того опыта, который возник на начальном этапе участия России в проекте LHC. Тогда российские финансовые средства передавались не просто в ЦЕРН, а использовались для производства научного оборудования на территории России с участием российских научных институтов и предприятий. Этот опыт наиболее ценный, в том числе и для ЦЕРН. Скажем, прямые инвестиции из ЦЕРН в промышленность, без участия институтов, иногда не давали нужного результата. На современном этапе наша промышленность, в союзе со специалистами научных институтов, способна дать те результаты, которые даже часто превышают возможности западной промышленности.

- Когда будут публиковаться первые научные результаты, подводиться первые конкретные научные итоги участия той или иной группы физиков, - будут ли заметны российские физики на общем фоне?

- Это вопрос, который нас всех очень волнует. Конечно, мы очень хотим, чтобы этот вклад был - самое главное, чтобы вклад был! - и, если это возможно, чтобы была видимость нашего участия уже на стадии получения физических результатов.

- Уточним, что это не та видимость, которой пытаются прикрыть свое бездействие некоторые нерадивые специалисты, а истинная видимость - видная всем!

- Да, именно так и следует рассматривать это понятие. К этому нас обязывает и то, что руководство России, делая выводы о дальнейшем участии России в программах ЦЕРН, в значительной мере будет опираться на получение российскими участниками значимого результата в экспериментах на LHC. Надо сказать, что во всех коллаборациях, тут нечего скрывать, уже, собственно, подготовлены первые публикации по тем результатам, которые физики ожидают. Это само по себе интересно, что физики ожидают вполне определенных результатов. На эти вопросы Природа может дать ответ "да" или "нет". И если да, то конкретное содержание этого ответа уже уточнят результаты эксперимента. Скажем, в коллаборациях CMS, так же как и ATLAS, - крупнейших проектах на LHC - больше двух десятков таких работ уже написано, и каждый член коллаборации имеет право и старается использовать это право, чтобы довести качество этих первых возможных публикаций до самого высокого уровня. Но видимость вклада будет определяться тем, насколько в этих первых результатах будет отражен оригинальный вклад российских авторов, как теоретиков, так и экспериментаторов. Это, конечно, не простая задача, потому что большинство результатов подготовлены коллективами международными, а российских участников в этом смысле меньше по количеству, чем остальных, поэтому наибольшая видимость будет там, где вклад российских участников наиболее оригинален.

Такие вклады есть. Потенциальные. Например, одно из направлений исследований - поиски так называемых стерильных, или тяжелых нейтрино. Это задача, решение которой будет получено, как ожидается, уже из первых экспериментальных данных. И определяющий вклад в подготовку исследований по этой проблеме внесли российские физики. Есть и другие примеры.

И здесь очень важна готовность наших специалистов работать по технологиям Грид. Сейчас в Дубне максимально возможные в этом направлении усилия приложены, создан крупный информационно-вычислительный комплекс, оттестирован, получил очень высокую оценку. Подобные центры должны создаваться в других крупнейших научных институтах. Но надо сказать, работа еще не доведена до окончательной готовности, и 2010 год несет новые трудности, когда мы должны получить окончательный акт приемки - то есть допуска со стороны коллаборации этих "гридовских" центров до участия в обработке данных. Если это не будет сделано, то получение информации будет затруднено. А на сегодня некоторые из центров должны быть дооснащены средствами накопления данных. Сейчас методично проводятся проверки пропускной способности всех каналов. С каналами ситуация вроде бы неплохая, а вот дооснащение накопительными средствами памяти, за что отвечает Минобрнауки, которое утвердило соответствующую программу, упирается в отсутствие средств. Нам сказали, что денег на следующий год не будет...

- Виктор Анатольевич, существует ли проблема смены поколений на LHC? Кто-то начинал работать в этом проекте 15-20 лет назад, на смену первопроходцам приходит молодежь...

- Такая смена медленно начинается, и это не просто желание, а настоятельная необходимость. Сами установки созданы, но они требуют развития. Все говорят о программах "абгрейда", то есть модернизации. И несомненно, что такой комплекс, как Большой адронный коллайдер, должен развиваться, иначе он не использует в полной мере свои возможности. И уже сейчас эта работа требует очень много в каком-то смысле рутинных операций. Это обеспечение смен работы ускорителя и установок, когда физики, инженеры, специалисты по компьютингу дежурят, сменяя друг друга, вахтовым методом". Это большая напряженная работа, многочасовое бдение на пультах управления и контроля получаемой информации, корректировка, участие в калибровке детекторов. И конечно, с одной стороны рутинная. Но с другой стороны, это прекрасная школа для начинающих экспериментаторов. Кроме того участие в сменах требует больших усилий и просто физических затрат. Поэтому все прекрасно понимают, что наибольшая отдача здесь может быть от молодых. И стараются привлечь аспирантов, студентов к этой необходимой работе. И мы в России, конечно, находим и привлекаем к этой работе молодых людей. И почти сразу проявляются отдельные молодые люди, которые очень быстро проникают в самую творческую часть работы. Что-то дорабатывают, предлагают новые задачи, новые программы...

В нашем эксперименте CMS есть еще соответствующая коллаборация RDMS, то есть объединение ученых России и других стран-участниц России. И это объединение ставит своей задачей проведение в следующем году серии семинаров коллаборации, используя новые технические средства, в формате видеоконференций, для того, чтобы облегчить контакты независимо от места присутствия членов коллаборации. И главное - для того, чтобы максимально широко привлекать молодых людей к участию в этих семинарах, потому что подготовка таких молодых людей - это сейчас важнейшая задача.

- Но научная программа ЦЕРН, хотя и ориентированная на физику частиц самых высоких энергий, какие только могут быть достижимы в лабораторных условиях, все же только этим не ограничивается?

- Безусловно, и чем дальше, тем больше. Несмотря на то, что главная задача ЦЕРН - начало экспериментов на LHC, там очень озабочены будущим - и далеким, и близким. Там понимают, что на каком бы переднем фронте ни была программа LHC, она не полностью удовлетворяет все сообщество физиков. И в каком-то смысле эта программа науку, ее развитие обеднила. Поэтому сейчас в ЦЕРН проходят широкие обсуждения других программ, которые дополняют программу LHC. Скажем, программа исследования нейтрино. Нейтринная физика оказалась чрезвычайно многоплановой, многосторонней, открывающей новые горизонты, в частности, по экспериментальному обнаружению осцилляций нейтрино. Это явление впервые было предсказано в Дубне. Обсуждаются возможные продвижения на этом направлении.

Кроме того, ЦЕРН, как и все крупные институты, стремится, чтобы ускорительное направление было дополнено астрофизическим, потому что наука, конечно, едина, и проблемы, решаемые в экспериментах на ускорителях, и осмысление процессов, происходящих в астрофизике, имеют много общего. И надо эту информацию, поступающую из астрофизических данных, использовать в физике элементарных частиц и высоких энергий. Кроме того, обсуждается и обеспечивается программа работ на SPS, суперпротонном синхротроне, с низкими энергиями, на внутренних мишенях. Там тоже очень большая работа идет. ЦЕРН стремится к тому, чтобы не обеднить весь спектр физических проблем, сведя их, собственно, только к LHC, который занимает не один десяток лет. Уж ближайшие десять лет, точно, займет. А это жизнь целого поколения.

Это ставит проблемы и в России, потому что на фоне такого быстрого развития науки, в частности, на основе международных проектов, нам нужно думать о смене и обновлении и нашей экспериментальной базы, без чего очень трудно готовить дома молодых ученых. Это чрезвычайно важно. И приятно видеть, что Дубна свой путь определила, и пытается по нему двигаться, но этот вопрос стоит перед всеми крупнейшими центрами России.

Сейчас мы все с интересом следим за реализацией пилотного проекта. 1 октября вышел указ президента Д.А.Медведева - ускорить проект реализации создания объединенного "Курчатовского института", присоединив к нему другие институты, чтобы они были вовлечены в программы исследований в ЦЕРН и других международных центрах. Возможно ли достичь результатов таким путем, покажет время. Проблема сегодня состоит в том, что долгосрочное участие России в ЦЕРН пока не нашло формального выражения в постановлениях правительства или подписании новых соглашений. Подготовка такого соглашения обсуждается физиками, но пока еще хода ему не дано. Это было бы чрезвычайно важное решение, но пока Россия на перепутье и еще не определила свою позицию.

- Виктор Анатольевич, в завершение нашей беседы хочу сказать, что история науки когда-нибудь, конечно, все разложит по своим полочкам, и с позиций сегодняшнего дня, "лицом к лицу...", трудно оценить масштаб и значение тех экспериментов, которые начинаются в Женеве. Вопрос - в соотношении затрат и результатов, который обычно ставит общество перед учеными.

- В фундаментальных исследованиях, как правило, затраты окупаются не столько получаемыми результатами, значение которых часто проясняется не сразу, а по прошествии достаточного времени, - сколько теми технологическими научно-техническими решениями и разработками, которые возникают в процессе самих исследований, требующих достижения предельных возможностей эксперимента и предельной концентрации технических и интеллектуальных усилий.