Борис Иоффе: NICA конкуренции не выдержит

Недавно мы сообщали о начале создания в России нового коллайдера NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility). Проект начат в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Эту новость по просьбе Полит.ру прокомментировал физик-теоретик, чл.корр. РАН, зав.лаборатории в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ, Москва) Борис Лазаревич Иоффе:

Проект в научной литературе не опубликован, но я не думаю, чтобы это был коллайдер, скорее всего это ускоритель. В коллайдере имеются два пучка частиц, которые летят навстречу друг другу и сталкиваются. Ускоритель – это то же самое, но имеется один пучок, который падает на неподвижную мишень. Это терминология, установившаяся во всем мире.  

Я думаю, что в проекте NICA имеется в виду ускоритель. Сделать два пучка – совсем другая сложность задачи. В Лаборатории высоких энергий ОИЯИ в Дубне есть старый ускоритель, построенный еще Векслером (директор института – Полит.ру) в 40-е годы прошлого века - синхрофазотрон.  Замечу, что Векслер (одновременно с МакМилланном в США) был  первооткрывателем  такого метода  ускорения. В дальнейшем был открыт другой более эффективный метода ускорения тяжелых частиц – протонов и ионов  – ускорители с жесткой фокусировкой.  И сейчас большинство ускорителей тяжелых частиц именно такого типа. (Например, ускоритель ИФВЭ в Протвино.) На построенном Векслером ускорителе в 50-ые – 60-ые годы был сделан ряд открытий.

Ускоритель Векслера ускорял протоны, а в 80–е годы его переделали на ускорение легких ядер с атомным весом 2 или 3 и назвали Нуклотрон. Теперь, как я понимаю, собираются использовать тот же самый ускоритель и переделать его на ускорение тяжелых ионов типа золота и поднять энергию. Для сравнения: старая машина Векслера ускоряла до 10 ГэВ (гигаэлектронвольт), а в Проекте  NICA предполагается ускорение тяжелых  ионов на энергию порядка 30 ГэВ на нуклон. 

Сейчас ускорителей тяжелых ядер в мире довольно много. Самый мощный - коллайдер RHIC в США, который работает уже лет пять. Энергия каждого пучка – 200 ГэВ. Раньше в США работал ускоритель AGS в Брукхэвене   со стационарной мишенью и с энергией 11 ГэВ/ на нуклон, подобный предполагаемому проекту NICA. Он работал много лет, а потом его закрыли, так как он уже исчерпал себя. В ЦЕРНе работал ускоритель SPS тоже со стационарной мишенью, и энергией 200 ГэВ  на нуклон,  в России (ИТЭФ) работает ускоритель–накопитель тяжелых ионов с энергией 5–6 ГэВ/нуклон.  

Идея (теперь уже старая) состояла в том, что если сталкивать ядра с такими большими энергиями, то возникнет новое состояние материи – кварк-глюонная плазма. Все думали, что если пойти по энергии все выше, то это состояние можно обнаружить. Но в экспериментах на RHIC с самой большой энергией кварк-глюонной плазмы не обнаружили. Там  было что-то непонятное. При таком столкновении тяжелых ядер разлетается много тысяч частиц и регистрировать их сложно. Физиков интересует то, что внутри. Увидеть это невозможно, но можно об этом судить на основании того, что вылетело. Но в данном случае оказалось, что сказать об этом можно было мало, и главное, неоднозначно. 

Предложение дубнинцев состоит в том, чтобы нарочно опустить энергию, так как измерения делались не при всех энергиях, а только при некоторых. И в этом случае они надеются обнаружить кварк-глюонную плазму. Часть физиков разделяют эту точку зрения, а часть – нет. 

Но в Германии существует центр (GSI) – сообщество людей, занимающихся тяжелыми ионами. Там был построен ускоритель специально для ускорения тяжелых ионов. Он долгое время проработал, но на нем ничего особенного не нашли. Сторонники той точки зрения, что посередине энергий мы можем что-то обнаружить, пролоббировали в Германии сооружение ускорителя на такую энергию, на какую предполагается NICA, и на это уже выделены деньги. Ускоритель называется FAIR. Цена его примерно 1,5 миллиарда долларов. По плану он должен быть введен в 2015 году и в его сооружении и экспериментах участвует примерно десяток стран. 

Более того, Россия подписала декларацию о намерениях участвовать в проекте FAIR. Я сам присутствовал на нескольких заседаниях, где обсуждалось, как и какие российские институты  (в том числе и ОИЯФ)  будут участвовать в проекте FAIR.  С российской стороны эти работы пойдут через Росатом. 

FAIR – это та же самая NICA – те же энергии, тяжелые ионы, стационарная мишень – таким образом, NICA собирается конкурировать с FAIR. Только у FAIR качество лучше. И цена соответственно отличается – 1,5 миллиарда долларов на FAIR и 50 миллионов долларов на NICA.  

Кроме того, в Германии собираются запустить ускоритель в 2015 году, и обычно они не запаздывают. Запустить NICA предполагают в 2013 году. Вы знаете, как строится в России крупный физический ускоритель? Например, в России построили мезонную фабрику. Проект был начат в 1967 году. Закончили строить ее лет 5 назад. При этом проектные параметры по энергии не были выполнены в 2 раза, а по интенсивности – во  много раз. А поэтому на ней нельзя делать те эксперименты, для которых она была построена. Ее теперь используют для всяких побочных вещей. 

За эти же 30 лет в Америке был построен ускоритель, у которого интенсивность была больше, чем предполагалось на советской фабрике. Он работал лет 10 и американцы его закрыли лет 10-20 назад. Они, правда, тоже мало получили от этого проекта. Но у них стиль такой – если машина проработала 10-15 лет, дальше уже не имеет смысла играть в эту игру и проект закрывают. Выгоднее начать строить новое. У нас происходит иначе. У нас, поскольку новое не строят, пытаются тянуть изо всех сил старое, модернизировать и так далее. Так что, по-моему, вряд ли что из этого получится. 

Найдут ли  на FAIR или NICA что-либо принципиально новое – например, фазовые переходы в адронной материи  – отдельный вопрос. Я к этому отношусь скорее скептически. Но возможно, я не прав. Есть люди, которые поддерживают эту идею. Но что для меня совершенно бесспорно, это то, что NICA конкуренции не выдержит. За 50 миллионов ничего не сделаешь. Но на этом можно сделать рекламу. Кто-то может стать академиком, кто-то может получить премии, могут выделить деньги на какое-то проектирование. Но результатов не будет.