– Какие существуют виды ускорителей для изучения физики высоких энергий?
- Давайте начнем с установок, на которых физики получают пучки частиц рекордных энергий. Например, LHC – это протон-протонный коллайдер, где протоны сталкиваются с протонами при высоких энергиях (7 ТэВ). На LHC также предполагается режим ион-ионных столкновений. Есть и другой тип установок, такие, как Tevatron, там сталкиваются протоны и антипротоны, с энергиями пучков порядка ТэВ, то есть несколько меньше, чем на LHC. Но преимущество этой установки в том, что она уже давно работает. У нас в институте есть другой тип коллайдеров: электрон-позитронные ускорители ВЭПП-4 и ВЭПП-2000. На них сталкиваются пучки электронов и позитронов. Максимальная энергия частиц на ВЭПП-4 – 5,5 ГэВ, на ВЭПП-2000 мы сталкиваем пучки с энергией до 1 ГэВ. Поэтому, конечно, как и в других областях физики, у нас тоже есть большое разнообразие установок.
– Чем отличаются между собой ВЭПП-4 и ВЭПП-2000?
- И та, и другая установка – это электрон-позитронные встречные пучки, но область энергий у них довольно разная, практически не перекрывающаяся. На ВЭПП-4 диапазон энергий от 1 до 5,5 ГэВ, это 5,5 миллиардов электроновольт. На ВЭПП-2000 область энергий – от порога рождения легчайших адронов (пионов) в районе 150 МэВ до 1 ГэВ. Эта область энергий уже изучалась на других установках.
– Диапазон энергий до 2 ГэВ сравнительно плохо изучен. Почему так получилось, ведь это относительно доступные энергии?
- Потому что установки, которые работали в этой области, имели относительно маленькую интенсивность, то есть светимость. Плотности пучков было недостаточно, чтобы исследовать редкие процессы. Науке все больше интересны редкие явления, которые не так часто происходят, поэтому ВЭПП-2000 – это установка нового поколения по светимости, хотя в этой области энергии уже работали и другие ускорители. У нас, например, была установка ВЭПП-2М, которая проработала 25 лет на энергии пучков до 700 МэВ (0,7 ГэВ). После того, как все возможности в исследованиях на этой установке были исчерпаны, мы решили, что нам проще сделать ее модернизацию, и построили ВЭПП-2000. Новый коллайдер работает приблизительно в такой же области энергий, но с заметно большей интенсивностью. Сейчас эта установка создана и начинает работать, то есть выдавать научную продукцию.
– Что такое В-фабрики?
- Это другой класс электрон-позитронных коллайдеров высокой интенсивности, который нацелен на исследование b-кварка. Почему «b»? Название происходит от английского beauty quark – это так называемый пятый кварк. Мы знаем, что в природе наблюдается 6 кварков: u-кварк, d-кварк, c-кварк, s-кварк, b-кварк, t-кварк. Они имеют разные массы. Масса b-кварка около 5 ГэВ. Ясно, чтобы изучать частицы, содержащие b-кварк, нам нужна энергия больше 5 ГэВ. В-фабрики – это электрон-позитронные установки с энергией приблизительно 5, 5 ГэВ в пучке с максимально возможной эффективностью, потому что мы исследуем очень редкие явления распада b-кварка. Две таких установки успешно работали последние десять лет в США и Японии. Мы принимаем активное участие в разработке, создании, проведении самих экспериментов и получении конечных физических результатов на этих установках.