Михаил Данилов: Физика вне коллайдера и "фабрики прелести"

Гости
Михаил Данилов
главный научный сотрудник Физического института имени Лебедева РАН, академик РАН

Ольга Орлова: В рамках Стандартной модели материи мы не можем ответить на все вопросы, - уверяют ученые. Именно это заставляет их задуматься о так называемой новой физики, для поиска которой нужны новые установки и даже фабрики прелести. О том, как они устроены, мы решили спросить главного научного сотрудника Физического института имени Лебедева Российской академии наук, академика Михаила Данилова.

Здравствуйте, Михаил Владимирович. Рады ­снова видеть вас у нас в студии.

Михаил Данилов: Добрый день. Мне тоже очень приятно быть здесь.

Михаил Данилов. Родился в 1946 году в Москве. В 1970 году окончил Физический факультет МГУ имени Ломоносова. С 1973 года работал в Институте теоретической и экспериментальной физики. Прошел путь от инженера до директора института. В 1978 году получил степень кандидата физико-математических наук. В 1990-м – доктора физико-математических наук. В 1997 году избран членом-корреспондентом Российской академии наук, а в 2016 – академиком Российской академии наук. С 1993 года – профессор, затем заведующий кафедрой физики элементарных частиц МФТИ, руководитель научно-образовательной программы "Физика фундаментальных взаимодействий". С 2012 года – заведующий кафедрой экспериментальной ядерной физики и космофизики Московского инженерно-физического института. С 2016 года – главный научный сотрудник Физического института имени Лебедева Российской академии наук. Лауреат премий имени Планка и Карпинского.

О.О.: Михаил Владимирович, во время нашей прошлой беседы вы рассказывали о тех экспериментах, которые идут на Большом адронном коллайдере уже после поимки бозона Хиггса. Завершено построение Стандартной модели. У ваших коллег не закончились вопросы в рамках фундаментальной физики. И вот речь идет о поисках так называемой новой физики. Но ведь это происходит не только на Большом адронном коллайдере. Есть подземные лаборатории и космос. Там тоже можно это искать. Расскажите, пожалуйста, о поисках новой физики вне Большого адронного коллайдера.

М.Д.: Конечно, то, что Стандартная модель завершена – это большое достижение. И сейчас основные задачи физики – это поиски эффектов за рамками Стандартной модели, так называемой новой физики. В частности, Стандартная модель не описывает темную материю, которой в 5 раз больше, чем обычной материи, из которой мы устроены, и не описывает доминирование материи во Вселенной. Все это требует новых знаний, новых подходов.

И поиски новой физики ведутся не только на Большом адронном коллайдере, как вы правильно сказали, но и во многих других местах. Одно из направлений – это поиск темной материи. Как ее можно искать? Ее ищут либо в подземных лабораториях, забираясь туда для того, чтобы фон от обычных взаимодействий с обычной материей был очень маленький, либо в космосе.

В подземных лабораториях сейчас установлены очень сложные детекторы, причем, концепции этих детекторов в значительной мере основаны на тех работах, которые в свое время проводили российские физики. В поисках темной материи доминирует так называемый ксеноновый детектор в настоящий момент. К нему приближаются и другие. Но пока что доминируют детекторы на ксеноне. Методы работы с ними были развиты еще российскими физиками.

И российские физики участвуют в этих экспериментах, например, в эксперименте LUX, который проходит в Америке. Там участвуют наши физики, в частности, из МИФИ.

Второй подход – это искать результаты аннигиляции частиц темной материи в космосе. Если такая аннигиляция происходит, то мы можем увидеть необычные источники обычных частиц. И вот в эксперименте "ПАМЕЛА", одним из лидеров которого является МИФИ, был обнаружен увеличенный выход позитронов.

О.О.: "ПАМЕЛА" – это спутник, который летает в космосе. Он орбитальный?

М.Д.: Да, он летает в космосе.

О.О.: У него есть детекторы, которые настроены на то, чтобы…

М.Д.: Чтобы регистрировать различные типы частиц. И вот этот детектор "ПАМЕЛА" сумел обнаружить избыток электронов над тем, что ожидалось. Это может быть свидетельством того, что частицы темной материи при аннигиляции производят позитроны, и мы их видим. Но, к сожалению, есть и другие объяснения этого избытка позитронов. Поэтому пока уверенно не можем сказать, что это свидетельства темной материи. Нужны дополнительные эксперименты. Они ведутся. Это и эксперимент AMS, и также планируются эксперименты в России, которые создаются в ФИАНе и МИФИ. Так что прогресс идет быстро.

О.О.: А есть еще такая вещь. В научных новостях сообщают, что у нас на нашей планете заработали так называемые фабрики прелести. Удивительное название – фабрики прелести. Расскажите, как они устроены и что там производят.

М.Д.: На фабриках прелести производят прелесть.

О.О.: У физиков своеобразное понимание прелести. Поэтому здесь могут быть всякие неожиданности.

М.Д.: Совершенно верно. Прелесть в понимании физиков немножко отличается от общепринятого. Прелестными называются такие кварки, которые живут очень недолго, но их можно рождать на ускорителях, на коллайдерах. И такие коллайдеры, которые рождают большое количество прелестных кварков, называются фабриками прелести.

А еще бывают фабрики очарования, где очарованные кварки рождаются. Такой коллайдер разрабатывается в Новосибирске. И он потихонечку строится, но, к сожалению, средств на его строительство пока не выделили. Так что новосибирские физики умудряются из зарабатываемых денег потихоньку его строить.

А вот коллайдер прелестных частиц ("фабрика прелести") сейчас запускается в Японии. В действительности это уже не фабрика, а суперфабрика, потому что до этого существовало две фабрики прелести (в США и Японии), на которых были получены очень интересные результаты. И, в частности, стало понятно, почему различаются свойства материи и антиматерии.

Кстати, первое предложение по фабрике прелести было сделано в Гамбурге. Мы исследовали свойства прелестного кварка и показали, что можно изучить различие свойств материи и антиматерии в случае распада прелестных частиц, если построить такую фабрику прелести, и предложили ее построить как раз в Гамбурге. К сожалению, этот проект не был одобрен, но зато были построены две фабрики прелести: одна в Соединенных Штатах, одна в Японии. И они успешно проработали. Был получен результат, который в какой-то мере объясняет, зачем нужны те частицы, которые существуют в Стандартной модели, частицы с романтическими названиями – странные, прелестные, очарованные.

И сейчас создается суперфабрика прелести. Она будет искать физику за рамками Стандартной модели. Это ее основное предназначение.

О.О.: Михаил Владимирович, скажите, а как вы думаете, такие фабрики прелести, хотя бы одна, нужна ли России?

М.Д.: Фабрику прелести, я думаю, строить России не надо, поскольку российские ученые очень активно участвуют в создании этой суперфабрики прелести, которая запускается уже в Японии. Большой вклад в ее создание внесли новосибирские физики из Института ядерной физики. Наша группа создала 16 000 детекторов для этой фабрики площадью 1600 квадратных метров. Это примерно футбольное поле. Так что вклад российских ученых и в создание этой фабрики, и в создание детекторов очень большой. И нужна, безусловно, кооперация. И не нужно дублироваться.

С другой стороны, можно делать что-то другое. Можно построить фабрику очарования. И вот новосибирские физики, как я уже говорил, разрабатывают такой проект, потихонечку по нему продвигаются. И было бы очень хорошо, если бы этот проект получил финансирование. Там тоже очень много возможностей для поиска новой физики, физики за рамками Стандартной модели.

О.О.: В связи с этим тогда я не могу вас не спросить о такой вещи, как проблема национальных научных проектов. С одной стороны, все ведущие российские ученые не устают твердить о том, что современная наука международна, глобализирована, что большие задачи решаются сообща, в том числе и финансово сообща, нужно складываться на них. И это один подход. Но как-то из него очень быстро можно сделать вывод (и чиновники часто делают вывод): хорошо, участвуйте в международных проектах, а национальные проекты мы не поддерживаем, потому что в их рамках все равно ничего толкового решить нельзя. Как сейчас, в эпоху такого взаимодействия, на ваш взгляд, должна решаться проблема поддержки национальной науки?

М.Д.: Такие проекты, безусловно, нужны. Они должны быть в любом случае международными. В них должно быть международное участие. В России рассматривается несколько таких проектов. К нашей области ближе всего фабрика очарования в Новосибирске. Но создается и коллайдер тяжелых ионов в Дубне Nica. Это немножко в стороне от того, что мы обсуждали. Этот коллайдер нацелен на то, чтобы изучать свойства так называемой кварк-глюонной плазмы, другого состояния вещества. Но в принципе это близкое направление. И этот коллайдер также делается с участием ученых из многих стран, и это гарантирует то, что проект будет и успешным, и интересным, что он правильно выбран. Наличие таких проектов, безусловно, важно.

Теперь по поводу дублирования. Конечно, дублировать один в один какие-то проекты бессмысленно. Но делать дополнительные альтернативные подходы к исследованию чего-то – это очень важно. Например, тот же самый проект "Nica" имеет конкурента. В Германии строится близкий по духу ускоритель, но который будет исследовать те же явления несколько по-другому. И вот соревнования между этими проектами и кооперация как раз очень полезны и нужны.

О.О.: А вот такое мнение, которое иногда можно слышать от, опять-таки, представителей в основном от того или иного государственного менеджмента. Когда говорят, что свои национальные проекты финансировать дорого, у нас Россия богата талантами, богата интеллектуальным капиталом. Пусть поезжают и на чужих установках там работают. Этого вполне достаточно, чтобы те, кто хочет быть включен в международную науку, он будет включен. Но своих собственных спутников, телескопов, ускорителей и так далее мы строить не будем, потому что у нас на это нет средств, желания, понимания.

М.Д.: Я бы не стал противопоставлять эти два подхода. Безусловно, нам надо участвовать в тех глобальных проектах, на которые в России просто нет средств. Вопрос о том, есть средства или нет средств – это вопрос тоже сложный. В принципе обсуждалась возможность создания в России коллайдера следующего поколения за Большим адронным коллайдером – так называемого Международного линейного коллайдера электронов и позитронов, который, кстати, впервые был предложен в Новосибирске. Так вот, на мой взгляд, имелась вполне реальная возможность создания его в России. В районе Дубны рассматривалось место. И я думаю, что если бы такое решение было принято, то это оказало бы большую пользу всей российской науке и высокотехнологической промышленности, и менеджменту, потому что такие глобальные проекты требуют совершенно других подходов в организации производства, в организации всех дел. Я думаю, что наличие одного глобального мегапроекта было бы очень полезно для России. Может быть, паровоз еще не ушел. Хотя сейчас обсуждается строительство этого коллайдера в Японии. Но обсуждается как-то медленно. Поэтому, может быть, еще возможности есть.

Я еще раз хочу повторить, что есть два подхода. И оба подхода правильные. Надо обязательно участвовать в экспериментах на коллайдерах или других установках мирового масштаба, и в то же время иметь свои центры, которые позволяют сохранять и инженерные знания, инженерную культуру, и обучать студентов все-таки попроще, когда имеется под рукой такая установка.

О.О.: Михаил Владимирович, как вы считаете, от чего российская наука больше страдает: от отсутствия денег или от плохого управления?

М.Д.: Это вопрос очень сложный.

О.О.: По гамбургскому счету.

М.Д.: По гамбургскому счету. Во-первых, я хочу сказать, что ситуация с финансированием фундаментальной науки в России, на мой взгляд, катастрофическая. Один институт в Японии RIKEN имеет такое же финансирование, как вся Академия наук. В RIKEN работает 3000 человек, в Академии наук – 100 000. Как вы думаете, насколько реально получить результаты мирового уровня при таком соотношении финансирования? Очень тяжело.

Тем не менее, российские ученые умудряются получать результаты мирового уровня, но в чрезвычайно сложных условиях.

Более того, к сожалению, финансирование фундаментальной науки не только не растет, но и падает. За последние три года финансирование фундаментальной науки упало примерно на 25%. Это не учитывая еще инфляцию, не учитывая девальвацию рубля. Девальвация рубля в науке очень сильно сказывается, потому что закупка реактивов, закупка оборудования, поездки на конференции.

О.О.: Поездки на конференции сразу становятся дороже.

М.Д.: Они становятся дороже прямо пропорционально девальвации. Финансирование сокращается катастрофически. Зарплаты и ученых, и особенно аспирантов, молодежи в разы, а то и на порядок меньше, чем за границей. Я прекрасно знаю по своим выпускникам, многие из которых, к сожалению, вынуждены уезжать, и получают там деньги, совершенно не сравнимые с тем, которые бы они получали здесь.

Надо заметить, что руководство страны вроде бы понимает необходимость повышения оплаты труда ученых, и существуют известные майские указы президента. Но то, как они выполняются – это просто имитация. Ученых переводят на долю ставки, чтобы с теми же деньгами они якобы получали большую зарплату на бумаге. Я не понимаю, кого мы обманываем: себя, президента. Это выглядит совершенно унизительно.

О.О.: С другой стороны, вот это удивительный парадокс. О том, что финансирование фундаментальной науки снижается за последние годы существенно каждый год, это заметно просто в рамках бюджета. Все вроде понимают, что денег на науку и образование тратится меньше и меньше. Одновременно с этим возникают инициативы, призывающие ограничить так называемую утечку мозгов, интеллектуальную миграцию, когда наши выпускники, аспиранты, молодые и немолодые ученые пытаются найти работу за рубежом или уехать учиться, если это магистранты.

И в то же время Русский академический фонд направляет письмо с инициативой в правительство о том, чтобы ограничить выезд отличникам-магистрантам за рубеж в обмен на то, что они освобождаются от службы в армии, они получают отстрочку. То есть если отличный студент не выезжает за рубеж и не продолжает там образование или не едет в аспирантуру или искать работу, то у него появляется возможность не ходить в армию года три. И вот это ограничение на выезд в обмен на отсрочку службы в армии – это одна инициатива.

Вторая инициатива, которая одновременно же обсуждается комитетом по обороне в Госдуме – продлить призывной возраст нашим студентам до 30 лет. Как вы думаете, эти инициативы, если они будут реализованы, как они скажутся на научных кадрах, на молодежи? Что произойдет?

М.Д.: Произойдет катастрофа просто. И мы лишимся той талантливой молодежи, которая сейчас, несмотря на все сложности, по-прежнему часть ее остается работать в России. Например, в нашей группе работает более 20 студентов и аспирантов МИФИ, МФТИ.

Есть талантливые студенты и аспиранты, которые хотят продолжать работать в России, несмотря на все сложности, которые здесь имеются. Такие инициативы по изоляционизму, по палочному принуждению к работе внутри страны приведут к совершенно обратному: все талантливые люди постараются как можно раньше страну покинуть, и все это приведет просто к катастрофе.

О.О.: То есть, как говорят сами студенты, надо ехать не а аспирантуру и не в магистратуру, а в бакалавриат. То есть начнут уезжать сразу после школы.

М.Д.: Да. Единственный способ удерживать талантливых людей – это обеспечивать их нормальной зарплатой, нормальными условиями для работы. Это в действительности не так уж и дорого. Если бы правительство выполняло даже свои планы, которые записаны в программах, это было бы уже замечательно.

О.О.: У нас в программе был главный научный сотрудник Физического института имени Лебедева Российской академии наук академик Михаил Данилов.


Подписаться на ОТР в Яндекс Дзене

В рамках Стандартной модели материи ученые не могут ответить на все возникающие вопросы. И это заставляет их задуматься о так называемой Новой физике

Комментарии

  • Все выпуски
  • Яркие фрагменты