Вісник НАН України. 2016. № 2. С. 25-31.
ЗАГОРОДНІЙ Анатолій Глібович –
академік НАН України, віце-президент НАН України,
голова Наукової ради цільової програми співробітництва НАН України
з Європейським центром ядерних досліджень та Об’єднаним інститутом ядерних досліджень
ПЕРСПЕКТИВНІ ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ З ФІЗИКИ ВИСОКИХ ЕНЕРГІЙ ТА ЯДЕРНОЇ ФІЗИКИ
Стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України
13 січня 2016 року
У доповіді висвітлено основні результати, отримані під час виконання цільової програми співробітництва НАН України з Європейським центром ядерних досліджень та Об’єднаним інститутом ядерних досліджень. Реалізація цієї програми сприяла розвитку міжнародного наукового співробітництва із зазначеними дослідницькими центрами і стала одним із ключових чинників прийняття рішення про набуття Україною асоційованого членства у ЦЕРН.
Вельмишановний Борисе Євгеновичу! Вельмишановні члени Президії!
Мою доповідь присвячено результатам виконання цільової програми співробітництва НАН України з Європейським центром ядерних досліджень та Об’єднаним інститутом ядерних досліджень «Перспективні фундаментальні дослідження з фізики високих енергій та ядерної фізики». Цю програму було започатковано постановою Президії НАН України від 23.12.2011 № 349 «Про участь НАН України в роботі міжнародних наукових організацій» та відповідним розпорядженням Президії НАН України від 18.07.2012 № 488. Постановою Президії НАН України від 13.11.2013 термін виконання Програми було подовжено на 2014–2015 pp.
Головна мета Програми полягала у створенні умов для успішного розвитку фундаментальних досліджень з фізики високих енергій та ядерної фізики, тобто тих галузей науки, в яких значного поступу сьогодні можна досягти, лише беручи участь у масштабних міжнародних проектах. Саме такі проекти зараз здійснюються в Європейській організації ядерних досліджень (ЦЕРН) та Об’єднаному інституті ядерних досліджень (ОІЯД). Зокрема, ЦЕРН є беззаперечним світовим лідером у дослідженнях з фізики високих енергій. Саме в ЦЕРН було побудовано Великий адронний колайдер (ВАК) – найпотужніший прискорювач, здатний забезпечити зіткнення частинок з енергіями 13 ТеВ (1 ТеВ = 1012 еВ; для порівняння: енергія електронів в електронно-променевій трубці має порядок 103 еВ). Цей прискорювач розміщено на глибині 100 м, довжина його кільця становить 27 км.
Експерименти на ВАК мають амбітну мету – з’ясувати ряд засадничих принципів світобудови, зокрема, дати відповіді на відкриті світоглядні питання сучасної фізики. З тим щоб вагомість результатів, отриманих під час виконання Програми, була зрозумілішою, спробую популярно пояснити сутність цих питань.
Перше питання – чи існує так звана «нова фізика» за межами Стандартної моделі, зокрема, чи існує суперсиметричне розширення цієї моделі? Під Стандартною моделлю розуміють набір квантово-польових теорій, що описують три з чотирьох відомих на сьогодні типів взаємодій –електромагнітну, слабку і сильну. Стандартна модель дозволяє пояснити більшість спостережуваних явищ мікросвіту та космологічних даних, за винятком окремих з них, і оперує з двома типами квантових частинок – бозонами і ферміонами, що відрізняються симетрійними властивостями і можуть існувати незалежно одні від одних. Так от, для опису винятків, які ще не мають свого пояснення, наприклад для з’ясування можливої природи темної матерії, осциляцій нейтрино, баріонної асиметрії Всесвіту, потрібно розширити Стандартну модель і припустити, що за високих енергій кожна з елементарних частинок обов’язково має суперпартнера, тобто частинку з протилежною симетрією. Для ферміона це бозон, а для бозона – ферміон. Це ключове питання квантової теорії досі ще не має експериментального підтвердження, але фізики сподіваються, що завдяки експериментам на ВАК воно буде з’ясоване. Повний текст