VIVOS VOCO: Саврин В.И., "Всем миром - к тайнам микромира"

Всем миром - к тайнам микромира.
Cотрудничество в области физики высоких энергий

В.И. Саврин
Виктор Иванович Саврин, доктор физико-математических наук, профессор, зам. дир. НИИЯФ МГУ по научной работе

Бурное развитие фундаментальной науки в 20-м столетии сделало ее интернациональной: различные страны мира объединяют усилия и ресурсы для решения научных проблем, лежащих в основе научно-технического прогресса. И дело не только в том, что современные исследования требуют больших материальных затрат, которые часто не под силу даже самому экономически развитому государству. Сложность этих проблем требует сосредоточения интеллектуального потенциала многих ученых, что стало возможным благодаря резкому скачку в развитии информационной среды, столь характерному для прошлого века.

В первую очередь все это относится к физике высоких энергий, запрашивающей огромных технологических усилий. Специалисты НИИЯФ МГУ - института, который не располагает собственными мощными ускорительными установками, - имеют возможность работать в данной области именно благодаря совместным проектам, и прежде всего с ЦЕРНом [1].

Мировой флагман физики частиц

ЦЕРН - это крупнейший в мире и единственный в своем роде научно-исследовательский центр в области физики элементарных частиц. Он расположен к западу от Женевы на территории Швейцарии и Франции у подножия горного массива Юра, где геологические и сейсмические условия позволяют без опасения строить ускорители элементарных частиц.

Идея создания ЦЕРНа принадлежит французскому физику, нобелевскому лауреату Луи де Бройлю. В 1949 г. на европейской конференции по культуре в Лозанне он предложил создать международную организацию для проведения фундаментальных научных исследований, объем и сущность которых не под силу какому-либо одному национальному институту. Это начинание было противовесом милитаристскому использованию знаний в области ядерной физики после второй мировой войны. Его поддержали правительства европейских государств, и уже в 1954 г. Европейский центр по ядерным исследованиям появился на свет. ЦЕРН был одним из первых в Европе совместных учреждений и стал блистательным примером международного сотрудничества на благо мирной науки. От 12 стран, подписавших конвенцию по ЦЕРНу, членство в нем к настоящему времени выросло до 20 стран-участниц. Около 7000 ученых - половина всех физиков мира, изучающих частицы, - пользуются экспериментальным оборудованием ЦЕРНа. Они представляют 500 научных центров и университетов из 80 стран. В числе более 40 физических экспериментов, проводимых в ЦЕРНе, нет ни одного "национального", все работы - плоды интеллектуальных, технологических и финансовых усилий институтов и университетов многих стран мира. Среди самых значимых результатов:

- изобретение многопроволочных пропорциональных и дрейфовых камер (1968);
- обнаружение нейтральных токов слабого взаимодействия (1973);
- открытие W- и Z-бозонов, подтвердившее теорию объединения слабых и электромагнитных взаимодействий (1983);
- изобретение распределенной информационной сети WWW (1990);
- синтез первого атома антивещества (1995);
- получение кварк-глюонной плазмы - сверхплотного состояния вещества, в котором находилась Вселенная в первые микросекунды после ее образования (2002).
- регистрация прямого нарушения СР-четности, которое позволяет объяснить, почему в нашей Вселенной практически не осталось антивещества (2003).

СССР, а теперь Россия - один из главных партнеров ЦЕРНа из числа стран - не членов этой организации на протяжении почти 40 лет (первое соглашение о сотрудничестве было подписано в 1967 г.). В те времена Советский Союз занимал одно из ведущих мест в развитии физики высоких энергий, были созданы выдающиеся научные школы в этой области науки, построен самый мощный в мире ускоритель У70 под Серпуховом (в Протвино). В экспериментах на нем в рамках упомянутого соглашения с 1968 по 1975 г. участвовали многие европейские ученые. ЦЕРН поставил научную аппаратуру стоимостью около 100 млн швейцарских франков для программы из 10 совместных экспериментов, по которой работали более 300 физиков.

Павильон «Глобус», построенный к 50-летию ЦЕРНа.

Среди них были и сотрудники нашего института, участвовавшие в обработке снимков с пузырьковых камер. В 70-х годах в Протвино начала работать большая жидководородная пузырьковая камера "Мирабель", изготовленная в Сакле (Франция). С ее помощью удалось исследовать множественное рождение частиц в соударениях различного типа адронов при энергии 32 ГэВ, в том числе странных частиц, и взаимодействия на кварк-глюонном уровне. В частности, был изучен процесс аннигиляции протонов и антипротонов "на лету" на кварковом уровне.

В 1975-1989 гг. поле совместной деятельности советских и европейских физиков переместилось в ЦЕРН, где был введен в строй более мощный ускоритель - SPS - с энергией 400 ГэВ, и наши физики участвовали в 15 экспериментах. В НИИЯФ МГУ был создан крупный измерительно-вычислительный центр для обработки и анализа снимков с пузырьковых камер. В этом центре проходила обработка снимков с камеры вершинного детектора Европейского гибридного спектрометра, работавшего на ускорителе SPS. Эти эксперименты проходили в основном в 80-х годах, послужив завершающей фазой эпохи пузырьковых камер, и анализ их результатов продолжается до сих пор: измеряются сечения образования резонансов и изучаются корреляционные явления разного типа при множественном рождении частиц.

Одновременно в ЦЕРНе с участием российских институтов шла подготовка к экспериментам на ускорителе следующего поколения - Большом электрон-позитронном коллайдере (LEP). Эксперименты на LEP велись с 1989 по 2000 г., и за это время промышленность России изготовила и поставила в ЦЕРН уникальное научное оборудование общей стоимостью около 100 млн швейцарских франков.

В 1993 г. было подписано Соглашение между Правительством Российской Федерации и ЦЕРНом о дальнейшем развитии научно-технического сотрудничества в области физики высоких энергий, а в 1996 г. - Протокол между Министерством науки и технической политики РФ и ЦЕРНом об участии России в проекте "Большой адронный коллайдер" (Large Hadron Collider, LHC) - крупнейшем международном научном проекте конца ХХ - начала ХХI в. В тот же год Россия получила статус наблюдателя в Совете ЦЕРНа, и с тех пор российские представители участвуют во всех заседаниях по подготовке экспериментов на LHC.

Под прицелом протоны

LHC - ускоритель частиц, благодаря которому физики смогут проникнуть так глубоко внутрь материи, как никогда ранее. Он будет построен в подземном кольцевом туннеле длиной 27 км на глубине около 100 м (в том же туннеле, в котором работал коллайдер LEP, что намного удешевит строительство) и позволит сталкивать протоны с небывалой до сих пор энергией - 14 ТэВ (это примерно в миллион раз больше, чем энергия, выделяющаяся в элементарном акте термоядерного синтеза). Экспериментальные физические исследования на коллайдере LHC предполагается начать в 2007 г.

Протонные пучки были выбраны именно с целью достижения максимально возможной энергии в заданном кольце ускорителя. Дело в том, что движение заряженных частиц по круговой орбите сопровождается большими потерями энергии в результате мощного синхротронного излучения, интенсивность которого обратно пропорциональна четвертой степени массы ускоряемой частицы. Можно представить себе, насколько выше эти потери при ускорении, например, электронов в том же кольце, если масса электрона почти в 2000 раз меньше массы протона. Именно поэтому максимальная энергия электронов и позитронов в коллайдере LEP достигала лишь 100 ГэВ.

Общий вид территории ускорителя LHC (аэрофотосъемка).
Красной линией отмечено расположение подземного кольца.

Цель экспериментов на LHC - изучение фундаментальнейших вопросов мироздания. Из чего состоит вещество? Откуда оно появилось? Какие силы действуют между элементарными частицами и объединяют их в сложные объекты, окружающие нас? Каково вообще происхождение нашей Вселенной и каковы законы, определяющие ее развитие?

Новый ускоритель должен поднять нас на новую ступень в ряду открытий физики частиц, которые начались столетие назад. Тогда ученые еще только обнаружили всевозможные виды таинственных лучей: рентгеновские, катодное излучение, a- и b-лучи - и задумались: откуда они возникают, одинаковой ли они природы, и если да, то какова она? Теперь у нас есть ответы на многие вопросы, позволяющие гораздо лучше понять окружающий нас мир, происхождение Вселенной. Постепенно, шаг за шагом, эти открытия изменили и нашу повседневную жизнь, подарив нам приемники, телевизоры, компьютеры, томографию, Интернет... Однако в самом начале XXI в. перед нами стоят новые вопросы, ответы на которые мы надеемся получить с помощью ускорителя LHC. И кто знает, развитие каких новых областей человеческих знаний повлекут за собой предстоящие исследования.

Пока же наши знания о Вселенной недостаточны. Считается, что Вселенная возникла в результате так называемого Большого взрыва материи. Вначале все было сжато в очень маленьком объеме, не более песчинки. Все частицы, из которых сегодня состоит вещество, все вокруг нас и мы в том числе еще должны были сформироваться. Спустя 15 млрд лет Вселенная стала такой огромной, что даже свет проходит ее насквозь за миллионы лет. Сегодня мы живем в "холодной" Вселенной, где существуют четыре вполне определенные силы, действующие на вещество: электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное взаимодействия. В более раннем возрасте, когда Вселенная была "горячее", возможно, эти силы проявлялись одинаково.

История Вселенной

Физики, занимающиеся частицами, надеются создать единую теоретическую основу, чтобы доказать это, и некоторые успехи здесь уже достигнуты. Две силы - электромагнитного и слабого взаимодействия - удалось объединить в единой теории, называемой "электрослабой", еще в 1970 г., чему несколько лет спустя в ЦЕРНе было получено экспериментальное подтверждение. Две другие силы - гравитационное и сильное взаимодействия - остались вне этой теории, но затем была построена Стандартная модель, включившая в себя электрослабую теорию и теорию сильного взаимодействия.

Бесспорно, Стандартная модель - одно из выдающихся достижений человеческого разума XX века, но она оставляет пока многие проблемы нерешенными. Почему элементарные частицы имеют массу? Почему их массы различны? Так ли, что столь разные силы природы в действительности только проявление одной силы? По-видимому, во Вселенной не осталось больше антивещества - по какой причине?

Проблема происхождения массы - самая обескураживающая. Удивительно, что это всем хорошо известное понятие так мало изучено. Ответ, может быть, кроется в рамках Стандартной модели, в положении, которое называется механизмом Хиггса. Согласно ему, все пространство заполнено "хиггсовскими" полями. Частицы приобретают свои массы посредством взаимодействия с этими полями. Частицы, сильно взаимодействующие с хиггсовскими полями, - тяжелые, те же, которые взаимодействуют слабо, - легкие. Хиггсовское поле ассоциируется по крайней мере с одной новой частицей - хиггсовским бозоном. Если такая частица существует, LHC должен помочь ее обнаружить.

Самой популярной остается идея об объединении всех сил в единой теории, названной теорией суперсимметрии, или кратко SUSY. В этой теории предполагается, что для каждой известной частицы существует суперсимметричный партнер с альтернативным спином-статистикой. Если SUSY верна, суперсимметричные частицы должны быть найдены с помощью LHC.

Естественно предположить, что во время рождения Вселенной, в момент Большого взрыва, создалось одинаковое количество вещества и антивещества, однако сегодня мы живем во Вселенной, состоящей, судя по всему, целиком из вещества. Куда же девалось антивещество? Сначала думали, что антивещество представляет собой только совершенное отображение вещества - если заменить вещество антивеществом и посмотреть на результат в зеркало, разницы не обнаружится. Однако теперь мы знаем, что отображение неадекватно, и это могло привести к дисбалансу вещества и антивещества. Ускоритель LHC станет прекрасным "зеркалом" для наблюдения антивещества, которое позволит нам подвергнуть Стандартную модель самому жесточайшему испытанию.

Итак, есть немало вопросов, ответы на которые могут быть найдены с помощью ускорителя LHC. Но история уже показала, что выдающиеся открытия в науке часто бывают непредсказуемы. Хотя у нас есть представление о том, что именно мы хотим найти с помощью Большого адронного коллайдера, Природа может преподнести нам очередной сюрприз. Так или иначе, он изменит наше миропонимание. Не менее важно, что реализация столь масштабного проекта окажет жизненно важное влияние и на развитие технологий будущего во многих областях - от материаловедения до информатики, поскольку требует исключительного совершенства создаваемого оборудования.

Анатомия коллайдера

Чтобы удержать пучок более энергетичных частиц на кольцевом треке ускорителя LHC, необходимы более сильные магнитные поля, чем те, которые использовались ранее в других ускорителях ЦЕРНа. Такие поля позволяют получить сверхпроводящие магниты, но никогда раньше не строилось "сверхпроводящее" устройство подобных масштабов. Новый ускоритель будет работать при температуре жидкого гелия - это холоднее, чем температура открытого космоса. Изыскания, проведенные совместно учеными и инженерами, показали, что сооружение такой установки реально, и в конце 1994 г. была успешно испытана целая опытная секция ускорителя.

Так как LHC будет ускорять два пучка, двигающихся в противоположных направлениях, то в действительности он будет представлять собой два ускорителя в одном. Чтобы ускоритель по возможности был компактным и экономичным, магниты также разместят в едином "два-в-одном" корпусе. Перед введением протонных пучков в LHC их будут ускорять на уже существующих, последовательно соединенных ускорителях. Практика использования взаимосвязанных ускорителей сделала ЦЕРН самой многопрофильной фабрикой по получению пучков частиц в мире.

Схема расположения кольца LHC и его детекторов.
Инжекция протонов будет осуществляться с выхода ускорителя SPS.

Обеспечивая самую высокую энергию из всех ускорителей в мире, LHC также будет иметь самые интенсивные пучки. Столкновения в ускорителе будут порождать тысячи частиц, и отслеживать их - сложнейшая задача. Чтобы разобраться в том, что происходит во время столкновений, в ЦЕРНе будут построены четыре огромных детектора - ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Первые две из этих установок, ATLAS и CMS - самые крупные и универсальные, предназначенные в основном для поиска хиггсовского бозона и суперсимметричных партнеров обычных частиц, но способные решить и ряд других проблем физики микромира. Главная цель, которую преследует эксперимент ALICE, - исследование процессов образования кварк-глюонной плазмы при столкновении тяжелых ионов, особого состояния вещества, которое существовало, как предполагают, только в первые мгновения зародившейся Вселенной. LHCb - это детектор для изучения причин нарушения четности (зеркальности) в мире элементарных частиц и, как следствие, в нашей Вселенной. Безусловно, физические задачи в программах исследований четырех экспериментов могут частью пересекаться, но решаться они будут разными методами, что оправдано с точки зрения достоверности получаемых знаний (опыт реализации программы LEP, где одновременно работало тоже четыре детектора, доказал это). Детекторные системы, дающие информацию о появлении частиц, различаются по принципу "реакции на частицу". Сцинтилляционные счетчики регистрируют электромагнитное излучение, испускаемое при прохождении частицы через активную среду. При измерениях ионизационными датчиками о пролете частицы судят по степени ионизации газа в камере. Переходное излучение при движении частицы в газовой среде фиксируется датчиками переходного излучения. В полупроводниковых (кремниевых) детекторах о появлении частицы сигнализирует изменение проводимости. Наконец, калориметрический метод подразумевает измерение энергии всевозможных излучений, выделяющейся в среде (обычно металлической).

Высотой с многоэтажный дом, детекторы - "органы чувств" LHC - будут буквально напичканы электроникой. В центре каждого детектора будут происходить столкновения протонов с частотой около 800 млн раз в секунду, в результате которых рождаются новые частицы. События будут столь частыми, что одни частицы после взаимодействия еще будут проходить через детектор, а в это время уже произойдут следующие столкновения. Одно столкновение даст около 10 млн единиц информации, и каждый детектор LHC предоставит в 20 раз больше данных, нежели самый большой детектор, имевшийся до того в ЦЕРНе. Общий объем информации детекторов будет сопоставим с информационными потоками, циркулирующими сейчас во всей европейской телекоммуникационной системе.

Чтобы обработать такие потоки данных, требуется настоящий "супермозг" - передовые математическое обеспечение и электроника. Будут созданы распределенные по всему миру региональные компьютерные центры, в том числе и в России, связанные с центральным вычислительным центром ЦЕРНа высокоскоростной компьютерной сетью. Эта сеть будет отличаться от уже существующей всемирной паутины тем, что в ней станут доступны не только поиск и обмен информацией, но и вычисления, использующие мощность всех составляющих, т.е. произойдет объединение отдельных компьютеров в единую вычислительную систему. Для проведения таких глобальных распределенных вычислений разрабатывается новейшая технология, получившая название GRID. Приятно отметить, что с российской стороны координирующую роль в этих разработках играют специалисты нашего института, о чем мы обязательно расскажем читателю в одном из ближайших номеров журнала.

Открываются иные горизонты и в других областях: новые технологии, которые требуются для реализации этого строительства, уже способствуют возникновению идей, обещающих огромные результаты в будущем.

С бору по сосенке

В создании ускорителя и четырех детекторных установок принимают участие физические институты и промышленные предприятия всех развитых в научно-техническом отношении стран, включая Россию. Около 20 российских научных организаций и около 30 промышленных предприятий, в том числе и оборонных, объединивших свои усилия, должны произвести высокотехнологического оборудования на общую сумму 200 млн швейцарских франков за счет средств бюджета России, ЦЕРНа и других зарубежных научных организаций и фондов. К настоящему времени российские институты и предприятия получили уже 10 наград, учрежденных ЦЕРНом, за высококачественное и своевременное выполнение работ для LHC.

Благодаря участию в проекте LHC отечественные институты, занимающиеся физикой элементарных частиц, смогли модернизировать научно-производственную базу, привлечь талантливых студентов, аспирантов и молодых ученых к передовым научным исследованиям, получить международные гранты и в результате сохранить свой научный потенциал. Размещение соответствующих многомиллионных контрактов на территории России способствует развитию высоких технологий и увеличению числа рабочих мест на промышленных предприятиях, открывает возможность выхода новых российских технологий на мировой рынок. В ряде случаев эти заказы позволили буквально спасти высокотехнологичные производства в России в сложное время конца 90-х годов. Вот лишь некоторые из самых ярких примеров разработки уникальных технологий.

Ускоритель нуждается в вакуумном оборудовании, способном поддерживать исключительно глубокий вакуум в канале инжекции, что существенно снижает потери при прохождении в нем небывало интенсивного пучка протонов. Такое оборудование - действительно уникальное по обеспечиваемой степени вакуума - было изготовлено Институтом ядерной физики им.Г.И.Будкера (Новосибирск), где были также сделаны более 600 магнитов инжекционного канала и сверхпроводящие коммутационные шины.

Последние дипольные магниты, изготовленные в Новосибирске, доставлены в ЦЕРН.

Для детекторов необходимы активные среды, взаимодействующие с частицами. Технологию выращивания монокристаллов вольфрамата свинца, которые по своей прозрачности и радиационной стойкости превосходят все имеющиеся в мире образцы, разработали на Богородицком заводе технохимических изделий (Тульская обл.) в содружестве с ГНЦ "Институт физики высоких энергий" (Протвино). В 2000 г. там начато серийное производство 60 тыс. таких кристаллов - "начинки" для электромагнитного калориметра детектора CMS, а в 2001 г. на предприятии "Северные кристаллы" (Апатиты), по несколько другой технологии, адаптированной к ростовым установкам завода, - кристаллов для детектора ALICE.

Эти кристаллы (а их в калориметре многие тысячи) требуется как-то закрепить - для их укладки необходимы специальные кассеты. Кассеты должны обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать вес сверхтяжелых кристаллов, но иметь очень тонкие стенки, чтобы минимизировать количество постороннего вещества внутри калориметра. Прецизионные кассеты из композиционных материалов с такими необычными механическими свойствами сконструировали специалисты Института ядерных исследований РАН (Москва) и ОКБ им.В.М.Мясищева (Жуковский).

ОКБ им.В.М.Мясищева (Москва) разработало и изготовило сверхлегкие и сверхпрочные кассеты из углепластика
для компоновки монокристаллов торцевого калориметра установки CMS.

Не меньше внимания требуют полупроводниковые компоненты детектора - ведь им придется работать в очень "тяжелых" условиях сверхсильных магнитных полей и интенсивного облучения частицами высокой энергии. По инициативе и в сотрудничестве с Объединенным институтом ядерных исследований (Дубна) в НИИ материаловедения (Зеленоград) разработана передовая технология изготовления кремниевых стриповых детекторов с высокой радиационной стойкостью, которая обеспечивается особой чистотой и бездефектностью кремниевых пластин и специальной технологией крепления датчиков. Ведется серийное производство двух тысяч детекторов общей площадью около 7 м². А ЦНИИ "Электрон" (Санкт-Петербург) по заказу и при участии Петербургского института ядерной физики РАН (Гатчина) впервые создал вакуумные радиационностойкие и нечувствительные к магнитному полю фототриоды.

ЦНИИ "Электрон" (Санкт-Петербург) выпустил 15 тыс. вакуумных фототриодов для торцевой части калориметра.

Нужны еще массивные монолитные блоки из стальных пластин - для сооружения поглотителя частиц, рождающихся после столкновения пучков протонов и летящих практически вдоль этих пучков, и, наоборот, сверхлегкие, но прочные опорные конструкции для крепления детекторов (соответствующие технологии были разработаны совместными усилиями специалистов из Москвы, Санкт-Петербурга, Перми и Снежинска), и многое, многое другое.

Что касается нашего института, он сотрудничает с ЦЕРНом в рамках проекта LHC с начала 90-х годов и сейчас участвует в подготовке двух экспериментов - ATLAS и CMS.

"Сделано в НИИЯФ"

В эксперименте ATLAS запланировано использовать детекторы двух типов: полупроводниковые кремниевые детекторы и микростриповые газовые камеры, результаты работы которых должны дополнять друг друга. Расчет сделан на то, что более высокая точность координатных измерений на кремниевых детекторах будет компенсироваться меньшей плотностью рабочего вещества и относительной дешевизной газовых камер.

В рамках разработки газовых детекторных систем в НИИЯФ МГУ исследуется радиационная стойкость конструкционных материалов газовых трубок. Основная проблема заключалась в необходимости очистки газа, циркулирующего в системе, от продуктов, которые образуются в результате воздействия высоких доз радиационного излучения, и ее удалось решить. Чтобы следить за радиационной обстановкой в зоне калориметра, создана специальная система мониторинга, исследована работа калориметра в условиях интенсивного облучения (радиационное повреждение детекторов, коррозия, люминесценция и т.п.) и разработаны методы калибровки переднего калориметра.

На всех ускорителях работают системы отбора событий (триггеры), которые отсекают часть событий, оставляя самые интересные, чтобы облегчить обработку информации. В установке ATLAS будет работать трехуровневый триггер [2], позволяющий понизить частоту регистрируемых событий с 1 ГГц до 200 Гц, что уже приемлемо для записи событий. За последние годы группой нашего института разработаны и внедрены в общую систему программного обеспечения триггера несколько алгоритмов реконструкции и отбора событий во внутреннем детекторе. Алгоритмы работают с учетом жестких ограничений на время выполнения, эффективность отбора сигнальных событий и подавление фоновых. В 2004 г. созданные программы были успешно протестированы в реальных условиях на полноразмерном макете части установки.

В экспериментальном зале установки ATLAS монтируется центральный калориметр.

На установке ATLAS предполагается регистрировать редкие лептонные, радиационные лептонные и полулептонные распады В-мезонов, недоступные прежним ускорителям. Это помогло бы точно проверить предсказания Стандартной модели в высших порядках теории возмущений, а также провести поиск новых физических эффектов вне Стандартной модели. Группа НИИЯФ МГУ анализирует возможности детектора ATLAS для решения данных задач.

Для детектора CMS в институте разрабатывается программа исследований взаимодействия тяжелых ионов с целью обнаружения и изучения свойств сверхплотного состояния ядерной материи - кварк-глюонной плазмы. Были разработаны модели Монте-Карло, описывающие новые эффекты в соударениях тяжелых ионов при энергии LHC ("гашение" струй, потоковые эффекты) и применяемые в настоящее время как коллаборацией CMS, так и другими коллаборациями (например, ALICE). Анализ на их основе ряда физических каналов (включающих струи, лидирующие частицы, кварконии, димюоны больших инвариантных масс, анизотропные потоки энергии и др.) показал, что детектор CMS должен быть чувствителен к кварк-глюонной плазме в данных каналах. Предложены алгоритмы реконструкции физических объектов (струй, фотонов, кваркониев и др.) и глобальных характеристик события (параметра удара, угла плоскости реакции) с высокой множественностью [3].

C 1989 г. в институте развивается первый в мире пакет программ CompHEP для автоматизированных вычислений характеристик процессов столкновений и распадов элементарных частиц на ускорителях и коллайдерах. В современном виде CompHEP позволяет привести всю цепочку необходимых расчетов для исследуемого процесса столкновения двух конкретных частиц с заданной энергией и с определенным набором частиц в конечном состоянии [4, 5]. В результате работы программы мы получим значение сечения процесса и распределения конечных частиц по энергиям и углам в виде таблиц и графиков. Благодаря созданным интерфейсам полученные распределения можно обработать программным обеспечением конкретных детекторов, что позволяет заранее моделировать отклики этих детекторов, если в них произойдут подобные события в реальных экспериментах.

С использованием уникальных возможностей CompHEP, которые и создавались под нужды реальных вычислений, коллаборацией CompHEP в сотрудничестве с учеными многих научных и учебных центров мира был проведен ряд пионерских исследований в области физики на современных коллайдерах. В частности, расчет процессов рождения одиночного t-кварка и созданный на основе системы CompHEP специальный генератор событий "SingleTop" легли в основу подготовки экспериментального поиска t-кварка в коллаборации CMS на коллайдере LHC.

* * *

Участие в проекте LHC даст возможность поднять научный потенциал России, а сам проект выведет процесс интернационализации фундаментальной науки и связанный с ним прогресс в развитии передовых технологий на новый уровень. Но это лишь одна сторона дела. Широкое научное сотрудничество мирной направленности исключительно важно и в деле сближения и взаимопонимания людей и народов. Проект LHC просто обязан быть успешным!

Литература

1. Саврин В.И., Сарычева Л.И., Смирнова Л.Н. // Вестник МАН ВШ. 2000. №1 (12). С.98—112.

2. Capeans M., Grishkevitch Ya.V., Kramarenko V.A. et al. // Science. 2004. V.51. P.960—967.

3. Lokhtin I.P., Sarycheva L.I., Snigirev A.M. // European Physical Journal C: Particle and Fields. 2004. V.36. P.375—379.

4. Boos E., Bunichev V., Dubinin M. et al. (CompHEP Collaboration) // Nuclear Instruments and Methods. 2004. A534. P.250—259.

5. http://theory.sinp.msu.ru/comphep