Главная страница проекта ИНФОРМАТИКА-21

Наука Школе

Справка: Физика элементарных частиц

Физика элементарных частиц — известная также как физика высоких энергий — занимается изучением мельчайших субъядерных частиц материи. В соответствии с квантово-механическим принципом неопределенности, для этого приходится строить огромные ускорители (их размеры измеряются десятками километров). В них элементарные частицы разгоняются до скоростей, почти неотличимых от скорости света. В столкновениях таких частиц их колоссальная кинетическая энергия, в соответствии со знаменитой формулой Эйнштейна E=mc2, преобразуется в потоки частиц, большинство из которых в природе в естественном состоянии не встречается. На ускорителях можно изучать такие частицы и из взаимодействия. Это дает ключ к пониманию субядерной структуры материи. Другой важный способ получить информацию о структуре материи — наблюдения за космическими лучами в подземных лабораториях ("нейтринные обсерватории"). Есть и более "камерные", но не менее важные эксперименты (например, установка "Троицк n-масс" в ИЯИ РАН по прямому измерению массы нейтрино в распадах трития).

Физика элементарных частиц — наиболее высокотехнологичная ветвь физики.

Крупнейшими лабораториями являются: Европейский центр ядерных исследований — ЦЕРН (CERN), расположенный на границе Швейцарии и Франции под Женевой; Фермилаб (FNAL, USA); ДЕЗИ (DESY, Germany); КЕК (KEK, Japan). В России это легендарный Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна), академический Институт ядерных исследований (ИЯИ РАН, Москва) с уникальной Баксанской нейтринной обсерваторией в Приэльбрусье, Институт физики высоких энергий (ИТЭФ, Протвино), НИИ ядерной физики МГУ (НИИЯФ им. Скобельцина), а также отделы и лаборатории в других институтах и университетах.

Активное участие россиян позволяет "держать руку на пульсе" этой исключительно динамичной области исследований.

Физика элементарных частиц — наиболее высокотехнологичная и организованная ветвь физики. Например, на установке "Троицк n-масс" работа ведется с радиоактивным тритием в высоком вакууме при температурах вблизи абсолютного нуля (охлаждение жидким гелием). Недаром именно для ее нужд в ЦЕРНе была изобретена Мировая Паутина (блестящий пример "побочного эффекта" фундаментальных исследований, плодами которых пользуется все человечество). Ускорители и детекторы частиц являются весьма точными машинами, управление которыми требует сложнейших автоматизированных систем (пучок ускорителя в ЦЕРНе "чувствует" меняющийся с погодой уровень воды Женевского озера и проходящие мимо скорые поезда Женева-Париж).

Сбор и обработка экспериментальных данных требует огромных вычислительных комплексов, а теоретические расчеты используют сложнейшие математические методы и программно-алгоритмические комплексы. (Кстати, система обработки данных для эксперимента "Троицк n-масс", реализующая новейшие достижения математической статистики, делается на Компонентном Паскале.)

Активное участие российских ученых и инженеров в этих исследованиях позволяет российскому научно-техническому сообществу "держать руку на пульсе" этой исключительно динамичной, высокотехнологичной и фундаментальной области науки — как через прямое участие в научных исследованиях, так и через выполнение уникальных промышленных заказов для строящихся ускорителей и детекторов.

Главная страница проекта ИНФОРМАТИКА-21

Наука Школе