Компьютерра PDA N60 (02.10.2010-08.10.2010)

Этот вопрос мне кажется несколько забавным. Строгой границы нет. Это просто термин в физике элементарных частиц, который появился, когда она обособилась в самостоятельную область знаний из ядерной физики. Под высокими энергиями понимаются энергии, значительно (в десятки раз) большие, чем характерные энергии в ядерных реакциях. Речь идет не об энергии, выделяющейся в результате ядерного взрыва, а в результате элементарной ядерной реакции, например, распада радиоактивного ядра. Эта энергия измеряется десятками МэВ, то есть ее характерная величина - "мега". А физика элементарных частиц, составляющей ядра протонов и нейтронов, это уже энергия, начинающаяся с 200-300 МэВ. Верхняя планка зависит от предела технических возможностей по величине. Сегодня максимальная энергия протонов это 3, 5 тысячи миллиардов электронвольт. Такие характеристики имеет установка, которая недавно заработала в CERN. В природе достигаются гораздо большие энергии, но природные явления значительно труднее изучать, потому что мы не знаем, в каком месте эта частица прилетит, и в какой момент.

- И события происходят реже.

Гораздо реже, чем больше энергия, тем они реже и реже. Поэтому такие установки, целенаправленно созданные для изучения частиц с предельно большими энергиями, это и есть основное направление развития нашей науки. Итак, условная граница такая: от 200-300 МэВ до максимально достижимых.

- Что изучают на ускорителях с относительно низкими энергиями?

Чем замечательна наша наука? Тем, что физика вообще и, в частности, физика высоких энергий, это очень тонко взаимосвязанная система знаний. Потому что явления, связанные с большими энергиями, могут проявляться в относительно низкоэнергитичных процессах. Есть целый класс явлений в природе, где участвуют виртуальные тяжелые частицы, они, как правило, и есть предмет исследования. Часть из них уже известны и открыты, а часть напрямую не наблюдается, потому что они имеют слишком большую массу, недоступную для рождения на коллайдерах высоких энергий. Однако они могут проявляться косвенным образом, за счет виртуальных процессов, когда эти тяжелые частицы проявляют себя в маленьких поправках к основному процессу. И поэтому эксперименты, которые проводятся на низких энергиях (или, лучше сказать, в нижней части области высоких энергий) - это, как правило, очень точные эксперименты. Целый ряд открытий в науке был осуществлен именно при низких энергиях. Не в прямых экспериментах, а в косвенных наблюдениях. Это возможно в тех случаях, когда физический процесс может быть очень точно рассчитан, и отклонения от ожидаемого результата являются целью нашего поиска. Здесь, в ИЯФ (Институт ядерной физики СО РАН), мы не можем построить такую гигантскую установку, как в CERN, поэтому мы идем своим путем: строим относительно небольшие установки, которые имеют новые свойства и позволяют делать прецизионные эксперименты, то есть очень точные, и по результатам этих экспериментов мы стараемся получить новую информацию.

- Я правильно поняла, что эксперименты на таких ускорителях недоступны большим ускорителям?

Да, безусловно. Физика разнообразна, и определенного типа наблюдения возможны только на таких установках. И это вообще основной принцип науки: нам неинтересно повторять измерения, сделанные другими, просто для того чтобы проверить их. Задача науки - искать неизвестное, выходить на грань между понятным и непонятным. Поэтому настоящий исследователь ищет новые возможности, ранее не использованные в научных исследованиях, чтобы получить дополнительные знания.

- Какие есть направления в физике высоких энергий?