Ruski hadronski kolajder sprema se otkriti tajne svemira

Zamjenik glavnog inženjera OINI i dopisni član Ruske akademije znanosti Grigorij Trubnikov. Izvor: dubna.ru

Zamjenik glavnog inženjera OINI i dopisni član Ruske akademije znanosti Grigorij Trubnikov. Izvor: dubna.ru

Na Ujedinjenom institutu za nuklearna istraživanja (OINI) u podmoskovskom gradu Dubni u tijeku su radovi na izgradnji hadronskog kolajdera NICA (Nuclotron-based Ion Collider Facility). Ruski znanstevnici pomoću njega planiraju istražiti procese stvaranja nuklearne materije koji su se odvijali u ranim fazama nastanka svemira i na taj način otkriti tajnu njegovog nastanka. Nešto više o međunarodnoj suradnji u okviru tog projekta i o istraživačkim planovima ispričao nam je zamjenik glavnog inženjera OINI i dopisni član Ruske akademije znanosti, Grigorij Trubnikov.

U medijima se kolajder NICA često naziva mlađim bratom Velikog hadronskog kolajdera (LHC) u CERN-u. U čemu je njihova sličnost? Da li na bilo koji način surađujete sa CERN-om?

Možemo na akceleratorima kolajderskog sustava NICA vršiti testiranje opreme za svemirsku industriju, tj. ispitivati utjecaj ionizirajućeg zračenja na elektronske komponente integriranih krugova i raznih elektronskih sklopova svemirskih letjelica. Možemo izvršiti laboratorijsku simulaciju uvjeta u kojima bi se takvi uređaji našli u svemiru.

Sa CERN-om ostvarujemo višestruku suradnju. Primarno, Dubna je sudjelovala u razvoju nekoliko ključnih tehnologija za Veliki sudarač hadrona (LHC), točnije – tehnologija za dijagnostiku snopa čestica. Naime, dijagnostika prilikom prvog puštanja snopa pri podešavanju LHC-a rađena je opremom koju je za CERN osigurao naš institut.

Dubna je za LHC razvila još jedan jedinstven uređaj – sistem za prigušivanje koherentnih oscilacija snopa. Za njegov razvoj bilo je potrebno nekoliko godina i u tome je sudjelovalo nekoliko ruskih poduzeća, između ostalih i vojna. Danas je taj sistem sastavni dio LHC-a i radi u njegovom cjelokupnom energetskom dijapazonu. Zahvaljujući njemu parametri snopa su stabilni tijekom dugog vremenskog perioda pa se na taj način omogućuje efikasan rad kolajdera.

Osim navedenog, nekadašnji suradnici našeg instituta su sada zaposleni u CERN-u i odgovorni su za rad nekoliko akceleratora u lancu pripreme snopa.

Na koji način je CERN uključen u projekt NICA? 

CERN je izrazio svoju zainteresiranost da sudjeluje još prije no što je pokrenut projekt NICA. U 2008. godini potpisali smo generalni ugovor sa CERN-om, u okviru kojeg je ta organizacija izrazila spremnost da sudjeluje u izgradnji i radu ruskog hadronskog sudarača. Prema tome, već nekoliko godina vrlo blisko surađujemo i razmjenjujemo naše tehnologije i dostignuća. Njihovi stručnjaci redovno gostuju kod nas, a naši kod njih, mi sudjelujemo u eksperimentima na njihovim sustavima, a oni u našim. Pripremamo zajednička znanstvena izdanja, zajednički koristimo opremu za eksperimente itd.

Izvor: ITAR-TASS

Institut za nuklearna istraživanja u Dubni i transuranski elementi

Ujedinjeni institut za nuklearna istraživanja u Dubni osnovan je 1956. Danas u njemu radi 5000 znanstvenika iz 18 zemalja. Osnovna područja istraživanja su fizika elementarnih čestica i nuklearna fizika.

Institut je stekao svetsku slavu sintetiziranjem tzv. transuranskih elemenata. Ovi, uglavnom ekstremno radioaktivni elementi, teži su od urana i ne postoje u prirodnom stanju na Zemlji. Većina njih je izuzetno nestabilna i može se dobiti samo u vrlo složenim nuklearnim reakcijama. Stoga širenje tablice Mendeljejevog sustava predstavlja svojevrsno ispitivanje granica fizičkog svijeta. Znanstvenici iz Dubne su prvi sintetizirali nove stabilnije elemente od broja 113 do 118. U čast otkrića ostvarenih u institutu u Dubni, element broj 105 nazvan je dubnijum.

Ruski vjesnik

Suradnici CERN-a su članovi našeg stručnog odbora u akceleratorskom i detektorskom segmentu. Oni dva puta godišnje izvode preglede ključnih tehnoloških rješenja našeg projekta. CERN nam uz to stavlja na raspolaganje i svoja softverska rješenja za izvođenje proračuna dinamike snopa, kao i programe za administriranje.

Tko je još od vaših inozemnih kolega zainteresiran za udio u projektu?

Generalni sporazumi o suradnji potpisani su s nekoliko organizacija. Osim CERN-a, s Nacionalnim laboratorijem Brookhaven (BNL) i s Nacionalnim akceleratorskim laboratorijem Enrico Fermi (Fermilab) – dva najveća američka akceleratorska centra. Tu je zatim i njemački Centar za proučavanje teških iona Helmholtz (GSI) iz Darmstadta i Asocijacija Helmholtz – najveća znanstvenoistraživačka organizacija u Njemačkoj, i njihov projekt FAIR koji je usmjeren na isto područje fizičkih istraživanja kao i NICA, tako da s njima vrlo blisko surađujemo.

U kolovozu ove godine organizirali smo prvi međunarodni forum za sve zemlje koje se žele uključiti u naš projekt. U Dubnu su doputovali predstavnici 11 zemalja, između ostalog, iz Njemačke, Italije, Južnoafričke Republike i Indije. Forum je rezultirao time da je šest zemalja potpisalo protokol o spremnosti za punopravni udio u projektu. Na forumu su bili prisutni i predstavnici Ministarstva za znanost i tehnologiju Kine i tom prilikom smo se dogovorili da ćemo do kraja ove godine potpisati isti sporazum i s njima. Inače već surađujemo s Institutom za fiziku plazme Kineske akademije znanosti, koji razvija superprovodne elemente za projekt NICA.

Koja će biti glavna područja istraživanja na ruskom hadronskom sudaraču?

Utvrdili smo dva osnovna smjera. Prvi se, naravno, tiče fundamentalne znanosti. Prije svega, riječ je o istraživanjima u području visokih gustoća nuklearne materije. Gusta vrela nuklearna materija je vrlo aktualna tema u svjetskoj fizici, posebno u posljednjih 10–12 godina. Ona je iznimno zanimljiva zbog toga što je prema suvremenim teorijskim shvaćanjima materija upravo u takvom stanju (slobodni kvarkovi i gluoni zajedno s protonima i neutronima stvorenim od njih) postojala u ranim fazama nastanka svemira. Proučavanje stanja kvark-gluonske materije pomoći će da se dođe do odgovora na pitanja: kako se stvarala materija tijekom nastanka svemira i po kojim zakonima su slobodni kvarkovi obrazovali nukleone.

U kolovozu ove godine organizirali smo prvi međunarodni forum za sve zemlje koje se žele uključiti u naš projekt. U Dubnu su doputovali predstavnici 11 zemalja, između ostalog, iz Njemačke, Italije, Južnoafričke Republike i Indije. Forum je rezultirao time da 6 zemalja potpiše protokol o spremnosti za punopravno sudjelovanje u projektu.

Drugi smjer obuhvaća praktična istraživanja. Za nas su najznačajnija istraživanja u domeni nuklearne medicine. Koristeći iskustvo rada sa superprovodnim akceleratorima, u budućnosti možemo pokrenuti proizvodnju kompaktnih akceleratora u medicinske svrhe koji bi se prvenstveno koristili za terapiju onkoloških bolesti snopom čestica. U svijetu danas postoji oko 15–20 takvih centara u kojima se liječi na desetine tisuća bolesnika godišnje. Očekujemo da ćemo se uskoro u tom području približiti kolegama iz inozemstva, a akceleratorske tehnologije koje koristimo u projektu NICA koristit će se u našim centrima za nuklearnu medicinu.

Osim toga, možemo na akceleratorima kolajderskog sistema NICA izvoditi testiranje opreme za svemirsku industriju, tj. Ispitivati utjecaj ionizirajućeg zračenja na elektronske komponente integriranih krugova i raznih elektronskih sklopova svemirskih letljelica. Možemo izvršiti laboratorijsku simulaciju uvjeta u kojima bi se takvi uređaji našli u svemiru.

Još jedno vrlo važno područje su informacijske tehnologije. Već radimo na razvoju elementa grid-strukture za obradu podataka dobivenih u okviru eksperimenata na Velikom hadronskom kolajderu u CERN-u. Uskoro će to biti jedan od najvećih sustava distribuiranog računarstva u Rusiji – svojevrsno virtualno superračunalo, koje će se naravno koristiti i za projekt NICA.