Президиума ран



Скачать 460.84 Kb.
страница3/3
Дата04.05.2016
Размер460.84 Kb.
1   2   3

Ю.Г. Куденко: Вопрос очень интересный, и здесь существует много объясняющих гипотез. Предположим, что скорость нейтрино превышает скорость света. Тогда возникает проблема: каков механизм их распространения? Вполне возмож­но, что в силу некоторых, до конца не известных нам свойств нейтрино могут в процессе полёта перейти в другое пространство, где расстояние окажется иным. Возможно, мы имеем дело с фа­зовым переходом. Вопрос сложный, но открыва­ющий путь к абсолютно новым физическим пред­ставлениям.

Что касается Стандартной модели, то недавно была опубликована работа нобелевского лауреата Шелдона Глешоу, в которой говорится, что если нейтрино летят в вакууме со скоростью, превы­шающей скорость света, то они должны излучать электрон-позитронные пары, "сбрасывать" энер­гию. Тогда высокоэнергетическая часть спектра нейтрино при распространении на большие рас­стояния будет подавлена. Соответствующие из­мерения уже произведены на установке ИКАРУС, расположенной в Гран Сассо, но ослабления ин­тенсивности высокоэнергетической части спек­тра обнаружено не было. Этот результат совпада­ет с данными Монте-Карло моделирования, со­гласно которым скорость нейтрино не превышает скорость света. Несмотря на ряд существующих противоречий, очевидно, что мы имеем дело с со­вершенно новыми, не укладывающимися в при­вычные рамки явлениями.



Ю.С. Осипов: Идея перехода в другие про­странства хорошо известна математикам: объект, рассматриваемый в разных пространствах, ведёт себя неодинаково, поскольку в них действуют разные закономерности. Интересно, как все эти представления возможно совместить?

Ю.Г. Куденко: Прежде всего необходимо убе­диться в правильности результата эксперимента OPERA.

ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ И ВКЛАД РОССИЙСКИХ УЧЁНЫХ

В ЕЁ РАЗВИТИЕ

ОБСУЖДЕНИЕ НАУЧНОГО СООБЩЕНИЯ

Академик С.С. Герштейн отметил, что Ю.Г. Ку­денко прекрасно описал ситуацию, сложившуюся в настоящее время в области изучения элементар­ного строения вещества. Вместе с тем, по его мнению, необходимо подчеркнуть ряд деталей.

Во-первых, при существующей симметрии между веществом и антивеществом, действитель­но кажется странным, что во Вселенной нет обла­стей, где присутствует антивещество. Предлагае­мое объяснение опирается на предположение, что барионное число не сохраняется и при нали­чии нарушения комбинированной СР-симмет-рии может возникнуть барионная асимметрия. Но чтобы проверить данную гипотезу, требуется зафиксировать время жизни протона. Существу­ющие данные позволяют заключить, что оно пре­вышает 1032—1033 лет, тогда как время существова­ния Вселенной оценивается в 13 млрд. лет (то есть порядка 1010 лет). Добиться каких-то результатов в прояснении этого вопроса, заявил С.С. Гер­штейн, крайне сложно, поскольку, к примеру, на 1 т водорода приходится порядка 1030 прото­нов. Более того, если в течение года не удаётся за­сечь ни одного распада, то уже появляется осно­вание полагать, что время жизни протона на не­сколько порядков превышает указанное. Вместе с тем барионная асимметрия могла возникнуть и при условии, что время жизни протона составляет 1038 лет. В этом случае прямого доказательства распада протона нельзя будет получить лабора-торно, но, по мнению С.С. Герштейна, можно по­дойти к проблеме иначе. Поскольку во многих моделях несохранения барионного и лептонного чисел связаны между собой, то, если имеет место нарушение CP-чётности у нейтрино и переход нейтрино в стерильные нейтрино, это является экспериментальным обнаружением нарушения лептонного числа, и появляется альтернативный путь доказательства существования нарушения барионного числа. Как отметил С.С. Герштейн, такая стратегия в принципе может оказаться про­дуктивной, поскольку осцилляция нейтрино определяется амплитудой малой величины, и ве­роятность распада, рассчитываемая как амплиту­да в квадрате, будет представлять собой квадрат небольшого числа, поэтому в принципе результа­ты нейтринных экспериментов могут подтвер­дить возможность распада протона.

Второй момент, выделенный С.С. Герштей-ном, — объяснение малой массы нейтрино, пред­полагающее существование сверхмассивных майорановских частиц, которые, возможно, со­ставляют тёмную материю. Таким образом, изу­чение нейтрино связано и с проблемой объясне­ния феномена скрытой массы.

С.С. Герштейн напомнил также, что все опи­санные исследования были бы невозможны без использования черенковского излучения, а пер­вым, ещё до осуществления эксперимента с сол­нечными нейтрино, об осцилляциях как о вероят­ной причине дефицита нейтрино заговорил ака­демик Б.М. Понтекорво. Именно Понтекорво указал на экспериментальные возможности де­тектирования нейтрино и предложил, каким об­разом различить электронные и мюонные ней­трино.

Далее С.С. Герштейн назвал целый ряд имён российских исследователей, внёсших существен­ный вклад в развитие рассматриваемой пробле­матики. Так, согласование экспериментов, в ко­торых фиксировались потоки солнечных нейтри­но, стало возможным только благодаря открытию эффекта Михеева—Смирнова, а галлий-германи­евый метод, указавший на достаточность феноме­на осцилляции для объяснения всех случаев не­хватки нейтрино, был разработан Г.Т Зацепиным и В.А. Кузьминым. С.С. Герштейн обратил вни­мание присутствующих и на современные успехи российской науки: сотрудничество Курчатовско­го института в рамках детального изучения про­цессов с участием реакторных и солнечных ней­трино, исследования дальних нейтрино, начатые на базе Красноярского горно-химического ком­бината и продолженные затем во Франции.

С.С. Герштейн подчеркнул, что история де­монстрирует, как часто нейтринная физика ста­новится источником импульса развития физики элементарных частиц (благодаря нейтрино было, например, открыто слабое взаимодействие, а изу­чение спиральности нейтрино послужило осно­вой формирования V—А теории), и заключил, что важнейшую роль нейтрино будут играть и в обла­сти исследований, находящихся на стыке физики элементарных частиц и космологии, формирова­ние которой следует признать одним из главных достижений второй половины XX в.

По мнению члена-корреспондента РАН И.И. Ткачёва, существование новой физики мож­но рассматривать в качестве общепризнанного и общеизвестного факта, поскольку такие феноме­ны, как тёмная материя, тёмная энергия, барион­ная асимметрия и осцилляции нейтрино, невоз­можно объяснить в рамках Стандартной модели. При этом явления новой физики до сих пор не



ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 82 № 8 2012

696

ОБСУЖДЕНИЕ НАУЧНОГО СООБЩЕНИЯ




подлежат экспериментальному изучению, за ис­ключением нейтрино. Именно поэтому о ней­тринных экспериментах можно говорить как о прорыве в новую физику и, более того, как о про­рыве в новую астрофизику. Вообще нейтринная физика открывает грандиозные перспективы. Например, на основе предположения массовой матрицы нейтрино общего вида можно объяснить не только собственно нейтринные осцилляции, но и барионную асимметрию Вселенной и фено­мен тёмной материи. В такой модели нейтрино являются, по выражению И.И. Ткачёва, "тёплой" тёмной материей с массой, равной приблизитель­но 1 кэВ.

Далее И.И. Ткачёв отметил, что современные эксперименты относятся к уровню мега-проек-тов, а потому создаются органы, координирую­щие усилия разных стран по их проведению. В Европе подобную роль исполняет ASPERA, а в общемировом масштабе — APIF. Эти организации вырабатывают "дорожные карты", включающие семь-восемь пунктов, половина из которых по­священа нейтринной физике — нейтринным те­лескопам, подводным обсерваториям и прямому измерению массы нейтрино. И хотя России, по мнению И.И. Ткачёва, ещё только предстоит сформулировать собственную стратегию разви­тия астрофизики частиц, три перечисленные со­ставляющие современного экспериментального изучения нейтрино в нашей стране уже имеются. Речь идёт, соответственно, о Баксанской ней­тринной обсерватории, Байкальском нейтрин­ном телескопе и Троицкой установке по измере­нию массы нейтрино. Необходимо сохранить эти ресурсы, одновременно расширяя и развивая их применение.

Член-корреспондент РАН В.Н. Гаврин (Ин­ститут ядерных исследований РАН) вернулся к теме российского участия в разработке проблемы осцилляции нейтрино, отметив ведущую роль Российской академии наук в исследованиях сол­нечных нейтрино, которые стали первым шагом на пути к этому открытию. В настоящее время, по мнению В.Н. Гаврина, наиболее интересным яв­ляется вопрос о существовании стерильных ней­трино. Ситуация такова, что, как и было изложе­но в докладе, имеется ряд экспериментов, результа­ты которых можно объяснить, только предположив существование четвёртого типа нейтрино. Одно­временно в ряде других экспериментов, не под­тверждающих данные первых, учёные наталкива­ются на иные аномалии, тоже требующие нали­чия стерильных нейтрино. Именно в этом направлении Российская академия наук может эффективно действовать благодаря галлий-гер­маниевому телескопу Баксанской обсерватории.

В.Н. Гаврин пояснил, что имеются два вида галлиевых экспериментов. В первом использует­ся хлорид галлия, растворённый в серной кисло­те, и более простая технология извлечения еди­ничных атомов, образующихся путём захвата нейтрино от Солнца ядром галлия-71, и их реги­стрирование. На Баксанском телескопе применя­ется чистый металлический галлий и более тонкая и сложная технология, отличающаяся большей эффективностью в экспериментах с источниками нейтрино, что обусловлено высокой плотностью металла, обеспечивающей высокую плотность взаимодействия нейтрино. Галлиевая мишень Баксанского телескопа имеет массу 50 т, а поме­щённый в её центр хромовый источник обладает активностью порядка 3 мКи. Поскольку скорость образования германия зависит от средней длины пробега, то наличие статистически значимой раз­ницы скоростей при одинаковой длине в каждой зоне будет свидетельствовать о возникающих на очень коротких расстояниях осцилляциях. Пре­имущество предложенного эксперимента по до­казательству таких осцилляции, а значит, и дока­зательству существования четвёртого массового состояния нейтрино, заключается в том, что по сравнению с аналогичными проектами использу­ется очень чистый, монохроматический источник нейтрино. Имея в виду отсутствие на Баксане любого искажающего результаты фона, для России открываются возможности выйти на ве­дущие позиции в нейтринной физике, заклю­чил В.Н. Гаврин.

С мнением академика С.С. Герштейна о значи­мости взаимосвязи физики элементарных частиц и космологии согласился Л.В. Кравчук (Институт ядерных исследований РАН), подчеркнув, что, вероятно, вся новая физика будет развиваться именно в этой нише — на стыке двух упомянутых областей естественно-научного знания. Поста­вив идею взаимопроникновения физики частиц и астрофизики в качестве цели и руководящего принципа, академики М.А. Марков и Н.Н. Бого­любов создавали в своё время ИЯИ, замысел ко­торого предполагал наличие в одном учреждении наряду с нейтринной индустрией мезонной фаб­рики. Проект мезонной фабрики, разработан­ный под руководством академика В.М. Лобашё-ва в 1980-х годах, включал изучение редких про­цессов распада с нарушением квантового числа -направление исследований, ставшее одним из ос­новных в современной нейтринной физике и за­нимающее главное место в различных современ­ных проектах. Ещё одна программа — каонной фабрики, разрабатываемая академиком В.А. Мат­веевым, не была реализована в России, но факти­чески получила воплощение в проекте J-PARK (Япония).

Л.В. Кравчук обратил внимание на необходи­мость подкреплять деятельность по расширению международного сотрудничества развитием оте­чественной экспериментальной базы. Если рань­ше российская наука на несколько десятилетий



опережала зарубежную, то сейчас исследования сокращаются, возникла потребность в поддержа­нии имеющегося уровня и дальнейшем усовер­шенствовании экспериментальных установок, разработке новых проектов, в которых они будут использоваться. Вместе с тем и на уровне участия в международных исследованиях, по мнению Л.В. Кравчука, существует парадокс: с одной сто­роны, отечественные учёные задействованы практически во всех крупных проектах и в плане теоретического вклада, и в плане разработки и со­здания элементов установок, но, с другой, равно­правное участие предполагает разделение эксплу­атационных расходов и, соответственно, матери­альный вклад, внести который у российской науки практически нет возможности.

Э.В. Бугаев (Институт ядерных исследований РАН) начал выступление с фиксации того факта, что на протяжении последних 40 лет оценка мас­сы наиболее тяжёлого нейтрино, рассчитываемая на основании экспериментальных данных, по­стоянно менялась: если вплоть до конца 1960-х го­дов считалось, что, скорее всего, нейтрино имеют нулевую массу, то с началом экспериментальных исследований, направленных на решение вопро­са о существовании осцилляции, пришлось при­знать наличие у нейтрино отличной от нуля мас­сы. В последующие десятилетия различные оцен­ки значения массы нейтрино постоянно сменяли одна другую, причём изменения шли по возраста­ющей — от величины порядка 10~3 до нескольких единиц на Ю-1 эВ и даже 1 эВ. В подобной ситуа­ции, заявил Э.В. Бугаев, существенно увеличива­ется значение и актуальность троицкого экспери­мента — классического эксперимента по измере­нию массы нейтрино, проводимого в том числе в ИЯИ. На основе схемы 3+1, предполагающей наряду с электронными, мюонными и тау-ней-трино существование дополнительных тяжёлых нейтрино, в настоящее время делаются предска­зания эффективной массы тяжёлых нейтрино, измеряемой в бета-распаде, согласно которым она находится в диапазоне 0.1—0.7 эВ. Крайне важно, что данная величина того же порядка, что и энергетическое разрешение в троицком экспе­рименте. При этом троицкий эксперимент чув­ствителен не столько к эффективной массе, сколько к массе тяжёлого нейтрино (если таковое существует), что позволит отделить индивидуаль­ные эффекты от эффекта матрицы смешивания. Таким образом, троицкий эксперимент может дать результат, не сводимый только к задаче уста­новления пределов. Без проведения этого экспе­римента нельзя разрешить вопрос о правильно­сти схемы 3 + 1.

Академик А.Ф. Андреев согласился с мнением, что Ю.Г. Куденко убедительно продемонстриро­вал процесс перехода к новым физическим пред­ставлениям. Если ещё несколько лет назад мно­гие заявляли о торжестве Стандартной модели, то к концу 2011 г. стало ясно, что начинается новый этап в развитии физики элементарных частиц. Отсюда следует вынести важный урок, касаю­щийся отношения к фундаментальной науке. Не­смотря на то, что отечественные учёные тесно со­трудничают с зарубежными коллегами в рамках важнейших исследований, несмотря на то, что Россия по-прежнему обладает большим потенци­алом — интеллектуальным в лице профессиона­лов высочайшего уровня и материальным в виде соответствующих мировым стандартам экспери­ментальных установок, сама организация науч­ной деятельности в нашей стране разительно от­личается от ситуации в других странах. А.Ф. Ан­дреев считает, что наука во многих отношениях функционирует как при Петре I и Екатерине II: выделяется большая денежная сумма и пригла­шается иностранный учёный с мировым именем, которому предстоит выстраивать с нуля какой-нибудь проект. Одновременно недавний пример с несостоявшимся вступлением России в Европей­скую южную обсерваторию свидетельствует о нежелании выделять средства на фундаменталь­ные исследования. Чтобы стать равноправными участниками, требовалось сделать несколько взносов, но денег не оказалось, и российские учё­ные не смогли присоединиться к проекту.

В ответ на выступление А.Ф. Андреева акаде­мик Н.П. Лавёров обратил внимание присутству­ющих на то, что строительство центра, подобного Баксанскому, в настоящее время не представляет­ся возможным, поскольку его стоимость в 10 раз превышает суммарные расходы Российской ака­демии наук.

Президент РАН академик Ю.С. Осипов побла­годарил Ю.Г. Куденко за интересный доклад, по­мимо прочего напомнивший о достижениях, составлявших гордость Академии наук и рос­сийской науки в целом, и за инициирование состоявшегося разговора, отметив, что рас­смотренные вопросы волнуют очень многих — и не только специалистов в данной области. Ю.С. Оси­пов также поддержал поднятую А.Ф. Андреевым тему о недостаточной поддержке фундаменталь­ных научных исследований со стороны россий­ского государства. Недавно озвученная Прези­дентом РФ сумма государственных расходов на науку составляет 360 млрд. руб. При этом бюджет Академии наук приближается к 55 млрд. руб., ещё около 30% зарабатывает сама академия благодаря различным соглашениям и договорам. Можно за­дать резонный вопрос: на что тратятся остальные деньги? Академия, подчеркнул Ю.С. Осипов, ежегодно публикует отчёт о своей деятельности, так же как и институты, но подотчётны ли все фи-

698

ИВАНОВА



нансируемые организации, неизвестно. Более то­го, поскольку одни и те же учёные работают как в РАН, так и в других организациях по совмести­тельству, нередки случаи, когда результаты, полу­ченные в рамках академии, попадают в отчёты сторонних структур.

В то же время многие перспективные проекты, разрабатываемые и предлагаемые академией, от­кладываются под предлогом тяжёлого экономи­ческого положения и нехватки денег. Однако учё­ные не требуют увеличения расходов, но только предлагают более эффективно и рационально тратить те средства, которые уже выделяются. В этой связи требуется определить, кто должен принимать решения относительно финансовых вложений. Как полагает Ю.С. Осипов, по всей видимости, эту обязанность надо возложить не на чиновников, а на членов научного сообщества или уполномоченных этим сообществом лиц.


Материалы обсуждения подготовила к печати

СВ. ПИРОЖКОВА

Инновационная составляющая экономики, использование постоянно обновляемого ресурса зна­ний и технологий становятся основным фактором устойчивого развития. О том, как эта истина учи­тывается в политике государств мира, о месте России в этом процессе рассказывается в научном со­общении, заслушанном на заседании Президиума РАН.


НАУКА И ИННОВАЦИИ В ПОЛИЦЕНТРИЧНОМ МИРЕ

Н.И. Иванова


ИВАНОВА Наталья Ивановна — академик, первый заместитель директора Института мировой экономики и международных отношений РАН.

В течение последних 20 лет быстро меняются главные векторы мирового развития, идёт турбу­лентное движение к полицентричному миро­устройству [1]. Современная эпоха в значитель­ной мере отличается не только от послевоенного биполярного противостояния, но и от многопо­лярности, существовавшей до середины XX в.




Во-первых, в наше время среди ведущих цен­тров мира представлена не только западная, но и другие цивилизации, имеющие особые системы ценностей. Во-вторых, полицентричность скла­дывается в рамках нового этапа глобализации, главной экономической характеристикой кото­рого является создание и функционирование "глобальных фабрик" в промышленности, энерге­тике, сфере услуг; контроль над ними обеспечивают транснациональные корпорации — важнейшие негосударственные акторы мирового развития.

В-третьих, в формирующейся полицентричной системе пока не выработаны общие правила, нор­мы, не созданы институты, которые могли бы эф­фективно регулировать взаимодействие акторов разного уровня — как сотрудничество, так и со­перничество.



Полицентричный мир сложно структурирован и иерархичен. Он эволюционирует по пути, веду­щему к такому мироустройству, где будут, по-ви­димому, иметь силу первые среди равных, рав­ные, второстепенные и маргинальные центры влияния. Вместе с глобализацией усиливается ре­гионализация, становится более тесной взаимо­зависимость государств и регионов в острой борь­бе за укрепление позиций на мировой арене. Странам, предполагающим оставаться влиятель­ными "действующими лицами" формирующего­ся полицентричного мирового порядка, необхо­димо укреплять собственные преимущества, вза­имодействуя и конкурируя с широким кругом партнёров по всем важным проблемам глобаль­ного развития. В полицентричном мире разви­тие возможностей, связанных с использовани­ем разнообразных факторов "мягкой силы", помогает компенсировать экономические, ин­фраструктурные и другие ограничения. Один из важнейших факторов "мягкой силы" — уровень развития национальной науки и способность государства осуществлять глобальные иннова­ционные проекты.


1   2   3


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница