Мегапроект НИКА – машина времени во Вселенной

Источник: scientificrussia.ru

Сегодня нам кажется, что мы знаем всё о том, как и из чего возникла наша Вселенная. Как сформировался тот физический мир, в котором мы живем и как он устроен. Однако не все ученые согласятся с этими утверждениями. Мы пока мало знаем о сверхплотной горячей точке рождения Вселенной — нашего бесконечно большого странного дома, в одной из комнат которого мы с вами живем. Чтобы понять это, надо проследить историю Вселенной с самых первых ее мгновений. Как это сделать? Экспериментально восстановить то, что было сразу после Большого Взрыва, «прокрутить пленку назад», воссоздать условия, когда загадочные кварки и глюоны свободно плавали в бурлящем первобытном «супе», в тот момент, когда рождался мир, который мы наблюдаем сегодня. Возможно ли это — воссоздать в лабораториях условия ранней Вселенной? Заместитель директора Объединенного института ядерных исследований, доктор физико-математических наук, академик РАН Григорий Трубников уверен, это под силу "машине времени" по имени НИКА.

Знаменитый Большой адронный коллайдер, построенный в ЦЕРНе близ Женевы — самая крупная экспериментальная установка в мире. «Большим» его прозвали из-за размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м, а «адронным» — из-за того, что его главная задача ускорять адроны: протоны и тяжелые ядра атомов. Слово «коллайдер» означает, что внутри кольца два пучка ускоренных частиц сталкиваются во встречных направлениях в специальных местах — внутри детекторов элементарных частиц. По сути БАК — это первая "машина времени", призванная ответить на вопросы о рождении Вселенной. 

Но есть задачи, которые даже этой гигантской машине не по плечу. Их возьмет на себя "сестра" Большого адронного коллайдера НИКА (NICA, Nuclotron based Ion Collider fAcility) — сложнейший ускорительный комплекс, названный в честь древнегреческой богини победы Ники, сооружаемый недалеко от Москвы, в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. По словам Григория Трубникова, НИКА — это один из тех грандиозных проектов, которые сегодня реально определяют будущее физики. Ученые уверены, что ускорительный комплекс принесет новые знания о строении ядерной материи, и позволит решить целый ряд прикладных задач. В реализации проекта участвуют исследовательские центры России и более 20 стран Америки, Европы, Азии и Африки. 

Что говорит нам космология об истории Вселенной. В первую очередь, Вселенная расширяется. Это доказал Эдвин Хаббл — выдающийся астроном и космолог, именем которого назван знаменитый космический телескоп. Другой важный факт — Вселенная не была вечной. Эксперименты последних лет доказывают, что она родилась около 14 млрд лет назад. (Кстати возраст нашего Солнца — 4,6 млрд лет, а возраст Земли — 4,6 - 5 млрд лет). 

Наш соотечественник, астрофизик Георгий Гамов предложил собственную модель рождения Вселенной. Он считал, что в самом начале она была невероятно горячей. Вселенная из точки превратилась в горящий шар, после чего начали образовываться первые элементарные частицы. 

Размер начальной точки Вселенной  — 10-33 см. Плотность вещества — 1094 грамм на см3. Эти цифры рассматриваются как граничные условия, преодолевая которые, мы могли бы взглянуть внутрь Вселенной. 

Почему коллайдер можно назвать машиной времени? С помощь экстремальных температур и явлений ядра могут распадаться на протоны и нейтроны. В лабораторных условиях ученые могут буквально наблюдать за тем, как бесконечно малые частицы начнут группироваться и образовывать ядерное вещество. Подобный процесс и происходил во время рождения нашей Вселенной. 

НИКА — это ускоритель тяжелых ионов. Его главная особенность в том, что он будет работать в той области энергий, которая не охватывается ни одной из нынешних установок в мире, в том числе и Большим адронным коллайдером. У ученых появляется реальный шанс получить смешанную фазу ядерной материи, в которой одновременно существуют высвобожденные из ядра кварки и глюоны, а также сами ядра. Создатели ускорителя попытаются "поймать" свободные кварки, что до этого никто не делал. На "машине времени" ученые из Дубны отправятся к истокам. Что ждет нас там - неизвестно. Но это точно будет что-то невероятное.