Конференция по физике частиц Морионд2016 (репортаж с места событий)

Одна из основных конференций по физике частиц - Морионд (Rencontres de Moriond) состоялась в Италии в середине марта этого года. Конференция Recontres de Moriond - одна из старейших в области физики элементарных частиц - отмечает в этом году 50-летие. Цель конференции - обсуждение последних результатов и новых идей в физике высоких и низких энергий. Встреча призвана способствовать плодотворному сотрудничеству между теоретиками и экспериментаторами в области физики частиц, а также различными научными сообществами и институтами. Конференция проходит в неформальной дружественной обстановке на горнолыжном курорте, это поможет более тесному общению ученых. Теоретики встретят экспериментаторов, молодые исследователи смогут обсудить свои результаты с известными учеными. В этом году в конференции участвовали сотрудники НИЯУ МИФИ.

Заведующий кафедрой экспериментальной ядерной физики и космофизики НИЯУ МИФИ, член-корреспондент РАН Михаил Владимирович Данилов, который также является лауреатом премий М. Планка и А.П. Карпинского и был членом Комитета Научной Политики Европейского центра ядерных исследований, присутствовал на конференции в качестве почетного гостя.

Профессор высказал своё мнение о конференции:

Морионд - это сейчас одна из основных конференций физики частиц. И если раньше был годовой интервал, и ученые готовили в основном один раз результаты к летним конференциям, то сейчас Rencontres de Moriond стал рубежом, к которому тоже готовят новые результаты. В частности, к этой конференции были подготовлены результаты по анализу двухфотонных событий, где имеется некоторое указание на новую физику. Это пока еще нельзя назвать результатом, но очень много обсуждений, опубликовано уже больше двухсот работ, объясняющих этот то ли существующий, то ли несуществующий результат. Конечно, если он окажется правильным, то это будет новая революция, будет найдено то, что не вписывается в рамки Стандартной Модели -  той теории, которая сейчас описывает все то, что мы видим, но не описывает того, что мы не видим. Известно, Стандартная Модель не описывает темную материю и темную энергию.

- Что можно сказать относительно открытий в физике — теоретических и экспериментальных?

Если посмотреть на историю, то существует примерно одна треть событий таких эпохальных, которые были сделаны чисто экспериментально, примерно одна треть событий, которые были предсказаны теоретически, для того, чтобы объяснить неожиданные экспериментальные результаты, и примерно одна треть событий, таких которые были предсказаны просто теоретически, может, и в противоречии с наблюдаемыми результатами. Примерном первых событий является открытие мюона,  частицы до момента наблюдения не предсказанной. Это наблюдение относится к вопросу поколений и является одной из основных проблем в физике частиц в настоящий момент. Примером второго типа можно считать, например, предсказание нейтрино Вольфгангом Паули, которое, собственно, было уже востребовано экспериментом. В экспериментах наблюдались нестыковки, для объяснения которых Паули и предположил ввести частицу нейтрино. Третьим примером можно считать предсказание антиматерии Полем Дираком. Когда он увидел в своих уравнениях решение с отрицательной энергией, сначала пытался сопоставить с существующими частицами, противоположного заряда протонами, но Роберт Оппенгеймер и Е.Тамм показали, что массы различаются слишком сильно, чтобы это можно было сделать. Тогда Дирак сделал совершенно революционное предположение о том, что существуют другие частицы, которые совершенно не известны и относительно которых теория абсолютно симметрична. То есть относительно материи и антиматерии его теория была симметрична, и это было совершенно в противоречии с наблюдаемыми вокруг нас явлениями, поэтому многие ученые не хотели верить в результаты Дирака, ведь весь наш опыт противоречил этой идее. Даже человек, который обладал большим воображением - Паули, написал, что поскольку законы природы в этой теории совершенно симметричны относительно материи и антиметрии, мы не будем серьезно ее дальше рассматривать. Он написал это как раз в том самом году, когда был открыт позитрон, первая частица антиматерии.

- Если перейти к сегодняшнему дню, конкретно имея в виду Морионд (Rencontres de Moriond), что еще запомнилось кроме этого двухфотонного резонанса? что еще обсуждалось?

В действительности очень много было результатов по флайвор (flavour) физике. В настоящий момент имеется два подхода: один подход - это искать новое явление, новые частицы, а второй - это изучать эффекты виртуальных частиц, которые возникают на короткое время в соответствии с принципом Гайзенберга. Второй подход часто бывает даже более чувствительный, чем прямые поиски и здесь, в настоящий момент, имеется несколько областей, где есть намеки на отклонения от Стандартной Модели. Одним из таких мест являются распады прелестных частиц на очарованные частицы и тау-лептон. Эти распады находятся в некотором противоречии с современной теорией. Кстати, распады на тау-лептон позволяют ограничить параметры экзотических моделей. В суперсимметричных моделях, где имеются два хиггсовских дублета, ограничения, которые сейчас существуют на распады прелестных частиц на тау лептоны и  на странные кварки и фотон более жесткие, чем ограничения из прямых поисков этих частиц на БАК.

- А так называемые гравитационные волны - это все-таки последнее наиболее большое открытие в области физики высоких энергий, это же тоже обсуждалось?

Гравитационные волны, безусловно, являются очень ярким результатом, и этот результат, скорее является удивительным с точки зрения технологий. Ученые научились измерять совершенно микроскопические расстояния, которые меньше, чем размер протона на длине в несколько километров. Именно это технологическое развитие позволило зарегистрировать гравитационные волны. С научной точки зрения это, может быть, не произвело столь сильного впечатления, поскольку сомнений в том, что гравитационные волны существуют, ни у кого не было. Существовали непрямые доказательства, которые, тем не менее, вполне уверенно говорили о том, что гравитационные волны существуют. Но, конечно, наблюдение прямое, которое позволило определить не просто их существование, а параметры тех черных дыр, которые сливаясь, произвели эти волны, конечно, это производит очень большое впечатление, но еще раз говорю, что в каком-то смысле сюрприза в этом большого не было. Морионд - это конференция, которая охватывает все наиболее актуальные вопросы, которые имеются и в физике, и  в астрофизике, поэтому, конечно, там были и доклады по гравитационным волнам  - как эспериментальные, так и теоретические.

- Морионд (Rencontres de Moriond) проходит на горнолыжном курорте — как вообще сочетаются физика частиц и горные лыжи?

Замечательно сочетаются физика частиц и горные лыжи, потому что одна из особенностей этой конференции - очень тесное общение людей, которые на эту конференцию приезжают. Все живут в одном месте, все время друг с другом пересекаются, и катание на лыжах только сближает людей, позволяет им, с одной стороны, поговорить о физике даже на подъемнике, а с другой стороны,  дает некоторую разрядку в середине дня. Зато вечера и утренняя половина дня - все посвящены физике, и вот такая неформальная атмосфера, она и привлекает людей на эту конференцию, и она сделала эту конференцию одной из самых важных в физике частиц. Надо заметить, что успех этой конференции привел к тому, что есть и другие конференции, которые в каком-то смысле копируют и повторяют этот подход. Вот НИЯУ МИФИ тоже организует очень похожую конференцию. Она называется "Московская международная школа физики", на которой в середине дня есть возможность покататься на лыжах. Это также способствует тому, что участники конференции ближе знакомятся друг с другом, возникает творческая атмосфера, и это все, в итоге, способствует научному и образовательному развитию.

Вы начали сейчас рассказывать про студентов, про молодых ученых, как вы думаете, насколько важно в таких мероприятиях участвовать нашим студентам, нашим аспирантам?

Безусловно, это чрезвычайно важно, и без интеграции в мировое сообщество надеяться на прогресс науки нельзя. Наука интернациональна, и только в случае эффективной интеграции, когда люди работают, но при этом они взаимосвязаны со всем мировым развитием, в таком случае можно надеяться на успех и признание, что тоже немаловажно. И здесь приятно отметить, что на этой конференции было несколько представителей НИЯУ МИФИ.

НИЯУ МИФИ становится более заметным на мировом уровне. Здесь важную роль играет, безусловно, участие в международных коллаборациях, в которых все больше и больше участвуют сотрудники университета. Ярким примером такого участия можно считать работу наших коллег на Большом Адронном коллайдере (БАК) во всех коллаборациях эксперимента. В свое время НИЯУ МИФИ внес очень большой вклад в создание установок на БАК, и таким образом купил билет на поезд в будущее.

Ассистент кафедры 40 НИЯУ МИФИ Солдатов Е.Ю. также принял участие на конференции Rencontres de Moriond и рассказал о своем выступлении.

«Моё выступление было посвящено одному из исследований, которое ведёт группа НИЯУ МИФИ в эксперименте ATLAS в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). Наше исследование посвящено изучению совместного рождения Z бозонов с фотонами в коллайдерных протон-протонных столкновениях.

Вероятность таких событий с хорошей точностью предсказана теоретически, и мы экспериментально проверяем эти предсказания на таких высоких энергиях, которые нам может дать Большой Адронный Коллайдер. Изучение этого процесса позволяет пролить свет на существование взаимодействий между нейтральными электрослабыми бозонами, такие взаимодействия запрещены теоретически. В своём исследовании мы не нашли отклонений от теории и установили самые жёсткие на сегодняшний день пределы на существование таких взаимодействий. Однако, мы надеемся, что исследование новых данных с ускорителя в рамках его второго сеанса работы в 2015-2016 гг. с увеличенной почти в 2 раза энергией сможет дать некоторые намёки на «новую» физику за рамками общепринятой теории.»

 

Материл подготовили Краснопевцев Д., Орешкина Е., Солдатов Е.