8 февраля отмечался День российской науки. Этот день в 1999 году был выбран как праздничный в память о подписании в 1724 году указа о создании Российской Академии наук. В СССР День науки отмечался в третье воскресенье апреля, так как в 1918 году между 18 и 25 апреля Ленин составил «Набросок плана научно-технических работ», что явилось фактическим признанием Советами науки. Однако реально День советской науки отмечался 12 апреля и связывался с успешным полётом первого космонавта Ю.А.Гагарина – событием, безусловно, знаменующим триумф Науки.

В гатчинской Библиотеке им. А.И.Куприна состоялась встреча сотрудников Петербургского института ядерной физики им. Б.П.Константинова РАН со школьниками, посвященная Дню науки. На этой встрече выступил ученый секретарь ПИЯФ РАН И.А.Митропольский. Он рассказал о наиболее интересных научных результатах, полученных в институте в последнее время, опираясь на материалы только что прошедшей сессии Ученого совета, рассмотревшей отчетные доклады по основным направлениям исследований института.

В научном мире наш институт, в первую очередь, является признанным центром нейтронных исследований. Основная экспериментальная установка института – реактор ВВР-М, действующий с 1959г. и поныне остающийся великолепным прибором – скоро дополнится высокопоточным исследовательским реактором ПИК, который готов к физическому пуску. Ввод его в действие открывает новые перспективы в нейтронных исследованиях.

Нейтронные исследования можно условно разделить на три группы: исследования фундаментальных свойств самого нейтрона, исследования структуры и свойств материалов с помощью нейтронов и прикладные исследования, использующие нейтронное излучение. Для успешного проведения этих исследований нужны разные нейтроны, точнее нейтроны с разной энергией, температурой или длиной волны. Для этого в институте создаются источники холодных и ультрахолодных нейтронов (правая часть спектра на рис.1), а также стенд «космических» нейтронов с энергиями до 1000 Мэв (левая часть спектра на рис.1).

Рис.1. Шкала энергий, температур и длин волн нейтронов.

К первой группе исследований относится измерение времени жизни нейтрона. Как известно свободный нейтрон нестабильная частица и распадается под действием слабого взаимодействия на протон, электрон и антинейтрино. В последнее время в институте под руководством профессора А.П.Сереброва получены наиболее точные значения времени жизни нейтрона τ = (878,5 ± 0,7 stat ± 0,3 syst) с. Этот результат заметно отличается от «среднемирового» значения. Он устраняет наметившееся нарушение унитарности в Стандартной модели, уменьшает предсказываемую распространенность гелия во Вселенной, приближая ее к величине, наблюдаемой в молодых галактиках, наконец, сдвигает расчетную величину барионной асимметрии Вселенной в модели Большого Взрыва на 15%, улучшая согласие с величиной, полученной из наблюдения микроволнового реликтового излучения.

За этими строками стоит большая драма научного поиска – психологически очень трудно отстаивать результат, отличающийся от «среднемирового» значения. Требуются колоссальные усилия по проверке своих, а главное чужих результатов. Примечательно, что столь принципиальный вопрос изучается и в другом опыте, предложенном В.Ф.Ежовым и давшим уже первые результаты, подтверждающие правоту А.П.Сереброва. Таким образом, усилиями наших ученых достигнут существенный прогресс в области неускорительной физики элементарных частиц.

В области физики элементарных частиц высоких энергий в минувшем году не было особого прорыва – идет планомерная работа по вводу в действие Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе, где во всех четырех главных экспериментах принимают участие физики из Гатчины.

Как известно, основной целью научной программы Большого адронного коллайдера является открытие бозона Хиггса – последней из неоткрытых фундаментальных частиц. Регистрация этой частицы означает правильность наших представлений о механизме возникновения масс элементарных частиц, объединенных Стандартной моделью. Трудно сказать, что лучше - открыть бозон Хиггса или установить его отсутствие в данном интервале энергий-масс. В первом случае будет сделано фундаментальное открытие, но физика доступных нам высоких энергий «закончится». Этим открытием будет доказано, что Стандартная модель адекватна действительности, и останутся только «технические подчистки», связанные с динамикой преобразования элементарных частиц друг в друга. Во втором случае Стандартная модель потребует пересмотра и дополнений, а физики должны будут придумывать новые опыты по ее проверке. Мне кажется, что реализуется второй сценарий, тем более, что в лептонном секторе есть серьёзные претензии к Стандартной модели.

Рис.2. Схема рождения пары «топ-антитоп» кварков в столкновении протон-антипротон.

Драматизм ситуации с открытием хиггсовского бозона усугубляется тем, что аналогичные исследования уже давно ведутся на другом ускорителе – Теватроне, в Национальной лаборатории им.Э.Ферми, США. На нем достигаются в три раза меньшие энергии, но в качестве сталкивающихся частиц используются протоны и антипротоны. Этот ускоритель в 2011 году завершает своё существование, но работающие на нём физики полны оптимизма и считают, что накопленных за 20 лет событий хватит для обработки на много лет вперёд, и бозон Хиггса будет открыт или закрыт именно ими.

В ПИЯФ РАН ведутся очень интересные биофизические и генетические работы. У меня нет возможности их популяризировать, могу только отметить наметившийся прогресс в исследованиях функций белков, вызывающих семейную форму болезни Альцгеймера. Результаты этой работы были очень живо восприняты Ученым советом института, ведь средний возраст научных сотрудников в институте неуклонно растет и составляет около шестидесяти лет!

Очень интересная и необычная работа связана с генетическими исследованиями существования реликтовых форм жизни в антарктическом озере Восток. Это озеро находится под почти четырёхкилометровым слоем льда в центре Антарктиды, в районе станции Восток. Подробности этой работы уже описывались в Научных средах ее авторами. Здесь отмечу только, что, по-видимому, в этом году бурение будет закончено и можно будет получить доступ к «открытой» воде. Предварительный био-генетический анализ проб льда из намерзающей воды озера показал отсутствие в ней всякой жизни, но возможно в придонных слоях ситуация другая.

Популярное изложение современных научных проблем и результатов – дело не простое, но чрезвычайно важное (в первую очередь для самой Науки!). Автору трудно судить о том, как это вышло у него на встрече со школьниками в библиотеке. Целью данной заметки было, может быть, закрепить положительное впечатление о научном потенциале Гатчины и сказать, что подобные встречи очень нужны. Вопросы, заданные школьниками и присутствующими взрослыми, показали их подлинный интерес к научным проблемам и явлениям, требующим научного объяснения. Лично меня, например, очень порадовал вопрос о добыче гелия-3 на Луне. Такой вопрос влечёт за собой целый курс популярных лекций.

Рис.3. Схема проникновения в подледниковое озеро Восток.

В ПИЯФ РАН действует информационно-образовательный центр, вокруг которого собралось несколько очень квалифицированных научных сотрудников, обладающих даром популяризации. Они читают популярные лекции по основным направлениям научной деятельности института. Как правило, такие лекции приурочиваются к экскурсиям в институт. Думаю, можно было бы поставить эту работу шире – проводить такие лекции в Гатчине, «сея разумное, доброе, вечное» на муниципальном уровне. Темами таких лекций могут быть значительные научные события, такие как ежегодное присуждение Нобелевских премий, или научные события, привлекшие общественное внимание, как запуск Большого адронного коллайдера, или, наконец, «околонаучные» открытия горе-изобретателей, будоражащих общественность.

		Фотографии Татьяны Потаповой