Рисковать — выгодно

Заместитель министра Григорий Трубников о коллайдере NICA, Жуане II Совершенном и преимуществах ускорителя перед авианосцем
Григорий Трубников    

Григорий Трубников, первый заместитель министра науки и высшего образования РФ, доктор физико-математических наук, академик РАН. В 2014–2016 годах — вице-директор Объединённого института ядерных исследований (Дубна).

В Объединённом институте ядерных исследований строят коллайдер NICA. Это уникальная установка, лучшая в своём роде из тех, что создаются в нашей стране.

Благодаря таким проектам мы в лабораторных условиях моделируем экстремальные состояния ядерной материи и, изучая их, приближаемся к пониманию законов, по которым возникла Вселенная.

Стоимость такого ускорителя — миллиарды рублей, а то и долларов. Поэтому довольно часто встаёт вопрос о его прикладном значении. Попробую ответить.

Во-первых, мы пытаемся понять, при каких условиях образуется сверхплотная ядерная материя. Это крайне важно, потому что мы хотели бы создавать в земных условиях маленькие нейтронные звёзды и управлять ими. Такая звезда — источник колоссальной энергии, гораздо большей, чем дают ядерный реактор или термоядерный синтез. То есть это ключ к альтернативному источнику энергии.

Во-вторых, ускорители имеют прикладное значение уже сейчас. К примеру, полиэтиленовые пакеты времён моей молодости выдерживали максимум три килограмма. Сейчас пакет раз в десять тоньше, а носить в нём можно до двадцати килограмм. Это результат облучения пластика на электронных ускорителях: молекулы полимера связываются в длинные цепочки, и пластик становится более прочным.

Выход на стройплощадку ускорительного комплекса NICA / Фото с квадрокоптера: Константин Шевченко, Борис Головенский

Ускорители используются для очистки газов на химических заводах, для стерилизации медицинских инструментов и материалов: шприцов, ваты и т. д. Компактный ускоритель может быть размером с пару обычных столов, такие сейчас стоят на фармацевтических заводах. Пучок электронов определённой энергии убивает микроорганизмы.

Ускорители используются в радиотерапии для наработки изотопов, в лечении онкологии: пучками из ускорителей выжигают труднодоступные опухоли.

В рамках проекта NICA создаются зоны прикладных исследований, центры коллективного пользования, образовательные программы. Мы моделируем процессы, происходящие в космосе при взаимодействии высокоэнергетических частиц с мозгом космонавта. Это позволяет разрабатывать лекарства, которые восстанавливают те или иные центры мозга. Все части космических кораблей и спутников также проходят облучение, чтобы никакие частицы не проникли сквозь их обшивку.

В мире около 20 тысяч ускорителей, при этом на фундаментальную науку работает всего чуть больше сотни, остальные имеют сугубо прикладные функции.

То есть ускорители — это действительно выгодное вложение. Да, затраты составляют миллиарды долларов, но рынок, который возникает за счёт этих устройств, в десятки, а то и в сотни раз больше. Просто государство должно обладать определённой смелостью, чтобы делать такие вложения.

Вид на ускорительный центр Fermilab, США. Теватрон (кольцо на заднем плане) и кольцо-инжектор
На основе лекции, прочитанной летом 2018 года в рамках научно-просветительского проекта «Летняя Школа»

В 1960-е годы выдающийся физик Роберт Уилсон защищал перед комиссией Конгресса США выделение денег на постройку Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми. На тот момент это был проект самого крупного ускорителя в мире, и на нём в итоге открыли t-кварк.

Денег на Фермилаб требовалось как на строительство двух атомных подлодок или одного авианосца. И кто-то из конгрессменов задал учёному вопрос: «А какое отношение ваш ускоритель, в отличие от авианосца, имеет к обороноспособности страны?»

Уилсон ответил примерно так: «Он имеет отношение только к взаимному уважению, на котором зиждется наше общество, к достоинству человека, к нашей любви и культуре. Он имеет отношение к тому, хорошие ли мы художники и скульпторы, великие ли мы поэты. Всё, что мы действительно чтим в нашей стране, к чему испытываем патриотические чувства, не имеет ничего общего с непосредственной защитой страны, оно лишь делает страну достойной защиты. Если мы все деньги будем тратить на авианосцы и субмарины, то не сможем создать ни одного объекта, который надо будет защищать. А ускоритель или картинная галерея — это то, что надо защищать».

Детектор, построенный для проведения эксперимента ATLAS на Большом надранном коллаидере
Роберт Уилсон, физик

Говоря о вроде бы неочевидных вложениях в науку, можно провести параллель и с экспедициями Колумба. Когда его проект западного морского пути в Индию дошёл до короля Португалии Жуана II Совершенного, тот сказал: «Это важно, но давайте послушаем, что скажет географический совет. Пусть умные люди судят, нужно ли давать деньги на эту экспедицию».

Умные люди сказали: «Слишком дорого, к тому же есть неточности в оценке расстояний. К западу от Португалии ничего нет. Нужно идти на восток: это ближе, правильней и выгодней».

Между прочим, в части расчётов они были правы: проект Колумба, концептуально верный, в деталях не выдерживал абсолютно никакой критики.

Потом проект показали мудрецам из Университета Саламанки, которые вообще сказали: «Океан огромен, его не пересечь. Это бесполезная трата денег». Тем не менее правительство рискнуло и одобрило экспедицию.

Я хочу сказать, что крайне важно ставить перед собой очень большие, амбициозные задачи. Нужна огромная смелость, чтобы эти проекты продвигать, и нужны смелые и умные правители, готовые рисковать и поддерживать подобные проекты.

Христофор Колумб, мореплаватель
Источники

Спецномер научно-популярного журнала «Кот Шрёдингера», октябрь 2018

Иллюстрации

council.gov.ru / Объединенный институт ядерных исследований / wikipedia.org / shine.web.cern.ch / iStock