10 и 11 октября Объединенный институт ядерных исследований принимал участие во Всероссийском фестивале науки NAUKA 0+. Объединенный институт представил свой стенд на центральной площадке в Экспоцентре на Красной пресне в Москве. В рамках Золотого лектория на фестивале выступил первый вице-директор ОИЯИ академик РАН Григорий Трубников c лекцией «Мегапроект NICA – машина времени во Вселенной. Сверхплотная ядерная материя, нейтронные звезды и сверхпроводимость на службе человечества».

Сегодня нам кажется, что мы знаем все 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? Первый вице-директор Объединенного института ядерных исследований, доктор физико-математических наук, академик РАН Григорий Трубников уверен, это под силу «машине времени» по имени NICA.

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.

Из презентации Г. В. Трубникова

Но есть задачи, которые даже этой гигантской машине не по плечу. Их возьмет на себя «сестра» Большого адронного коллайдера 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, NICA — 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.

Схема комплекса NICA

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 помощью 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.

NICA — 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.

По материалам портала «Научная Россия»