Прорыв в физике

10 троицких учёных, сотрудников ИЯИ РАН, стали лауреатами номинации «За фундаментальные открытия и исследование свойств нейтрино, обнаруживших новую физику за рамками Стандартной модели элементарных частиц – 2016» премии «Прорыв в науке». Эта награда учреждена пять лет назад российским инвестором Юрием Мильнером и основателями крупнейших интернет-порталов: Facebook –
Марком Цукербергом, Google – Сергеем Брином и Alibaba – Джеком Ма.

«Прорыв в науке» могут присуждать и за личный вклад, и лидерам больших экспериментов, и целым группам. Так в 2016 году награда вручена пяти экспериментальным группам, занимающимся изучением нейтринных осцилляций: К2К и Т2К, KamLand, Super-Kamiokande, SNO и DayaBay. Группа учёных ИЯИ РАН под руководством заведующего Отделом физики высоких энергий, доктора физмат наук, профессора Юрия Куденко входит в коллаборацию, которая участвует в ускорительных нейтринных экспериментах К2К и Т2К в Японии.

В области нейтринной физики трудятся учёные всего мира, сообща разрабатывая теории, создавая уникальные приборы и оборудование, проводя эксперименты. «Мы участвовали в коллаборации К2К (KEK to Kamioka), а в настоящее время проводим исследования в эксперименте Т2К (Tokai to Kamioka), – рассказывает Юрий Куденко. – Суть экспериментов сводится к исследованию свойств нейтрино, изучению их
осцилляций».

В природе есть три активных типа нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино. Если говорить коротко о результате нейтринных экспериментов: нейтрино имеют ненулевую массу и могут переходить из одного типа в другой, или, иными словами, осциллировать. «Согласно Стандартной модели, масса нейтрино равна нулю, – поясняет Юрий Куденко, – и осцилляции невозможны». Превращения нейтрино были однозначно доказаны в экспериментах Суперкамиоканде (Япония) и SNO (Канада), а затем были подтверждены в ускорительных экспериментах К2К, Т2К и в нескольких реакторных
экспериментах».

500 человек и 12 стран

Эксперименты К2К и Т2К проходят в Японии, которая и обеспечивает базовое финансирование исследований. Остальные страны-участники коллаборации реализуют другие задачи: разработку и создание детекторов, компьютерную обработку данных, моделирование экспериментов…
«У нас в коллаборации 500 человек из 12 стран, – рассказывает Юрий Куденко. – Подготовка эксперимента длилась около 6 лет, с 2003 по 2009 годы. Наша команда делала мюонный детектор, и с нами работали поляки и американцы. Потом всё собиралось в ящики, загружалось в самолёты и увозилось в Японию. А там уже распаковывали, проверяли, везли «в яму», где детектор монтировался».

10 учёных из ИЯИ

«Все лауреаты премии – сотрудники Лаборатории физики электрослабых взаимодействий, заведующим которой я являюсь», –
рассказывает Юрий Куденко. Лауреатом стал и академик Виктор Матвеев. «В то время он был директором ИЯИ и очень помогал в создании установки, – вспоминает Юрий Куденко, – Виктор Анатольевич решал массу вопросов, начиная от организационных и заканчивая финансовыми».

Кандидат физмат наук Николай Ершов – также член команды учёных. «Я работал над изготовлением детекторов, – рассказывает он, –
принимал участие в разработке чертежей, их анализе, а ещё – в самом изготовлении и тестировании детекторов». Ершов был в Японии во время землетрясения 11 марта 2011 года. Его тогда эвакуировали из страны в Хабаровск самолётом МЧС.

Каждый лауреат внёс свой вклад в общее дело. «Марат Хабибуллин занимался подготовкой данных к обработке, – рассказывает профессор Куденко. – Сейчас он один из ключевых людей, которые определяют нашу внешнюю политику в коллаборации: все доклады и сообщения о результатах эксперимента идут через него».
А вот Олег Минеев – специалист в электронике. Александр Измайлов начинал студентом, он тоже участвовал в создании детектора, занимался анализом и обработкой данных. Сейчас он является одним из лидеров физического анализа Т2К. Алексей Хотянцев во время создания установки отвечал за разработку технологии детекторов, их отладку и запуск на нейтринном пучке.

В числе лауреатов премии и три студента. «Они присоединились в процессе работы, – говорит Юрий Куденко. – Ярослав Шустров сейчас продолжает обучение в Голландии, он ушёл из нейтринной физики. Дмитрий Гудин в Америке, тоже поменял область деятельности. А Иван Карпиков – аспирант ИЯИ РАН. Все трое занимались анализом данных Т2К, моделированием, принимали участие в получении осцилляционных результатов».

Шесть событий

«Эта премия для нас была неожиданной, – улыбается Юрий Куденко. – По большому счёту, не в этом состоит интерес, а в том, что получается в результате эксперимента. Я помню, в 2011 году после землетрясения мы проводили в Японии коллаборационную встречу. Установка не была разрушена, но частично пострадал ускоритель. И мы обсуждали, что делать: подождать год, пока установка будет восстановлена, и продолжить, или завершить анализ накопленных данных и посмотреть результаты. Было принято решение: останавливаем анализ и публикуем».

По правилам, окончательный анализ данных, полученных в результате эксперимента, должен проходить в присутствии всей коллаборации. «Мы вводим один за другим параметры отбора данных и смотрим, что происходит, –
вспоминает Юрий Куденко. –
И вот применяется последний параметр. Смотрим и видим: шесть нейтринных событий в огромном количестве мюонных нейтрино! Появились электронные нейтрино. Этого никто не ожидал! И это был действительно один из ярких дней, которые запомнятся на всю жизнь».

Наталья Май,

фото Александры Тощевиковой