На коллайдере в новосибирском Академгородке проводятся крупномасштабные эксперименты по производству и изучению рукотворной барионной антиматерии
В новосибирском Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН в ходе плановых экспериментов по физике элементарных частиц на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 достигнут режим работы, при котором началось массовое рождение антинуклонов. В экспериментах на встречных электрон-позитронных пучках антинуклоны – антипротоны и антинейтроны - рождаются в парах со своими частицами-партнерами – протонами и нейтронами. Энергетический порог такой реакции – около 1870 миллионов электрон-вольт (МэВ) – и область энергии выше него доступны новосибирскому коллайдеру ВЭПП-2000. К настоящему моменту произведено уже больше тысячи событий с рождением антинуклонов, проводится их анализ, эксперимент продолжается.
Барионная антиматерия, или антибарионы, - это частицы микромира, состоящие из трех антикварков. Наиболее легкими антибарионами являются антипротон и антинейтрон, состоящий из двух кварков анти-у и одного кварка анти-д, и антинейтрон, состоящий из одного кварка анти-у и двух кварков анти-д. Антипротон и антинейтрон – партнеры протона и нейтрона – самых легких и самых распространенных барионов. Именно в протонах и нейтронах сосредоточена основная масса вещества – звезд, планет. Несмотря на это, некоторые свойства легчайших барионов, в частности, их строение, к настоящему времени еще слабо исследованы. Проводимый эксперимент дает возможность физикам существенно продвинуться в этом направлении.
ВЭПП-2000 – один из двух действующих в настоящее время в ИЯФе электрон-позитронных коллайдеров. Проект этого коллайдера был задуман и начал реализовываться в 2000 году. Кроме того, его максимальная проектная энергия также составляет 2000 МэВ. ВЭПП-2000 пришел на смену легендарному ВЭПП-2М – коллайдеру, установившему абсолютный мировой рекорд продолжительности работы – 26 лет! За это время с помощью данных с ВЭПП-2М была неоднократно основательно переписана таблица свойств элементарных частиц. До сих пор множество полученных на ВЭПП-2М результатов остаются самыми точными и востребованными в мире. ВЭПП-2000 был полностью придуман, разработан и изготовлен в ИЯФе. На нем впервые в мире была предложен новый подход к столкновению электронных и позитронных сгустков – круглые пучки. Успешная реализация этой идеи позволила создать коллайдер с рекордно высокой светимостью. Уже в конце 2007 года на ВЭПП-2000 начались первые пробные эксперименты, а с 2009 года проводятся регулярные эксперименты с двумя универсальными детекторами – КМД-3 и СНД, непрерывно улучшаются параметры комплекса. 9 апреля 2011 года на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 в ходе экспериментов по физике элементарных частиц впервые получена максимальная проектная энергия пучков - 2 x 1000 МэВ!
Изучение процессов рождения нуклон-антинуклонных пар – не единственная задача ВЭПП-2000. Еще одна важнейшая задача экспериментов – прецизионное измерение полного сечения электрон-позитронной аннигиляции в адроны (с точностью лучше 1%!) для проверки Стандартной модели, определения параметров фундаментальных физических взаимодействий.
ИЯФ СО РАН – крупнейший академический институт страны, один из ведущих мировых центров в области физики высоких энергий и ускорителей, физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза. В Институте ведутся крупномасштабные эксперименты по физике элементарных частиц на электрон-позитронных коллайдерах и уникальном комплексе открытых плазменных ловушек, разрабатываются современные ускорители, интенсивные источники синхротронного излучения и лазеры на свободных электронах. По большинству своих направлений Институт является единственным в России. Уникальные установки и оборудование Института составляют основу инфраструктуры для широкого спектра междисциплинарных научных и научно-технологических исследований, проводимых в созданных при Институте четырех Центрах коллективного пользования: Сибирском Центре синхротронного излучения, Центре фотохимических исследований, Центре геохронологии кайнозоя, Центре электронно-лучевых технологий. Возможностями Центров ежегодно пользуются сотни организаций. ИЯФ отличает широкое многолетнее международное сотрудничество с большинством крупных зарубежных и международных центров. Ярким примером такого сотрудничества является участие ИЯФ в крупнейшем международном проекте современности – создании Большого Адронного Коллайдера в Европейском Центре Ядерных Исследований (г. Женева). В рамках этого сотрудничества ИЯФ разработал, изготовил и поставил в ЦЕРН уникальное высокотехнологичное оборудование стоимостью около 200 миллионов швейцарских франков. Среди других примеров международного сотрудничества – участие в проектах B-фабрик в США и Японии, в реализации крупных европейских проектов: источника синхротронного излучения PETRA-III и рентгеновского лазера на свободных электронах (DESY, Гамбург), тяжёло-ионного ускорительного комплекса (GSI, Дармштад) и ряда других. ИЯФ играет ключевую роль в ряде крупных российских проектов, в числе которых: Центр синхротронного излучения в НИЦ ''Курчатовский Институт'', Источник синхротронного излучения ТНК в Зеленограде, нейтронный источник для ОИЯИ в Дубне, радиографическое оборудование для исследований оборонного значения для ФГУП ''РФЯЦ-ВНИИТФ'' в Снежинске. Институт ведет активную работу по подготовке научных и инженерно-технических кадров высшей квалификации. ИЯФ является базовым Институтом для семи кафедр физического факультета НГУ и физико-технического факультета НГТУ, на которых обучается около 200 студентов. В аспирантуре ИЯФ, НГУ и НГТУ обучается 50 человек.
