Ученые России, Европы и Азии решили объединить свои усилия в научных мегапроектах.
Первое рабочее совещание «Международные проекты класса мега-сайенс: точки роста фундаментальной науки и инноваций. Взаимодействие и перспективы российских и китайских мега-проектов» проходило 3 и 4 декабря в Дубне, в Доме международных совещаний Объединенного института ядерных исследований. Там обсуждались возможности совместной работы в научных мега-проектах.
Речь шла о пяти мегапроектах – дубненского коллайдера тяжелых ионов NICA Объединенного института ядерных исследований, ускорительного комплекса тяжелых ионов FAIR в немецком Дармштадте, международного экспериментального термоядерного реактора ITER, что начал строиться во Франции, в 60 километрах от Марселя, китайского экспериментального сверхпроводящего термоядерного реактора EAST в городе Хэфэй и исследовательского реактора ПИК Петербургского института ядерной физики в Гатчине.
Коллайдер NICA, строящийся в Дубне, изначально развивается как международный. Вокруг стран-участниц ОИЯИ постепенно складывается коллаборация государств, которые заинтересованы в проекте дубненского коллайдера и с научной, и с технологической стороны. Одни страны взялись выступить поставщиками сложных деталей и элементов коллайдера, другие сплотились вокруг научной программы будущих экспериментов.
Немецкий проект FAIR – тоже международный. Государство Россия – один из участников проекта. Это помимо отдельного давнего и тесного сотрудничества Дубны и Дармштадта на почве исследований тяжелых ионов. FAIR и NICA исследуют разными способами одну и ту же задачу – пытаются воспроизвести в лабораторных условиях то состояние сверхплотной материи, которое было в первые доли мгновений после Большого взрыва, когда самые элементарные частицы кварки и глюоны еще не успели намертво «склеиться» в ядра будущих химических элементов. Это еще никогда не удавалось сделать ни одному ускорителю на Земле. Если нам и немцам удастся, да еще и по-разному, будет хороший шанс проверить результаты друг друга. Заодно и узнаем, как и почему образовалась наша Вселенная. Кстати, в Китае тоже заинтересовались этой задачей и тоже решили соорудить коллайдер, подобный дубненскому.
Токамак ITER хотя и строится во Франции, кроме Евросоюза в него, наряду с Россией, вносят свой вклад и страны Азии – Китай, Индия, Южная Корея. Со стороны России ITER курирует Курчатовский институт. Он же имеет партнерские отношения и с пока единственным сверхпроводящим в мире китайским токамаком EAST.
Странное слово «токамак» на самом деле является сокращением длинного названия «ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками». Именно в такой камере с помощью магнитного поля можно отделить ядра водорода от летающих вокруг них электронов и максимально сблизить ядра между собой. Зачем? Чтобы легкие ядра водорода слились. При их слиянии выделяется огромная энергия, которую называют термоядерной. Точно так же термоядерная энергия образуется на Солнце. Состояние вещества, из которого состоит Солнце называют плазмой. В токамаке водород тоже намагничивают до состояния плазмы. Вот только удерживать его в таком состоянии могут пока очень короткое время.
Токамак в 50-е годы прошлого века придумали советские физики и первыми в мире построили его в Институте атомной энергии имени Курчатова – нынешнем Курчатовском институте. Лет пятнадцать англичане и американцы отказывались верить, что в советском токамаке можно получить искусственное солнце с температурой в 10 миллионов градусов Цельсия. Когда проверили и поверили, и сами бросились строить токамаки. Однако термоядерную энергию для бытовых нужд человечества токамаки пока производить не умеют. Рекордное время удержания плазмы было достигнуто как раз в сверхпроводящем китайском токамаке EAST год назад. Оно составляет всего 30 секунд.
На международном форуме мегасайенс-проектов в Дубне сведениями о текущем состоянии и перспективах движения вперед каждого из упомянутых научных мега-проектов поделились их ведущие руководители. О проекте NICA – директор Лаборатории физики высоких энергий Владимир Кекелидзе, в рассказе об ITER директора Курчатника Михаила Ковальчука заменил его заместитель по международной деятельности Михаил Попов. Проект ПИК охарактеризовал директор Петербургского института ядерной физики Виктор Аксенов, FAIR представил Борис Шарков. О китайском токамаке EAST подробно поведал директор Института физики плазмы Академии наук Китая Юнтао Сонг.
Проект NICA Объединенного института ядерных исследований и возможности института оказались интересными всем участникам совещания. Особые отношения наметились у ОИЯИ с Китаем. Не только потому, что там тоже решили строить коллайдер с похожей научной задачей.
Китайская народная республика была одним из государств-основателей Объединенного института почти 60 лет назад. В силу политических причин Китай затем перестал принимать участие в деятельности ОИЯИ. Сегодня китайская науки и образование находятся на подъеме. В самой мощной стране Евразии развивают крупные научные проекты с огромным бюджетом. Китайские ученые возвращаются на родину из американских и европейских центров, чтобы служить своей стране.
Фантастическое развитие высоких технологий в Китае гарантирует высокое качество низкотемпературных элементов коллайдера NICA, если их возьмутся изготовить китайские коллеги. С другой стороны, у Объединенного института ядерных исследований есть свои ноу-хау в разработке и производстве сверхпроводящих магнитов, которые интересны не только для китайского коллайдера, но и для токамака.
«Поэтому мы рассчитываем, что сотрудничество с китайскими коллегами в нашем мегапроекте NICA и других крупных проектах Объединенного института будет заведомо взаимовыгодным, – сказал вице-директор ОИЯИ Григорий Трубников, уже неоднократно за последние годы посетивший научные институты Китая. – Мы рассчитываем, что китайские партнеры привнесут свои технологии и свое участие в этих проектах, государство каким-то образом обозначит взнос в наш проект, а специалисты – ученые и инженеры, техники, студенты, которые приедут сюда и будут помогать нам создавать наш проект, приобретут бесценный опыт, который они не приобретут нигде».
Возможно, прирастая друг к другу в совместных научных проектах, Китай и ОИЯИ опять в обозримом будущем станут единым целым. Связи становятся живыми и неразрывными, если они образуются естественным путем.