В конце января в статье, опубликованной в журнале Nature, было заявлено о создании коллаборации, которая займется оценкой перспектив создания ускорителя нового типа, в котором будут сталкиваться отрицательные и положительные мюоны. Мы обсудили с одним из инициаторов ее создания, физиком Владимиром Шильцевым, все детали этого амбициозного проекта.

Детекторы космических телескопов, предназначенных для исследования реликтового излучения, должны справляться с бомбардировкой космическими лучами, быстрым перегревом из-за приходящего полезного сигнала и тепловыми флуктуациями в чувствительных элементах. Российские физики предложили новый тип детекторов — болометры на холодных электронах — в которых эти проблемы успешно решаются за счет миниатюрных размеров и технологии электронного самоохлаждения на чипе.

В середине июля Европейское физическое общество отметило Премией в области физики частиц и высоких энергий открытие, сделанное уже почти четверть века назад: в 1995 году коллаборации D0 и CDF, работавшие на Тэватроне, объявили об открытии топ-кварка. Об этом и о многом другом мы побеседовали с физиком Дмитрием Денисовым, много лет бывшим одним из руководителей коллаборации D0.

В середине мая этого года в Гранаде прошла конференция Европейской стратегии по физике частиц — важнейшее событие для физики элементарных частиц. Один из пленарных докладов представлял Владимир Шильцев, специалист в области ускорительной физике, в 2001–2006 годах возглавлявший Тэватрон в Фермилабе. Мы поговорили с ним о том, как организуется деятельность в этой области физики, как принимаются решения о будущих проектах и о том, что ждет физику элементарных частиц в XXI веке.

У тупиковой ситуации вокруг Международного линейного коллайдера может найтись неожиданно элегантное решение — Международный продолговатый коллайдер, расположенный на Курильских островах. Такая схема будет компромиссной как с научной, так и с финансовой и даже c политической точек зрения. Работа по развитию физики элементарных частиц в этом регионе, на Камчатке, уже стартовала.

Идея кильватерного ускорения электронов сверхсильным электрическом полем внутри плазменного пузырька сулит революцию в ускорительной физике. Совсем недавно физикам, работающим на установке AWAKE в ЦЕРНе, удалось сделать большой шаг на пути к претворению этой идеи в реальность: в рекордной по размерам плазменной ячейке было продемонстрировано стабильное, воспроизводимое от раза к разу ускорение электронов, причем — с использованием длинных протонных сгустков, изначально для этой цели не предназначенных.

Коллайдерная физика элементарных частиц на перепутье. Большой адронный коллайдер будет работать до 2037 года, но никто не может гарантировать, что он откроет долгожданную Новую физику. Уже давно обсуждаются разные проекты следующего крупного коллайдера, способного превзойти LHC по энергии или по прозорливости, но какой из них предпочесть — заранее не ясно.

Радикальный прогресс в развитии ускорителей элементарных частиц станет возможным только после внедрения новых технологий ускорения частиц. Уже давно разрабатывается кильватерное ускорение в плазме и его вариации. В частности, в Фермилабе идет подготовка к эксперименту, в котором кильватерное ускорение будет реализовано внутри углеродных нанотрубок, а ускоряющий градиент, по оценкам, достигнет значений порядка теравольта на метр.

Традиционные методы ускорения частиц до высоких энергий практически уперлись в потолок своих возможностей. Создание ускорителей следующего поколения требует разработки принципиально новых подходов. Одной из наиболее перспективных альтернатив является плазменное ускорение. В недавней статье сотрудники ускорителя SLAC сообщают, что им удалось значительно повысить эффективность плазменных ускорителей, увеличив число ускоряемых частиц.

Группа экспериментаторов из Техасского университета в Остине на основе лазера сверхвысокой пиковой мощности создала источник нейтронов с рекордной плотностью потока. Это удалось благодаря новому методу, основанному на использовании гамма-фотонов для генерации нейтронов, в то время как в предыдущих работах использовались изотопы водорода. Новый источник в перспективе может найти применение для быстрого определения элементного состава, а также для изучения астрофизических процессов в лаборатории.

Сразу две публикации сообщают о первой экспериментальной реализации новой методики ускорения заряженных частиц — лазерного ускорения над диэлектрическими структурами. Она подкупает не только сильным ускоряющим полем, но и своей дешевизной, полностью оптической конструкцией, компактностью и простотой масштабирования. Практическая реализация такого «ускорителя-на-чипе» позволит резко снизить стоимость и повысить доступность ускорителей для прикладных исследований.