Горизонты научного поиска

Конференция ICHEP2022 в Италии

6-13 июля в итальянской Болонье прошла Международная конференция по физике высоких энергий (ICHEP2022), имеющая уже всемирно признанное и узнаваемое название "Рочестерская конференция". По счету эта конференция имеет порядковый номер 41 со времени проведения в 1950 году первой конференции, связанной с физикой высоких энергий и элементарных частиц, в небольшом североамериканском городе Рочестер. В СССР конференции ICHEP проходили в Киеве (дважды, 1959 и 1970), Дубне (1964) и Тбилиси (1976). В России в Москве (2006) была успешно проведена 33-я конференция ICHEP, в которой приняли участие более 1100 ученых и специалистов со всего мира.

Организаторами 41-й конференции в Болонье стали Национальный институт ядерных исследований Итальянской Республики, INFN (секции в городах Болонья и Феррара), университеты этих городов при поддержке Международного союза по теоретической и прикладной физике (IUPAP), многих научных и технических центров Америки, Европы, Азии и ЦЕРН.

В состав Международного комитета советников ICHEP2022, осуществлявших подготовку актуальных направлений научной программы конференции, вошли руководители ведущих мировых научных центров, институтов, лабораторий, в том числе директор ОИЯИ академик Г.В.Трубников.

На конференции в Болонье собрались около 1500 участников - теоретиков и специалистов в области экспериментальной физики высоких энергий со всех континентов земного шара. Это рекордное количество участников - физиков мира, проявивших интерес к научному событию 2022 года в июле в Италии, возможно связанное, в том числе, и с 10-летним юбилеем со дня официального объявления об открытии бозона Хиггса в ЦЕРН (4 июля 2012 г.). Научные торжества, посвященные теме "Бозону Хиггса - 10 лет", прошли в ЦЕРН 4 июля почти накануне открытия ICHEP2022 в Болонье. Авторы идеи спонтанного нарушения калибровочной симметрии бельгиец Франсуа Энглер (Francois Englert) и британец Питер Хиггс (Peter Higgs), соавторы открытия "частицы Хиггс" на Большом адронном коллайдере, в том числе из ОИЯИ и России, собрались вместе в ЦЕРН (очно и с помощью видеосвязи), вспомнили как готовились и начинались исследования на детекторах ATLAS и CMS по поиску новой фундаментальной скалярной частицы, открывающей дверь в понимание природы возникновения массы у материи во Вселенной, обсуждали новые возможности для открытий в физике микромира с использованием ускорителей на земле и в астрофизических исследованиях.

Научная программа конференции в Болонье была исключительно насыщенной, что подчеркивается плотной работой участников (около 900 докладов) в течение шести рабочих дней, во время которых удалось обсудить широкий спектр тем в области физики высоких энергий и взаимодействий элементарных частиц, в том числе: физика бозона Хиггса, физика за пределами Стандартной модели взаимодействий элементарных частиц, нейтринная физика, физика топ-кварка и электро-слабые взаимодействия, физика кварк-лептонных ароматов, физика сильных взаимодействий и адронная физика, физика тяжелых ионов, космология и астрофизика, проблемы и поиски "темной материи", фундаментальная теоретическая физика, физика ускорителей современности и будущие проекты, развитие комплекса LHC ЦЕРН при высокой светимости частиц (HL-LHC), физика и техника детекторов элементарных частиц и их развитие, вычислительная физика, образование и популяризация физики высоких энергий, развитие технологий на основе знаний из области физики высоких энергий, космология для искусства и философии.

Одним из ключевых вопросов в физике высоких энергий и элементарных частиц в течение уже многих лет является неудовлетворенность некоторой части физического сообщества общепризнанной в мире Стандартной моделью (СМ) элементарных частиц. Эта тема широко и подробно обсуждалась и в Болонье. В чем же причины того, что хорошо изученная, проверенная временем и многими экспериментами Стандартная модель перестала удовлетворять ученых? Не претендуя на абсолютную объективность и полноту объяснений, автор этих заметок позволит себе перечислить некоторые из "недостатков", имеющихся сегодня в Стандартной модели, а именно:

- отсутствие объяснения т.н. "проблемы иерархий" - весьма широкого диапазона масс при описании взаимодействия между полями (частицами);

- отсутствие самосогласованного включения в теорию гравитационных взаимодействий;

- пока не совсем ясна природа унификации трех основных видов взаимодействия (сил) между полями (частицами);

- отсутствует ясное определение "темной материи" и включение последней в теорию при соблюдении всех основных принципов и аксиом квантовой теории поля;

- нет пока объяснения барионной асимметрии во Вселенной (почему наличие "вещества материи" превалирует над "антивеществом" или "антиматерией");

- нейтрино по-прежнему остается безмассовым в теории;

- нет полной и самосогласованной картины с пониманием аномального магнитного момента мюона.

Более того, иногда появляется вопрос: является ли открытый в 2012 году бозон Хиггса именно "бозоном Хиггса Стандартной модели"? Или открытая в ЦЕРН скалярная частица с массой около 125 ГэВ есть СМ-подобный бозон Хиггса? Многие из этих вопросов получат свое разрешение в будущем. Для этого в мире создаются новые дорогостоящие базовые физические установки, в том числе коллайдеры частиц на высокие энергии взаимодействий.

Перечислим некоторые из них:

- HL-LHC (High Luminosity LHC), коллайдер LHC с высокой светимостью частиц в ЦЕРН;

- HE-LHC (High Energy LHC), коллайдер LHC с более высокой энергией столкновения между протонами до 27 ТэВ в ЦЕРН;

- ILC (International Linear Collider), линейный коллайдер электронов и позитронов с энергией столкновения между последними от 250 ГэВ до 1000 ГэВ в Японии (возможно);

- CLIC (Compact Linear Collider), компактный линейный коллайдер электронов и позитронов с энергией столкновения между последними от 380 Гэв до 3000 Гэв в ЦЕРН;

- FCC-ee (Future Circular Collider ee), перспективный круговой коллайдер электронов и позитронов с энергией столкновения между последними до 350 ГэВ в ЦЕРН;

- CEPC (China Electron Positron Collider), электрон-позитронный коллайдер с энергией столкновения до 250 ГэВ в Китае,

- FCC-hh (Future Circular Collider hh), перспективный круговой коллайдер адронов с энергией столкновения между пучками протонов 100 ТэВ в ЦЕРН.

Впереди два года напряженной работы до следующего "Рочестера". Очередная, 42-я конференция ICHEP2024 пройдет в Праге в июле 2024 года.

Геннадий КОЗЛОВ