Карло Руббиа

Карло Руббиа (итал. Carlo Rubbia; род. 31 марта 1934, Гориция, Италия) — итальянский физик-экспериментатор, лауреат Нобелевской премии по физике 1984 года (совместно с Симоном ван дер Мером) за решающий вклад в открытие W- и Z-бозонов — переносчиков слабого взаимодействия. Известен также работами в области физики элементарных частиц, ускорительной техники и энергетики. На протяжении многих лет занимал руководящие должности в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН).

Биография

Ранние годы и образование

Карло Руббиа родился 31 марта 1934 года в городе Гориция на северо-востоке Италии в семье инженера-электрика. В 1953 году поступил в престижную Высшую нормальную школу (Scuola Normale Superiore) в Пизе, где изучал физику. В 1957 году получил диплом, защитив диссертацию по космическим лучам под руководством Марчелло Конверси. В 1958—1960 годах стажировался в Колумбийском университете (Нью-Йорк) под руководством лауреата Нобелевской премии Леона Ледермана, где занимался экспериментами по распаду мюонов и слабым взаимодействиям.

Научная карьера

После возвращения в Италию Руббиа работал в Римском университете, а в 1962 году перешёл в ЦЕРН (Женева, Швейцария), где провёл большую часть своей карьеры. В 1970 году стал профессором физики в Гарвардском университете, сохранив при этом тесные связи с ЦЕРН. В 1976 году он предложил проект по модернизации ускорителя SPS (Super Proton Synchrotron) для создания протон-антипротонного коллайдера, что позволило достичь энергий, необходимых для рождения W- и Z-бозонов.

Административная деятельность

В 1989—1993 годах Руббиа занимал пост генерального директора ЦЕРН. В этот период были завершены работы по строительству Большого электрон-позитронного коллайдера (LEP) и началась подготовка к созданию Большого адронного коллайдера (LHC). После ухода из ЦЕРН он вернулся в Италию, где в 1999—2005 годах возглавлял Национальное агентство по новым технологиям, энергетике и устойчивому экономическому развитию (ENEA). В 2013 году был назначен председателем совета директоров итальянского энергетического концерна Enel, однако покинул пост в 2014 году в связи с реорганизацией.

Научные достижения

Открытие W- и Z-бозонов

В 1970-х годах Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывала существование массивных частиц-переносчиков слабого взаимодействия — W- и Z-бозонов. Для их обнаружения требовались ускорители с энергией порядка 100 ГэВ. Руббиа предложил использовать существующий протонный синхротрон SPS в ЦЕРН, переоборудовав его в коллайдер протонов и антипротонов. Ключевой технической проблемой было создание интенсивного пучка антипротонов, которую решил Симон ван дер Мер, разработавший метод стохастического охлаждения.

Эксперименты UA1 (под руководством Руббиа) и UA2 (под руководством Пьера Даррьюла) на модернизированном SPS начались в 1981 году. В январе 1983 года коллаборация UA1 объявила о регистрации событий, соответствующих рождению W-бозона, а в мае того же года — Z-бозона. За это открытие Руббиа и ван дер Мер были удостоены Нобелевской премии по физике 1984 года. Открытие подтвердило предсказания Стандартной модели и привело к присуждению Нобелевской премии по физике 1979 года Шелдону Глэшоу, Абдусу Саламу и Стивену Вайнбергу за теоретическое объединение слабого и электромагнитного взаимодействий.

Эксперименты по поиску распада протона

В 1980-х годах Руббиа участвовал в эксперименте IMB (Irvine-Michigan-Brookhaven) по поиску распада протона — процесса, предсказываемого некоторыми теориями Великого объединения. Эксперимент проводился в соляной шахте в штате Огайо (США) с использованием огромного водяного черенковского детектора. Несмотря на отсутствие обнаружения распада протона, были установлены жёсткие ограничения на время жизни протона (более 10³² лет), что нанесло удар по ряду теоретических моделей.

Энергетические проекты

В 1990-х годах Руббиа обратился к проблемам энергетики. Он предложил концепцию «энергетического усилителя» (Energy Amplifier) — подкритического ядерного реактора, управляемого ускорителем. В такой установке интенсивный пучок протонов из ускорителя бомбардирует мишень, порождая нейтроны, которые делят ядра тория или урана. Система остаётся подкритической, то есть не может выйти на неуправляемую цепную реакцию, что повышает безопасность. Кроме того, Руббиа продвигал идею использования тория как альтернативы урану. В 2010-х годах эти идеи получили развитие в проектах ADS (Accelerator-Driven Systems) в ряде стран, включая Россию (проект «Прорыв»).

Награды и признание

• Нобелевская премия по физике (1984, совместно с С. ван дер Мером)
• Премия «За науку и мир» (1985, совместно с В. Вайскопфом)
• Премия Энрико Ферми (1985)
• Медаль Бенджамина Франклина (1985)
• Золотая медаль имени М. В. Ломоносова РАН (1995)
• Премия «Глобальная энергия» (2008)
• Член Национальной академии деи Линчеи (Италия), Национальной академии наук США, Американского философского общества, Лондонского королевского общества (иностранный член), Российской академии наук (иностранный член с 1994 года).

Интересные факты

• Карло Руббиа известен своим эксцентричным стилем работы: он часто работал в лаборатории по ночам, лично участвовал в настройке детекторов и требовал от коллег максимальной отдачи.
• В 1984 году, сразу после объявления о присуждении Нобелевской премии, Руббиа продолжил работу над экспериментом UA1, заявив, что «премия — это прошлое, а будущее — в новых открытиях».
• Он активно поддерживает развитие возобновляемой энергетики и в 2010-х годах выступал с лекциями о солнечной энергетике и термоядерном синтезе.
• В 2015 году Руббиа подписал «Кембриджский манифест» — обращение учёных к мировым лидерам с призывом к борьбе с изменением климата.

Источники

• Carlo Rubbia — Biographical. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2024.
• The Nobel Prize in Physics 1984. NobelPrize.org.
• Rubbia, C. (1985). «The Discovery of the W and Z Particles». Science 228 (4700): 725–730.
• Rubbia, C. (1993). «The Energy Amplifier: A New Concept for Nuclear Energy». CERN-PH-93-047.
• «Carlo Rubbia: A Life in Physics». CERN Courier, 2014.
• Российская академия наук. Иностранные члены: Карло Руббиа.