Слухаючи музику, рідко замислюємося, чому в контрабаса такий великий резонаторний об’єм (дека), а у скрипки маленький, чому в акустичних системах динаміки, які відтворюють низькі частоти бас-гітари, мають велику площу дифузора, а високочастотні — малу.

Річ у тому, що кожна система має притаманну їй резонансну частоту та енергію, пропорційну цій частоті. Ця енергія тим більша, чим менші розміри такої системи. Яка ж енергія потрібна, щоб підібрати ключик до елементарної частинки, розміри якої в мільярди разів менші за розміри бактерій, і змусити її відкрити свої таємниці? Така енергія — у самому мікросвіті. Людина може звільнити її лише у вкрай малій кількості.

Якщо ж це вдається, треба мати змогу почути відповіді мікросвіту, реєструючи, чи як кажуть фізики, детектуючи сигнали, що виникають під час таких високоенергетичних взаємодій. Це вивчає фізика високих енергій. Якщо порівнювати експериментальні реєструючі пристрої із людиною, то українські пластмаси є їх очами.

Цикл робіт співробітників Інституту сцинтиляційних матеріалів Національної академії наук України «Розробка пластмасових сцинтиляторів багатофункціонального призначення», поданий на здобуття Державної премії України у галузі науки і техніки, репрезентує отримані результати, необхідні для розв’язання завдань, які перебувають на передньому краї найбільш амбітних проектів фізики високих енергій і завдань радіоекології під час реєстрації найбільш шкідливих для людини іонізуючих випромінювань (нейтрони й альфа-частинки).

Якщо вміємо реєструвати випромінювання під час ядерних взаємодій і реакцій, то можемо реєструвати не тільки сигнали, що виникають у задачах фізики високих енергій, а й у задачах радіоекології, розрізняючи різні випромінювання. Чому це так важливо? Шкода, якої завдають людському організму альфа-частинки або швидкі нейрони невисоких енергій, у 20 разів більша за ту, що виникає під час опромінювання гама- чи рентгенівськими променями в однаковій дозі.

Завдання реєстрації, про які йшлося, ускладнюються тим, що це реєстрація рідкісних подій. Необхідно збирати інформацію про якомога більшу їх кількість. Це схоже на перехід від риболовлі невеликим сачком до ловлення риби тралом, який охоплює значну площу.

Для розв’язання найбільш амбітних завдань фізики високих енергій сьогодення потрібні детекторні системи завбільшки з багатоповерховий будинок. Виникає потреба в дешевих пластмасових сцинтиляторах із високою прозорістю до власного випромінювання. Великі об’єми, необхідні для експериментів, потребують створення тоннажного виробництва.

Комплекс завдань, що був не під силу науковцям багатьох країн, успішно розв’язали співробітники Інституту сцинтиляційних матеріалів Національної академії наук України. Для цього вони мали розробити принципово нову конструкцію екологічно безпечного аеродинамічного полімеризатора, промислову технологію отримання пластмасових сцинтиляторів методом блокової полімеризації масою до 1000 кг (світові аналоги відсутні), отримати багато інших технологічних і фізичних рішень, які не мають аналогів за кордоном. Лише це в умовах жорстокої світової конкуренції дало змогу вітчизняним науковцям вийти зі своєю розробкою на найвищий рівень, показати високі можливості українських наукових шкіл на світовому рівні, підняти в очах світової спільноти пріоритет української науки.

Так українські пластмасові сцинтилятори лягли в основу експериментів, які проводили з детектором мюонів експерименту CDF (The Collider Detector at Fermilab, «Детектор зіткнень у Фермілабі») для комплексу Tevatron, що прискорював протони й антипротони з енергією зіткнень близько 1,96 ТеВ, координато-чутливим детектором експерименту OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus, «Експеримент з вивчення нейтринних осциляцій»), електромагнітним калориметром COMPASS (the Common Muon and Proton Apparatus for Structure and Spectroscopy, «Спільний мюонний і протонний прилад для вивчення структури і спектрометрії адронів») та багатьох інших. Загальний обсяг модифікованих ПС для цих проектів –– 80 т. Вартість пластмаси, виробленої за ними, становить $3 000 000. Зараз у всьому світі стала відомою абревіатура UPS, що означає українські пластмаси.

Леонід БУЛАВІН,
академік НАН України