Теоретическая Физика, 4, 2003 г.

14

XVII МЕЖДУНАРОДНАЯ ШКОЛА-СЕМИНАР ПО

ФИЗИКЕ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ И КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ

ПОЛЯ

А.А. Бирюков, А.Ф. Крутов1

c 2003

Аннотация

Представлен краткий обзор тематики и докладов 17-й Международной школы-семинара по физике высоких энергий и квантовой теории поля, а также краткая история Школысеминара. Обсуждается значение международных научных форумов такого уровня для самарского региона.

Одним из самых представительных международных научных форумов является Международная школа-семинар по физике высоких энергий и квантовой теории поля (QFTHEP). Школа-семинар имеет богатую историю развития. В 1985 году НИИЯФ МГУ организовал в г. Звенигороде Московской области Школу молодых ученых по проблемам квантовой теории поля и физики высоких энергий. Председателем оргкомитета школы был профессор И.Б.Теплов - тогдашний директор НИИЯФ МГУ. Школа прошла очень успешно, для чтения лекций на нее были приглашены видные ученые из ведущих университетов и научных центров страны. Слушателями были молодые ученые, аспиранты и студенты, специализирующиеся в данной области физики. Успех первой школы инициировал решение о ежегодном ее проведении.

С 1987 года бессменным председателем оргкомитета Школы является заместитель директора НИИЯФ МГУ Виктор Иванович Саврин. Под его влиянием сформировались основные принципы организации и проведения Школы-семинара. Фактически статусом авторитетного и представительного научного форума Школа-семинар ”Физика высоких энергий и квантовая теория поля” обязана творческим усилиям Виктора Ивановича.

Принципы Школы предполагают активное участие научной молодежи из зарубежья и различных регионов страны, а также проведение ее в разных местах совместно с другими университетами Советского Союза (в прежние времена) и России (в настоящее время). Принципиальным моментом в формировании научной программы Школы стало равноправная представимость в ее программе экспериментальных и теоретических исследований в области физики высоких энергий и квантовой теории поля. Традиционно в рамках Школы обсуждаются последние достижения в области экспериментальных исследований микромира и новые теоретические подходы к 1 Бирюков Александр Александрович, эл. почта: [email protected], Крутов Александр Федорович, эл. почта: [email protected], кафедра общей и теоретической физики Самарского государственного университета, 443011, г.Самара, ул. Акад. Павлова, 1.

XVII Международная школа-семинар описанию наблюдаемых физических явлений. В обзорных докладах на заседаниях секций Школы всегда представляется целостная картина современного состояния теории элементарных частиц.

Постепенно Школа приобретала известность - и не только в нашей стране. Поэтому начиная с 1991 года она преобразуется в Междунарордную школу-семинар QFTHEP (International Workshop on Quantum Field Theory and High Energy Physics).

В разные годы секретарями Школы-семинара были И.В.Кривченков, В.В.Белокуров, Э.Э.Боос, В.Е.Тарасов. С 1992 года бессменным секретарем Школы QFTHEP стала Валерия Владимировна Кешек. В формировании всегда насыщенной и интересной научной программы Школы-семинара в основном принимали участие члены Оргкомитета Э.Э.Боос, В.А.Ильин, Н.А.Свешников, В.Е.Тарасов.

В течение прошедших лет Школа-семинар проводилась в разных регионах страны: в Подмосковье, Ужгороде, на Черноморском побережье под Сочи, в Царском селе под С.- Петербургом, на Волге - под Самарой и Тверью, в Москве.

Как правило, в ее организации принимали участие и другие научные и учебные центры: в 1989 году – Ужгородский государственный университет, в 1990 году – Ростовский государственный университет, в 1993 году – филиал Института ядерной физики СО РАН, в 1994 году – МИФИ, в 1996 году – С.-Петербургский государственный университет, в 1997 – Самарский государственный университет, в 2000 году – Тверской государственный университет. В 1999 году (в год 275-летнего юбилея Российской Академии наук) соорганизатором мероприятия в Москве выступил Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН. Обширная география проведения Школысеминара дает возможность российским ученым, аспирантам и студентам разных регионов непосредственно соприкоснуться с самыми последними мировыми достижениями в области физики элементарных частиц, установить научные контакты, рассказать о своих достижениях, что особенно важно для отдаленных университетов и институтов.

В работе Школы-семинара обязательно участвуют ведущие коллаборации по физике высоких энергий с обзорными докладами о полученных ими экспериментальных данных. Такие доклады традиционно представляют коллаборации, проводящие исследования на LEP2 (CERN), HERA (DESY), TEVATRON (FNAL) и других ускорителях. В последние годы в программу включаются доклады о сооружении детекторов и будущих экспериментальных исследованиях на Большом адронном коллайдере (LHC, CERN). Регулярно делаются обзорные доклады по актуальным проблемам теоретической физики высоких энергий.

Обычно в Школе-семинаре принимают участие около 100 ученых из России и других республик бывшего СССР и около 30 иностранных исследователей.

Ежегодно в издательстве МГУ выпускается сборник докладов, представленных на Школе-семинаре. В подготовку этого издания большой вклад вносят члены Оргкомитета Б.Б.Левченко, М.Н.Дубинин, В.Е.Тарасов.

Традиционно в работе Школы-семинара участвует значительное число молодых исследователей. Привлечение молодых ученых из российских университетов к участию в Школе-семинаре QFTHEP является одной из основных ее целей. Без преувеличения можно сказать, что Школа-семинар воспитала целое поколение российских физиков, многие из которых стали видными учеными, докторами и кандидатами наук.

Финансовую поддержку Школе-семинару QFTHEP регулярно оказывают РФФИ, Минпромнауки России, Минобразование России, Международный центр фундаментальной физики в Москве, DESY (Германия), российско-немецкая программа А.А. Бирюков, А.Ф. Крутов Гейзенберга-Ландау (ЛТФ ОИЯИ), региональные органы управления. Это позволяет существенно снизить расходы участников из России и СНГ по пребыванию в месте проведения Школы-семинара.

С 4 по 11 сентября 2003 года проходила очередная, 17-я Школа- семинар по физике высоких энергий и квантовой теории поля (QFTHEP’03). Соорганизаторами школы на этот раз выступили Самарский государственный университет и Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского. Организаторы выбрали необычную для этой конференции форму проведения: она проходила на борту теплохода ”Клемент Готвальд” во время круиза по Волге по маршруту Самара – Саратов – Волгоград – Самара. Иными словами, Школа-семинар проводила научную работу в окружении замечательных волжских пейзажей, что, несомненно, придало ей особую привлекательность. В свободное время для участников конференции были организованы экскурсии по Саратову и Волгограду.

В QFTHEP’03 приняли участие около ста ученых, из которых 23 человека представляли дальнее зарубежье: Германию, Нидерланды, Чехию, Грецию, Швецию, Норвегию, Израиль, Японию и США.

Работа одной пленарной и двух параллельных секций была организована в Саратовском университете во время стоянки теплохода.

Как и предыдущие школы, QFTHEP’03 отличалась насыщенностью тематики и высоким научным уровнем представленных докладов.

Как уже говорилось, на школе семинаре традиционно большое внимание уделяется последним экспериментальным достижениям, а также прогнозированию результатов планируемых экспериментов. С этой точки зрения чрезвычайно содержательными были доклады Рольфа Хойера из Гамбургского университета, который сделал обзор планируемых экспериментов на линейных ускорителях следующего поколения, Федора Ратникова из Университета Нью-Джерси, в докладе которого обсуждались последние результаты коллаборации CDF (ФНАЛ, США), Никоса Джиокариса из Афинского университета, который доложил о физических перспективах детектора ATLAS (ЦЕРН). Следует отметить выступления представителей и других коллабораций, участвующих в программах исследований на крупнейших коллайдерах, таких как HERA (Йозеф Зацек, Уве Шнееклот, Клаус Мних), LEP (Йоханес Тиммерманс, Гидеон Белла) и LHC (Йонас Радемакер). Ускорению тяжелых ионов на установке ALICE был посвящен доклад Владимира Самсонова из СанктПетербургского института ядерной физики, а в докладе Людмилы Сарычевой из НИИЯФ МГУ обсуждалоась возможность наблюдения кварк-глюонной плазмы при столкновениях тяжелых ионов.

Большой интерес, как всегда, вызвало сообщение Ильи Гинзбурга из Института математики (г. Новосибирск), в котором предлагались новые эксперименты для решения некоторых проблем физики высоких энергий.

На 17-й школе-семинаре, как и на предыдущих, заинтересованному обсуждению подвергались различные методы автоматизации расчетов и моделирования процессов в физике высоких энергий. Новым разработкам в этой области были посвящены доклады Эдуарда Бооса из НИИЯФ МГУ, Александра Ильичева из Минска, Валерия Савельева из Обнинска.

Большую часть докладов конференции можно объединить тематикой ”физика адронов в непертурбативной области”: доклады Рудольфа Фаустова и Владимира Галкина (Совет по кибернетике РАН), Владимира Андрианова (Санкт-Петербургский университет), Якова Азимова (Санкт-Петербургский институт ядерной физики, г. Гатчина), Александра Крутова, Ольги Пахомовой, Олега Шро (Самарский гоXVII Международная школа-семинар сударственный университет), Виктора Андреева (Гомельский государственный университет) и др.

Два заседания были отданы ядерной тематике. На этих секциях прозвучали доклады Ясуо Ямамото из Университета Тзури, Дмитрия Ланского, Андрея Широкова и Юрия Чувильского из НИИЯФ МГУ, Александра Мазура и Сергея Зайцева из Хабаровского технологического университета, Казума Наказавы из Университета Гифу, Константина Гриднева из Санкт-Петербургского университета, Томаса Рийкена из Университета Немеген, Томаса Вебера из Университета штата Айова.

Отдельная секция была посвящена суперсимметричному расширению Стандартной модели. Различные аспекты этой тематики освещены в докладах Пера Осланда из Университета Бергена (Норвегия), Михаила Долгополова, Эльзы Ахметзяновой, Елены Щербаковой, Юрия Филиппова из Самарского государственного университета, Масато Джимбо из Токийского университета, Виталия Бейлина и Владимира Кукса из Ростовского государственного университета, Эдуарда Бооса из НИИЯФ МГУ.

Дополнительное заседание было устроено по работе, представленной Джакобом Уокером (Гарвардский университет) и посвященной одной из последних модификаций Стандартной модели – т.н. модели с ”малым” хиггсом.

Гравитационная тематика была представлена в выступлениях Владимира Соловьева (ИФВЭ, г. Протвино), Юрия Граца и Михаила Смолякова (МГУ), Виктора Еднерала (НИИЯФ МГУ).

Расчеты процессов рождения связанных состояний кварков и глюонов в феноменоменологических моделях обсуждались в докладах Сергея Трошина (ИФВЭ, г.

Протвино), Николая Зотова и Артема Липатова (НИИЯФ МГУ), Владимира Салеева (Самарский государственный университет), Сергея Баранова (ФИАН им. П.Н.

Лебедева, г.Москва).

Модели квантовой теории поля обсуждались в докладах Владимира Рочева из ИФВЭ (г. Протвино), Олега Павловского (МГУ), Александра Андрианова (С.-Петербургский университет), Станислава Смолянского (Саратовский государственный университет), Дмитрия Ширкова (ОИЯИ), Гарри Ефимова (ОИЯИ), Бориса Арбузова (НИИЯФ МГУ).

Фундаментальные проблемы квантовой теории нашли отражение в докладах Дмитрия Славнова (МГУ), Василия Тарасова (НИИЯФ МГУ), Александра Бирюкова (Самарский государственный университет).

Особый интерес у участников школы-семинара вызвали обзорные доклады сотрудников НИИЯФ МГУ – Юрия Кубышина по экспериментальным следствиям эволюции во времени фундаментальных физических констант и Игоря Волобуева по модели Рэндала-Сандрума.

Таким образом, прошедшая конференция дала целостную картину современного состояния физики микромира. Ее участники, несомненно, получили ценную информацию, которая может стать основой для дальнейшего движения вперед в этой области современной физики. Конференция стала заметным шагом на этом пути.

Отдельно следует отметить большое значение 17-й школы-семинара для развития науки в поволжском регионе. Она стала ярким событием научной жизни, дала толчок к ее развитию, позволила соизмерить региональный уровень развития физики с мировым уровнем.

Проведение междунарордной конференции по физике высоких энергий именно в Самарской области весьма показательно. Самарская область – одна из ведущих в России по степени концентрации в ней наукоемких производств. Физика же высоких энергий является сосредоточием не только самых передовых теорий, описывающих свойства материи на фундаментальном уровне, но и сосредоточием самых передовых технологий, без которых в настоящее время немыслимы эксперименты по изучению законов микромира. Многие из современных перспективных производственных и информационных технологий зародились в процессе решения инженерных и научных задач при строительстве ускорителей и обработке полученной на них экспериментальной информации.

Приведем ряд примеров, связанных со строящимися в настоящее время ускорительными комплексами. В 1996 году в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария) началась реализация крупнейшего международного научного проекта конца XX - начала XXI века – сооружение Большого адронного коллайдера (БАК). ЦЕРН – ведущий международный научно-исследовательский центр в области физики элементарных частиц. Основанный в 1954 году как один из первых в Европе совместных научных учреждений, он стал блестящим примером международного сотрудничества. Около 7000 ученых – половина физиков всего мира, изучающих частицы и представляющих около 500 научных центров и университетов в 80 странах мира – пользуются экспериментальной базой ЦЕРН.

Большой адронный коллайдер, БАК, - ускоритель частиц, благодаря которому физики смогут проникнуть так глубоко внутрь материи, как никогда ранее. Он будет построен в подземном кольцевом туннеле длиной 27 километров на глубине около 100 метров и позволит сталкивать протоны с небывалой до сих пор энергией – ТэВ (это примерно в миллион раз больше, чем энергия, выделяющаяся в элементарном акте термоядерного синтеза). Экспериментальные физические исследования на коллайдере БАК предполагается начать в 2007 году.

БАК предназначался для получения ответов на наиболее фундаментальные вопросы Природы. Из чего состоит вещество? Откуда оно появилось? Какие силы действуют между элементарными частицами и объединяют их в сложные объекты, окружающие нас? Каково вообще происхождение Вселенной и каковы законы, определяющие ее развитие? Однако осуществление проекта оказывает жизненно важное влияние и на развитие технологий завтрашнего дня во многих областях – от материаловедения до компьютерных наук, поскольку исследование фундаментальных свойств материи требует исключительного совершенства в качестве и работоспособности создаваемого оборудования.

В создании ускорителя и экспериментальных установок БАК принимают участие физические институты и промышленные предприятия всех развитых в научнотехническом отношении стран. Следует отметить, что ЦЕРН в ближайшие десятилетия будет фактически основным центром мировой науки в области изучения фундаментальных свойств материи, поскольку все мировое сообщество физиков планирует проведение здесь исследований ввиду уникальных возможностей создаваемого ускорителя.

В соответствии с рядом соглашений о сотрудничестве с ЦЕРН Россия участвует в сооружении ускорителя БАК, а также четырех крупных экспериментальных установок – ATLAS, CMS, ALICE и LHCb, предназначенных для исследования результатов столкновения пучков протонов и ядер. К этим работам привлечены около 20 российских научных организаций различных ведомств и около 30 промышленных предприятий, в том числе оборонных. Размещение многомиллионных контрактов, связанных с участием российских научных центров в проекте БАК, на территории России способствует развитию высоких технологий и увеличению числа рабочих мест на промышленных предприятиях, открывает возможность выхода новых росXVII Международная школа-семинар сийских технологий на мировой рынок. В ряде случае эти заказы позволили буквально спасти потенциал высокотехнологичных производств в России в сложный период конца 90-х годов.

Широкомасштабная научная программа сотрудничества между ЦЕРН и Россией оказывает долговременное стимулирующее влияние на российскую промышленность – на разработку высоких технологий и подъем культуры производства.

Можно привести ряд ярких примеров разработки уникальных технологий в институтах и на предприятиях России, связанных с их участием в сооружении детекторов для физических экспериментов на ускорителе БАК.

Богородицкий завод технохимических изделий (Тульская область) в содружестве с ГНЦ ”Институт физики высоких энергий” (г. Протвино Московской области) разработал уникальную технологию выращивания кристаллов вольфрама свинца.

В 2000 году начато серийное производство 60 тысяч кристаллов для электромагнитного калориметра детектора CMS.

Для этого же детектора специалисты Института ядерных исследований РАН и ОКБ им. В.М.Мясищева (г. Жуковский) разработали прецизионные кассеты из композиционных материалов с необычными механическими свойствами.

По инициативе и при участии Петербургского института ядерной физики РАН (г. Гатчина) ЦНИИ ”Электрон” впервые разработал вакуумные радиационностойкие и нечувствительные к магнитному полю фототриоды.

В НПО ”Машиностроитель” (г. Пермь) по инициативе Московского инженернофизического института и при участии ПИЯФ РАН и ЦЕРН разработана технология изготовления опорных колец из углепластика для трекового детектора переходного излучения установки ATLAS. Эти конструкции отличаются уникальным сочетанием малого веса, высокой прочности и геометрической точности.

По инициативе ГНЦ ”Институт теоретической и экспериментальной физики” (г.

Москва) в Российском федеральном ядерном центре ВННИИТФ (г. Снежинск) разработана технология диффузионной сварки профилированных стальных пластин в монолитные блоки. Было изготовлено специальное оборудование, позволяющее сваривать блоки массой до 750 кг.

На крупном предприятии России ”Северные кристаллы” (г. Апатиты) была поставлена технология выращивания кристаллов вольфрама свинца, разработанная группой ученых РНЦ ”Курчатовский институт” (г. Москва) и института ”Монокристалл” (г. Харьков), и в 2001 году развернуто массовое производство этих кристаллов для детектора ”ALICE”, обеспечивающее уникальное соотношение ”масса – жесткость”.

Таким образом, процесс глобализации фундаментальной науки и связанный с ним прогресс в развитии передовых технологий выражаются в интеграции интеллектуальных, промышленных и материальных ресурсов многих стран с целью создания в определенной точке земного шара крупномасштабной универсальной установки для проведения совместных научных исследований. Но это только одна сторона процесса. Другая связана с обеспечением свободного и эффективного доступа к проведению исследований на этой уникальной установке тысячам физиков из сотен лабораторий, разбросанных по всему миру. Здесь прежде всего необходимо общее информационное пространство. И оно уже существует в виде ”всемирной паутины” (WWW), разработанной, кстати, в ЦЕРН в связи с резко возросшими потребностями именно физики частиц в широком и быстром обмене информацией. Сейчас WWW используется практически во всех сферах деятельности человека. Но оказывается, что для предстоящих исследований на Большом адронном коллайдере и этого недостаточно.

Дело в том, что особенностью экспериментов на БАК является чрезвычайно большой поток данных – порядка нескольких Пбайт (миллионов Гбайт) в год, и эти объемы информации должны быть сохранены на длительный срок (20-25 лет) для проведения тщательного физического анализа тысячами ученых в разных уголках Земли. Таким образом, впервые возникает задача создания глобальной компьютерной системы, когда распределенными должны быть вычисления (операции с данными), а не просто, в отличие от WWW, поиск информации и доступ к ней. В связи с этим возникла принципиально новая концепция организации компьютерных ресурсов, получившая название GRID, которая может оказать стратегическое влияние на развитие высоких технологий в целом в XXI веке. И хотя концепция GRID разработана не физиками, роль физики частиц в этой инициативе особая: вычислительные задачи проекта БАК являются уникальным полигоном для развития и отработки таких технологий.

Название концепции GRID было дано по аналогии с электрическими сетями, но теперь оно относится к созданию компьютерной инфраструктуры нового типа, обеспечивающей глобальную интеграцию информационных и вычислительных ресурсов на основе управляющего и оптимизирующего программного обеспечения нового поколения. Существующий статус компьютерных инфраструктур можно сравнить с состоянием электрических систем в начале прошлого века, когда необходимость для каждого пользователя иметь свой электрический генератор тормозила развитие отрасли. Революционным шагом было создание стандартизированной службы универсального и гарантированного доступа к электроэнергии, т.е. единой энергетической системы. В результате не только резко повысилась эффективность использования ресурсов, но и стали возможны принципиально новые направления развития, так же как появление энергетического GRID привело к кардинальному изменению в использовании электрической энергии, Интернет глобализовал обмен информацией, а всемирная паутина WWW стандартизовала поиск и доставку документов, компьютерный GRID, став следующим этапом в этой цепочке революционных преобразований, приведет к стандартизации и глобализации использования всех видов компьютерных ресурсов. Органичной чертой инициативы GRID является ее междисциплинарный характер, поскольку уже сегодня развиваемые технологии применяются в самых разных областях (в физике высоких энергий, космофизике, микробиологии, экологии, метеорологии, различных инженерных приложениях).

В соответствии с концепцией GRID за основу построения информационно-вычислительной системы БАК принята распределенная модель обработки и хранения данных. Это означает, что весь объем информации с детекторов БАК будет направляться для обработки и анализа в региональные центры. Немаловажным аргументом в пользу распределенной модели является также то обстоятельство, что в отличие от детекторов и ускорителя БАК инвестиции в компьютерную инфраструктуру будут вкладываться внутри стран-инвесторов. Планируется, что 2/3 всех компьютерных ресурсов будет сосредоточено в региональных центрах. В России уже начаты работы по созданию регионального центра (проект РИВК-БАК – Российский информационно-вычислительный комплекс для обработки и анализа данных экспериментов БАК), который обеспечит российским ученым возможность проведения полномасштабного анализа данных экспериментов БАК.

Одним из основных технических требований к построению сетей распределенных вычислений является наличие высокопроизводительных линий внутри регионов и международных каналов. Для быстрой и надежной передачи огромных массивов научных данных, по предварительным оценкам, потребуются линии связи порядка нескольких Гбит/с, поэтому в настоящее время в мире разворачивается работа по созданию специализированных каналов высокопроизводительной передачи данных.

Для того, чтобы Россия могла успешно интегрироваться в этот процесс, необходимо принятие неотложных решений на правительственном уровне о поддержке развития технологий и создания высокопроизводительных линий связи.

Россия имеет уникальную возможность полномасштабно включиться в революционный процесс создания новейшей компьютерной технологии XXI века – GRID.

Потенциал российской науки в области метакомпьютинга и распределенных вычислений и уже имеющийся опыт участия ряда российских научных организаций в международных GRID-проектах, прежде всего в области физики высоких энергий (ИТЭФ и ИФВЭ Минатома России, ОИЯИ, МГУ им. М.В.Ломоносова и др.), позволит успешно развить это важнейшее направление науки. Следует подчеркнуть важность самостоятельного развития в России этого научного направления при одновременно глубокой интеграции в мировой процесс. Только в этом случае возможно полноценное освоение новейшей технологии и закладка основ для будущего развития науки. Все необходимые условия для этого имеются: задел академической науки в области распределенных вычислений и создания суперкомпьютерных центров, успешное развитие национальной сети компьютерных телекоммуникаций для науки и высшей школы, участие в крупнейших международных проектах по различным направлениям фундаментальной науки.

Представляется, что включение ведущих самарских промышленных предприятий, научных и образовательных учреждений в описанную сферу международного разделения труда и сотрудничества может быть плодотворным и выгодным.

В данном номере журнала помещен ряд статей, написанных на основе докладов, прозвучавших на конференции и получивших благоприятные отзывы ее участников.

Более подробную информацию о Школах-семинарах QFTHEP, проведенных в последние годы, а также об очередной планируемой, можно найти в Интернете по адресу:.

XVIIth INTERNATIONAL WORKSHOP ON HIGH ENERGY

PHYSICS AND QUANTUM FIELD THEORY

Abstract

A brief review of the topics and reports of XVIIth International Workshop on High Energy Physics and Quantum Field Theory and history of QFTHEP is presented. The importance of such international forums for the Samara region is discussed.

One of the most representative international scientic forums is Workshop on High Energy Physics and Quantum Field Theory (QFTHEP). The Workshop has got a rich background. In 1985 D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics of Moscow University organized a Young Scientists School on the problems of Quantum Field Theory and of High Energy Physics in the town of Zvenigorod (Moscow region). The chairman of the School Organizing Committee was professor I.B. Teplov – Director of the Institute in those days. The School was a great success, many prominent scientists from some leading universities and scientic centers of our country were invited to lecture there.

The audience was young scientists, post-graduate and undergraduate students, majoring in that eld of physics. The success of the rst School led to the decision of holding the Young Scientists School every year. In 1987 Victor Ivanovich Savrin the assistant chief of the Institute of Nuclear Physics MSU became the chairman of the School Organizing Committee. From that time on Victor Ivanovich has been the permanent chairman of the School. Under his inuence the main principles of organizing and holding the School were formed. Actually the School of High Energy Physics and Quantum Field Theory is much indebted to Victor Ivanovich for its formation as an authoritative and representative scientic meeting.

The main principles of the School presuppose quite an active participation of young scientists from dierent regions of our country and abroad and holding it in dierent places together with other Universities of the former Soviet Union (in the past) and of Russia nowadays. The principal point in the formation of the School scientic program is the presentation not only of experimental but also of theoretical researches on High Energy Physics and Quantum Field Theory on a par. Traditionally, the School discusses both the latest achievements in the eld of experimental researches of micro- world as well as the new theoretical approaches to the description of the observed physical phenomena.

In the review reports the whole picture of the present state of the elementary particles theory is always presented.

Gradually, the School became famous – and not only in our country. That’s why in 1991, it was transformed into International Workshop on Quantum Field Theory and High Energy Physics (QFTHEP).

In dierent years the secretaries of QFTHEP were I.V.Krivchenkov, V.V.Belokurov, E.E.Boos, V.E.Tarasov. In 1992 Valeria Vladimirovna Keshek became the permanent secretary of the Workshop. Such members of the Organizing Committee as E.E.Boos, V.A.Ilyin, N.A.Sveshnikov, V.E.Tarasov took an active part in forming the scientic program of QFTHEP, which is always interesting and informative.

1 Biryukov Alexander Alexandrovich, e-mail: [email protected], Krutov Alexander Fedorovich, e-mail: [email protected], Department of General and Theoretical Physics, Samara State University, Ac. Pavlov St., Samara, 443011, Russia.

During the last years the Workshop took place in dierent regions of our country: in Zvenigorod, Uzhgorod, Moscow, near Sochi, in Zarskoe Selo near St. Petersburg, on the Volga river Џ in Samara and Tver.

As a rule, some other scientic and educational centers also took part in organizing the QFTHEP: in 1989 Uzhgorod State University, in 1990 Rostov State University, in 1993 Nuclear Physics Institute of the Siberian Branch of RAS, in 1994 Moscow Engineering and Physical Institute, in 1996 St. Petersburg State University, in Samara State University, in 2000 Tver State University. In 1999 (275th anniversary of RAS) the Lebedev Physical Institue of RAS became a co-organizer of the Workshop. The wide geography of holding QFTHEP gives an opportunity to the Russian scientists, postgraduate and undergraduate students to directly get into close contact with the latest world achievements in the eld of particle physics, make scientic contacts, speak about their own achievements, what is especially important for our provincial Universities and Institutes.

In the Workshop the leading collaborations on High Energy Physics take place without fail with review reports about the experimental data obtained by them. Such reports are traditionally presented by the collaborations which carry out their investigations on LEP2 (CERN), HERA (DESY), TEVATRON (FNAL) and other accelerators. Lately the reports about building some detectors and about future experimental investigations on the Large Hadron Collider (LHC, CERN) have been and are included into the QFTHEP program.

Review reports on actual problems of theoretical high energy physics are included into the program regularly. Usually about 100 scientists from Russia and other republics of the former USSR and about 30 foreign investigators take place in QFTHEP.

Every year the Proceedings of the Workshop are published in the Publishing House of Moscow University. In preparing this edition the members of the Organizing Committee B.B.Levchenko, M.N.Dubinin, V.E.Tarasov make a great contribution.

Traditionally in the QFTHEP Workshop a great number of young researchers take part. One of the main aims of the organizers is to enlist young scientists from Universities of Russia to participate in the work of QFTHEP. It can be said without exaggeration, that the QFTHEP Workshop brought up the whole generation of Russian physicists, and many of them have become famous scientists, doctors and candidates of science.

Russian Foundation of Basic Researches, Ministry of Science, Ministry of Education, International Center of Fundamental Physics in Moscow, DESY (Germany), RussianGerman Heisenberg-Landau-Program (LTP JINR, Russia), regional administrations gave regular nancial support to the Workshop. That allowed to reduce the expenses of the participants from Russia and the republics of the former USSR.

From 4 to 11 September, 2003 a regular 17th QFTHEP Workshop (QFTHEP’03) was held. The co-organizers were Samara State University and N.G.Chernishevsky Saratov State University. The Organizing Committee chose an unusual form for holding the Conference: it took place on board of ”Klement Gotvald” during a cruise of the river Volga on the route Samara-Saratov- Volgograd-Samara. So, scientic sessions were held against the background of an impressive scenery of the Volga, which gave the Conference a specic attraction, no doubt. In leisure time dierent excursions about Saratov and Volgograd were organized for the participants of the Conference.

In the QFTHEP’03 about 100 scientists took part, and 23 of them were from foreign countries: Germany, the Netherlands, the Czech Republic, Greece, Sweden, Norway, Israel, Japan and the USA.

The work of one plenary and two parallel sessions was organized in Saratov State University during the stop in Saratov.

Like the previous Workshops, QFTHEP’03 was remarkable for its richness of themes and high scientic level of the presented reports. As we have already said, in the QFTHEP great attention is traditionally paid to the latest experimental achievements and to forecasting the results of the experiments planned. From that point of view, the extremely meaningful reports were those by Rolf Heuer from Hamburg University, who made a review of the planned experiments on the linear accelerators of the future generation, by Fedor Ratnikov from New-Jersey University, who discussed the latest results of CDF collaboration (FNAL, USA), the one by Nikos Giokaris from the Athens University, who reported about the physical prospects of the ATLAS detector (CERN). We should also note the reports of the representatives of other collaborations, taking part in the investigation programs on the largest colliders, such as HERA ( Josef Zacek, Uwe Shneekloth, Klaus Moenig), LEP (Johannes Timmermans, Gideon Bella), LHC (Jonas Rademacker). The report by Vladimir Samsonov from Gatchina was devoted to accelerating heavy ions on the ALICE installation, and in the report by Ludmila Sarycheva the possibility of observing quark- gluon plasma at heavy ions collision was discussed. As usual, great interest was aroused by the report of Ilya Ginzburg from Novosibirsk, where new experiments for solving some problems of high energy physics were oered.

During the 17th QFTHEP Workshop, as during the previous ones, dierent methods of automation of calculating and modeling of the processes in high energy physics were discussed with great interest. The reports by Edward Boss from D.V.Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics MSU, Alexander Ilyichev from Minsk, Valeri Saveliev from Obninsk were devoted to some new investigations in this eld.

A great part of the reports at the Conference could be united under the topic ”hadron physics in a nonperturbative region”. These are the reports by Rudolf Faustov and Vladimir Galkin (Cybernetic Council RAS), by Vladimir Andrianov (St. Petersburg State University), Yakov Azimov (Nuclear Physics Institute of St. Petersburg State University, Gatchina), by Alexander Krutov, Olga Pakhomova, Oleg Shro (Samara State University), by Victor Andreev (Gomel State University) and others.

Two sessions were devoted to the nuclear themes. During these sessions listened to were the reports by Yasuo Yamamoto from Tzuri University, by Dmitry Lanskoy, Andrey Shirokov, Yurii Tchuvil’sky from Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, by Alexandr Mazur and Sergei Zaytsev from Khabarovsk State University of Technology, by Kazuma Nakazawa from Gifu University, by Konstantin Gridnev from St.Petersburg University, by Thomas Rijken from University of Nijmegen, by Thomas Weber from the University of Iowa.

One session was devoted to the supersymmetric extension of the Standard Model.

Dierent aspects of this theme were elucidated in the reports by Per Osland from University of Bergen (Norway), Mickhail Dolgopolov, Elza Akhmetzyanova, Elena Shcherbakova, Yuri Philippov from Samara State University, Masato Jimbo from Tokio Management College, Vitaly Beylin and Vladivir Kuksa from Rostov State University, Edward Boos from Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics.

A supplementary meeting was devoted to the work, which was represented by Jacob Wacker (Harvard University, USA). It was about one of the latest modications of the Standard Model the so-called model with a little Higgs.

The gravitation themes were represented in the reports by Vladimir Soloviev from the Institute of High Energy Physics ( Protvino), Yuri Grats and Mikhail Smolyakov (Moscow University), Victor Edneral (Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics).

Calculation of the production process of quark and gluon bound states in the phenoXVII Международная школа-семинар menological models were presented in the reports by Sergey Troshin from the Institute of High Energy Physics ( Protvino), Nikolai Zotov and Artem Lipatov (Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics), Vladimir Saleev (Samara State University), Sergey Baranov (Lebedev Institute of Physics, RAS, Moscow).

The models of the quantum eld theory were discussed in the reports by Vladimir Rochev from the Institute of High Energy Physics ( Protvino), Oleg Pavlovsky (Moscow University), Alexander Andrianov (St. Petersburg State University), Stanislav Smolyansky (Saratov State University), Dmitry Shirkov (JINR, Dubna), Garii Emov (JINR, Dubna), Boris Arbuzov (Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics).

Fundamental problems of quantum theory found their reection in the reports by Dmitry Slavnov (Moscow State University), Vasily Tarasov (Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics), Alexander Biryukov (Samara State University).

A special interest of the QFTHEP participants was aroused by the review reports of Yuri Koubychine (about experimental eects of time evolution of the fundamental physical constants) and of Igor Volobuev (about Rundall-Sandstrem model) from Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics.

Thus, the last Conference gave an integrated picture of the contemporary state of the micro-world physics. Its participants, no doubt, got some valuable information, which can become a basis for their future movement ahead in this eld of modern physics. The Conference has become a noticeable step on this way.

We should also note a great signicance of the 17th QFTHEP Workshop particularly for the development of science in the Volga region. It has become a bright event of our scientic life, giving an impetus to our advancement, and allowing to compare the regional level of the development of physics to the world level.

Holding of the International Conference on High Energy Physics exactly in Samara is very signicant. Samara is one of the leading Russian regions as to the level of scienceconsuming industries and businesses. The High Energy Physics, as is well known, is concentration not only of the most advanced physical theories, describing the properties of matter on a fundamental level, but also of the most leading technologies, without which the experimental study of the micro-world laws are unthinkable nowadays. Many of the modern perspective industries and information technologies originated for solving engineering and scientic assignments for building accelerators and for processing the experimental information obtained.

We can give some examples concerning the accelerating complexes being built nowadays. In 1996 in the European Organization of Nuclear Researches (CERN, Switzerland) realization was begun of the largest international scientic project of the end of the XXth – the beginning of the XXIst century – building of the Large Hadron Collider (LHC).

CERN is the leading international scientic and investigating center in the eld of particle physics. It was founded in 1954 and it was one of the rst of international scientic institutions in Europe. CERN is the brightest example of international collaboration.

About 7000 scientists – half the number of the physicists of the world, who study particles – use the experimental base of CERN. They represent about 500 scientic centers and Universities in 80 countries of the world.

The Large Hadron Collider – LHC – is the accelerator of particles, owing to which, physicists will be able to penetrate Matter as deeply, as never before. It will be built in an underground ring tunnel 27 km long and 100 meters deep. This machine will enable us to collide protons together under the unprecedented energy of 14 TeV (it is about a million times greater than the energy which is released in the elementary act of thermonuclear synthesis). Experimental physical investigations on the LHC are supported to start in 2007.

The mission of LHC is to get answers to the most fundamental questions of Nature.

What is the substance made of ? Where did it come from ? What forces act between elementary particles and unite them into complicated objects, which are around us?

What is the origin of our Universe in general and what are the laws which determine its development? Realization of the project, however, inuences greatly the development of the future technologies in many elds – from materials studies to computer sciences, because investigating the fundamental properties of the matter demands an exceptional perfection in quality and in capacity for work of the equipment being created.

Physical institutes and industrial enterprises of all the countries, which are scientically and technically developed, are taking part in creating the accelerator and experimental equipment of LHC. It should be noted, that in the nearest decade CERN will actually be the basic center of the world science for studying the matter, because the whole world community of physicists plan to carry out their investigations here using the unique possibilities of the accelerator being created.

According to a series of agreements on cooperation with CERN Russia participates in building the LHC, and also in four large experimental installations – ATLAS, CMS, ALICE and LHCb, which are intended for investigating the collision of protons beams and nuclei beams. About 20 Russian scientic organizations of dierent departments and about 30 industrial enterprises, defense enterprises among them, are attracted to this work. Placing multimillion contracts, which are connected with the participation of Russian scientic centers in the LHC is contributing to the development of high technologies and to increase the number of the jobs at the industrial enterprises in Russia, giving a chance to new Russian technologies to get to the world market. In some cases these contracts enabled us to literally save the potential of high technology enterprises in Russia at the tough time at the end of the 90s. The large-scale scientic program of collaboration of CERN and Russia exercises a stimulating and long-term inuence on Russia’s industry, on high technology development and on rising of industry culture.

We may give a number of bright examples of elaborating some unique technologies at institutes and enterprises of Russia, connected with their participation in building the detectors for physical experiments on LHC.

The techno-chemical plant in Bogoroditsk (Tula region) in cooperation with SSC ”High Energy Physics Institute” (Protvino, Moscow region) worked out a unique technology of growing crystals of tungsten of lead. In the year 2000 a serial production was started of 60000 crystals for electromagnetic calorimeter of CMS detector.

For this very detector the specialists of the Institute of Nuclear Researches RAS and B.M. Myasischev Construction Oce (Zhukovsky-city) worked out the precision cassettes made of compositional materials with unusual mechanical properties.

On the initiative and with participation of St. Petersburg Institute of Nuclear Physics RAS (Gatchina, Leningrad region) the ”Electron” Institute was the rst to work out time vacuum phototriods not sensible to the magnetic eld and radiation.

In Science-Production Association ”Mashinostroitel” (Perm) on the initiative of Moscow Engeneering-Physics Institute and with participation of St. Petersburg Nuclear Physics Institute RAS and CERN the technology was worked out of building carbon plastics supporting rings for the track detector of transition radiation in the ATLAS detector. These structures are remarkable for their unique combination of light weight, high durability and geometric precision.

On the initiative of SSC ”Institute of Experimental and Theoretical Physics” (Moscow) in the Federal Nuclear Center (Snezhinsk) the technology was worked out of diusion welding of proled steel plates into monolithic blocks. A special equipment was made to weld the blocks of the weight up to 750 kg.

On a large enterprise of Russia ”Severnie Crystals” (Apaptity) the crystals growing production of tungsten of lead was organized. This technology was worked out by a group of scientists from RSC ”Kurchatov Institute” (Moscow) and the ”Monocrystal” Institute (Kharkov). In 2001 a regular production of such crystals was developed for the ALICE detector, crystals having a unique ”mass-hardness” correlation.

Thus, the process of globalization of fundamental science and the resulting development of high technologies are expressed in the integration of intellectual, industrial and material resources of many countries with the aim to build, in a denite place of the Globe, a large-scale universal installation for carrying cooperative scientic investigations out. But it is only one side of the process. The other one is connected with supporting independent and eective access to the experimental data for thousands of physicists from hundreds of laboratories all over the world. Here rst of all a unied information space is necessary. And it exists already as the World Web (WWW), which was worked out in CERN in connection with sharply risen requirements of particle physics in the wide and quick exchange of information. Nowadays WWW is used practically in every sphere of human activity. But it turns out, that for future investigations on LHC it is not enough.

The point is that the peculiarity of the experiments on LHC is an extremely great stream of information, about several Pb (millions Gb) a year, and these amounts of information must be kept stored for a long time (20-25 years) for carrying out a careful physical analysis by thousands of scientists from dierent places of the World. So, the task of making a global computer net emerges for the rst time now when distributed must be the calculations (operations with data), and not just the search of information and access to it, as in WWW. In this connection a principally new conception of computer resources organization appeared, which got the name GRID, that can exert a strategic inuence on the high technologies development as a whole in the XXIst century. Though the GRID conception was worked out not by physicists, the role of particle physics in this initiative is quite particular – computation tasks of LHC project are a unique eld for developing and perfecting such technologies.

The name of the conception ”GRID” was given by analogy to the electrical nets, but now it refers to creating a computer infrastructure of a new type, providing a global integration of information and computing resources on the base of operating and optimizing software of the new generation. The existing status of computer infrastructure may be compared to the state of electric nets at the beginning of the last century, when the necessity for every user to have his own electrical generator was an obstacle in the way of the development of this branch of industry. The revolutionary step was the creation of standardized service of a universal and guaranteed access to the electric power, in other words, the united power system. As the result, not only eectiveness of using the resources sharply increased but also quite principally new development directions have become possible. Just like the emergence of the energetic GRID led to the cardinal change in the electric energy application, Internet globalized the information exchange, and Wide World Web (WWW) standardized the search and the delivery of the documents, the computer GRID, having become the next stage in this chain of revolutionary transformations, will lead to the standardization and globalization of all kinds of computer resources. A natural feature of GRID is its inter-disciplinary character, because even now the technologies being developed are used in quite dierent elds (in high energy physics, cosmo- physics, micro-biology, ecology, meteorology, dierent engineering applications).

According to the GRID conception the distributive model of data processing and storage, was taken as the basis of building the information computing system of LHC. It means that the whole amount of information from the LHC detectors will be directed for the processing and analysis to the regional centers. An important argument in favor of the distributive model is also the fact, that unlike detectors and accelerators of LHC, the investment into computer infrastructure will be done inside the investor countries. It is planned that 2/3 of all the computer resources will be concentrated in regional centers. In Russia the work have already been started of building a regional center (project RICCLHC – Russian Information Computation Complex for processing and analyzing the LHC data), which will provide the Russian scientists with the possibility of carrying out of a full-scale analysis of LHC experimental data.

One of the basic technical requirements to creating the distributive computation nets is the existence of highly productive international channels and lines inside the regions. According to some preliminary estimations to quickly and reliably pass on great amounts of scientic data some new communication lines of Gb/c order will be required, thatЎs why nowadays the work is being done in the world on creating some specialized channels of highly productive data communication. For Russia to successfully integrate into this process, it is necessary to pass some urgent decisions on the government level concerning the support of developing the technologies and making highly productive lines of communication. Russia has a unique possibility for large-scale joining into the revolutionary process of creating the newest computer technology of the XXIst century – GRID. The potential of the science of Russia in the eld of meta-computing and distributed calculations, and the available experience of participating of a number of scientic organization of Russia in international GRID-projects, and in the eld of high energy physics rst of all (ITEP, IHEP, JINR, Lomonosov MSU and ets.), will allow to successfully develop this most important direction of science. We should stress the importance of independent development of this scientic trend in Russia together with a simultaneously deep integration into the world process. Only in this case possible are the full-value assimilation of the newest technologies and the laying of the base for future development of science. Russia has got all the necessary conditions for this: the academic science achievements in the eld of distributed calculations and creating super-computer centers, nation-wide net of computer telecommunications for science and higher school, the participation in the biggest international projects in dierent directions of modern science.

Including the leading industrial enterprises, scientic and educational centers of Samara into the described sphere of the international cooperation is seen to be fruitful and mutually benecial.

This issue carries a number of articles written on the base of the reports at QFTHEP.

Some detailed information about the QFTHEP Workshops of the recent years and about the next planned one can be found in Internet: http://www.qfthep04.sinp.msu.ru The authors thank S.A. Ivakhnik for the help at preparing manuscript for publication.