Acesta este cuvântul evaziv familiar „sincrofazotron”! Amintește-mi cum a intrat în urechile omului obișnuit din Uniunea Sovietică? Era vreun film sau o melodie populară, îmi amintesc exact ce era! Sau a fost pur și simplu un analog al unui cuvânt nepronunțat?
Acum să ne amintim ce este și cum a fost creat...
În 1957, Uniunea Sovietică a făcut o descoperire științifică revoluționară în două direcții simultan: în octombrie a fost lansat primul satelit artificial Pământului, iar cu câteva luni mai devreme, în martie, a început să funcționeze legendarul sincrofazotron, o instalație uriașă pentru studiul microlumii. in Dubna. Aceste două evenimente au șocat întreaga lume, iar cuvintele „satelit” și „sincrofazotron” au devenit ferm stabilite în viața noastră.
Sincrofazotronul este un tip de accelerator de particule încărcate. Particulele din ele sunt accelerate la viteze mari și, în consecință, la energii mari. Pe baza rezultatelor ciocnirilor lor cu alte particule atomice, sunt judecate structura și proprietățile materiei. Probabilitatea de coliziuni este determinată de intensitatea fasciculului de particule accelerat, adică de numărul de particule din acesta, prin urmare intensitatea, împreună cu energia, este un parametru important al acceleratorului.
Acceleratoarele ating dimensiuni enorme și nu întâmplător scriitorul Vladimir Kartsev le-a numit piramide ale erei nucleare, după care urmașii vor judeca nivelul tehnologiei noastre.
Înainte de construirea acceleratoarelor, singura sursă de particule de înaltă energie erau razele cosmice. Aceștia sunt în principal protoni cu o energie de ordinul mai multor GeV, care vin liber din spațiu, și particule secundare care provin din interacțiunea lor cu atmosfera. Însă fluxul razelor cosmice este haotic și are intensitate scăzută, așa că, în timp, au început să fie create instalații speciale pentru cercetarea de laborator - acceleratoare cu fascicule controlate de particule de înaltă energie și de intensitate mai mare.
Funcționarea tuturor acceleratoarelor se bazează pe un fapt binecunoscut: o particulă încărcată este accelerată de un câmp electric. Cu toate acestea, este imposibil să se obțină particule de energie foarte mare prin accelerarea lor doar o dată între doi electrozi, deoarece acest lucru ar necesita aplicarea unei tensiuni uriașe, ceea ce este imposibil din punct de vedere tehnic. Prin urmare, particulele de înaltă energie sunt obținute prin trecerea lor în mod repetat între electrozi.
Acceleratoarele în care o particulă trece prin goluri de accelerare situate succesiv se numesc liniare. Dezvoltarea acceleratoarelor a început cu aceștia, dar cerința de a crește energia particulelor a condus la lungimi de instalare aproape nerealist de mari.
În 1929, omul de știință american E. Lawrence a propus proiectarea unui accelerator în care o particulă se mișcă în spirală, trecând în mod repetat același spațiu între doi electrozi. Traiectoria particulei este îndoită și răsucită de un câmp magnetic uniform îndreptat perpendicular pe planul orbital. Acceleratorul a fost numit ciclotron. În 1930-1931, Lawrence și colegii săi au construit primul ciclotron la Universitatea din California (SUA). Pentru această invenție a fost distins cu Premiul Nobel în 1939.
Într-un ciclotron, un câmp magnetic uniform este creat de un electromagnet mare și un câmp electric este generat între doi electrozi goli în formă de D (de unde și numele lor, „dees”). Electrozilor li se aplică o tensiune alternativă, care își schimbă polaritatea de fiecare dată când particula face o jumătate de rotație. Datorită acestui fapt, câmpul electric accelerează întotdeauna particulele. Această idee nu ar putea fi realizată dacă particulele cu energii diferite ar avea perioade diferite de revoluție. Dar, din fericire, deși viteza crește odată cu creșterea energiei, perioada de revoluție rămâne constantă, deoarece diametrul traiectoriei crește în același raport. Această proprietate a ciclotronului este cea care permite utilizarea unei frecvențe constante a câmpului electric pentru accelerare.
Curând, ciclotronii au început să fie create în alte laboratoare de cercetare.
Clădirea Synchrophasotron în anii 1950
Necesitatea creării unei baze serioase de accelerație în Uniunea Sovietică a fost anunțată la nivel guvernamental în martie 1938. Un grup de cercetători de la Institutul de Fizică și Tehnologie din Leningrad (LPTI), condus de academicianul A.F. Ioffe a apelat la președintele Consiliului Comisarilor Poporului din URSS V.M. Molotov cu o scrisoare în care se propunea crearea unei baze tehnice pentru cercetarea în domeniul structurii nucleului atomic. Întrebările despre structura nucleului atomic au devenit una dintre problemele centrale ale științelor naturale, iar Uniunea Sovietică a rămas semnificativ în urmă în rezolvarea lor. Deci, dacă America avea cel puțin cinci ciclotroni, atunci Uniunea Sovietică nu avea niciunul (singurul ciclotron al Institutului de Radiu al Academiei de Științe (RIAN), lansat în 1937, practic nu a funcționat din cauza defectelor de proiectare). Apelul la Molotov conținea o cerere de a crea condiții pentru finalizarea construcției ciclotronului LPTI până la 1 ianuarie 1939. Lucrările la crearea sa, care au început în 1937, au fost suspendate din cauza neconcordanțelor departamentale și a încetării finanțării.
Într-adevăr, la momentul scrierii scrisorii, a existat o neînțelegere clară în cercurile guvernamentale ale țării cu privire la relevanța cercetării în domeniul fizicii atomice. Potrivit memoriilor lui M.G. Meshcheryakov, în 1938 s-a pus chiar problema lichidării Institutului de radiu, care, după o anumită opinie, era angajat în cercetări inutile asupra uraniului și toriu, în timp ce țara încerca să crească producția de cărbune și topirea oțelului.
Scrisoarea către Molotov a avut efect, iar deja în iunie 1938, o comisie de la Academia de Științe a URSS, condusă de P.L. Kapitsa, la cererea guvernului, a dat o concluzie asupra necesității de a construi un ciclotron de 10–20 MeV la LFTI, în funcție de tipul de particule accelerate, și de a îmbunătăți ciclotronul RIAN.
În noiembrie 1938, S.I. Vavilov, într-un apel la Prezidiul Academiei de Științe, a propus să construiască ciclotronul LPTI la Moscova și să transfere laboratorul lui I.V. la Institutul de Fizică al Academiei de Științe (FIAN) de la LPTI. Kurchatova, care a fost implicată în crearea sa. Serghei Ivanovici dorea ca laboratorul central pentru studiul nucleului atomic să fie amplasat în același loc în care se afla Academia de Științe, adică la Moscova. Cu toate acestea, el nu a fost susținut la LPTI. Controversa s-a încheiat la sfârșitul anului 1939, când A.F. Ioffe a propus crearea a trei ciclotroni deodată. La 30 iulie 1940, la o ședință a Prezidiului Academiei de Științe a URSS, s-a hotărât să se instruiască RIAN să modernizeze ciclotronul existent în acest an, FIAN să pregătească materialele necesare pentru construirea unui nou ciclotron puternic până la 15 octombrie. , și LFTI pentru a finaliza construcția ciclotronului în primul trimestru al anului 1941.
În legătură cu această decizie, FIAN a creat așa-numita echipă de ciclotron, care a inclus Vladimir Iosifovich Veksler, Serghei Nikolaevici Vernov, Pavel Alekseevich Cherenkov, Leonid Vasilyevich Groshev și Evgeniy Lvovich Feinberg. La 26 septembrie 1940, Biroul Departamentului de Științe Fizice și Matematice (OPMS) a auzit informații de la V.I. Wexler privind specificațiile de proiectare pentru ciclotron, a aprobat principalele sale caracteristici și estimări de construcție. Ciclotronul a fost proiectat pentru a accelera deuteronii la o energie de 50 MeV. FIAN plănuia să-și înceapă construcția în 1941 și să o lanseze în 1943. Planurile au fost perturbate de război.
Necesitatea urgentă de a crea o bombe atomică a forțat Uniunea Sovietică să mobilizeze eforturi în studiul microlumii. Două ciclotrone au fost construite unul după altul la Laboratorul nr. 2 din Moscova (1944, 1946); la Leningrad, după ridicarea blocadei, au fost restaurate ciclotronele RIAN și LPTI (1946).
Deși proiectul ciclotronului FIAN a fost aprobat înainte de război, a devenit clar că proiectul lui Lawrence se epuizase de la sine, deoarece energia protonilor accelerați nu putea depăși 20 MeV. Din această energie începe să se simtă efectul creșterii masei unei particule la viteze proporționale cu viteza luminii, ceea ce decurge din teoria relativității a lui Einstein.
Datorită creșterii masei, rezonanța dintre trecerea unei particule prin spațiul de accelerare și faza corespunzătoare a câmpului electric este întreruptă, ceea ce presupune frânare.
Trebuie remarcat faptul că ciclotronul este proiectat să accelereze doar particule grele (protoni, ioni). Acest lucru se datorează faptului că, din cauza masei prea mici de repaus, electronul aflat deja la energii de 1–3 MeV atinge o viteză apropiată de viteza luminii, drept urmare masa sa crește considerabil și particula părăsește rapid rezonanță. .
Primul accelerator ciclic de electroni a fost betatronul, construit de Kerst în 1940 pe baza ideii lui Wideroe. Betatronul se bazează pe legea lui Faraday, conform căreia, atunci când fluxul magnetic care pătrunde într-un circuit închis se modifică, în acest circuit apare o forță electromotoare. Într-un betatron, o buclă închisă este un flux de particule care se mișcă pe o orbită circulară într-o cameră de vid cu rază constantă într-un câmp magnetic în creștere treptat. Când fluxul magnetic în interiorul orbitei crește, apare o forță electromotoare, a cărei componentă tangențială accelerează electronii. Într-un betatron, ca un ciclotron, există o limitare a producerii de particule de energie foarte mare. Acest lucru se datorează faptului că, conform legilor electrodinamicii, electronii care se mișcă pe orbite circulare emit unde electromagnetice, care transportă multă energie la viteze relativiste. Pentru a compensa aceste pierderi, este necesară creșterea semnificativă a dimensiunii miezului magnetului, care are o limită practică.
Astfel, la începutul anilor 1940, posibilitățile de obținere a unor energii mai mari atât din protoni, cât și din electroni au fost epuizate. Pentru cercetări ulterioare ale microlumii, a fost necesară creșterea energiei particulelor accelerate, astfel încât sarcina de a găsi noi metode de accelerare a devenit urgentă.
În februarie 1944, V.I. Wexler a prezentat o idee revoluționară despre cum să depășim bariera energetică a ciclotronului și betatronului. Era atât de simplu încât părea ciudat de ce nu veniseră la asta mai devreme. Ideea a fost că în timpul accelerației rezonante, frecvențele de rotație ale particulelor și câmpul de accelerare ar trebui să coincidă constant, cu alte cuvinte, să fie sincrone. La accelerarea particulelor relativiste grele într-un ciclotron, pentru sincronizare s-a propus modificarea frecvenței câmpului electric de accelerare conform unei anumite legi (mai târziu, un astfel de accelerator a fost numit sincrociclotron).
Pentru a accelera electronii relativiști, a fost propus un accelerator, care mai târziu a fost numit sincrotron. În ea, accelerația este realizată printr-un câmp electric alternant de frecvență constantă, iar sincronismul este asigurat de un câmp magnetic care variază după o anumită lege, care menține particulele pe o orbită de rază constantă.
În scopuri practice, a fost necesar să se verifice teoretic dacă procesele de accelerare propuse sunt stabile, adică cu abateri minore de la rezonanță, fazarea particulelor se va produce automat. Fizician teoretician al echipei ciclotron E.L. Feinberg a atras atenția lui Wexler asupra acestui lucru și el însuși a dovedit strict matematic stabilitatea proceselor. De aceea ideea lui Wexler a fost numită „principiul autofazării”.
Pentru a discuta soluția rezultată, FIAN a susținut un seminar, la care Wexler a susținut un raport introductiv, iar Feinberg a dat un raport despre sustenabilitate. Lucrarea a fost aprobată, iar în același 1944, revista „Rapoartele Academiei de Științe a URSS” a publicat două articole care discutau despre noi metode de accelerare (primul articol s-a ocupat de un accelerator bazat pe mai multe frecvențe, numit mai târziu microtron). Autorul lor a fost enumerat doar ca Wexler, iar numele lui Feinberg nu a fost menționat deloc. Foarte curând, rolul lui Feinberg în descoperirea principiului autofazării a fost limitat în mod nemeritat la uitarea completă.
Un an mai târziu, principiul autofazării a fost descoperit în mod independent de către fizicianul american E. MacMillan, dar Wexler și-a păstrat prioritate.
Trebuie remarcat faptul că în acceleratoarele bazate pe noul principiu s-a manifestat în mod clar „regula efectului de pârghie” - un câștig de energie a implicat o pierdere a intensității fasciculului de particule accelerate, care este asociată cu natura ciclică a accelerației lor. , în contrast cu accelerația lină în ciclotroni și betatroni. Acest punct neplăcut a fost subliniat imediat la ședința Departamentului de Științe Fizice și Matematice din 20 februarie 1945, dar în același timp toată lumea a ajuns în unanimitate la concluzia că această împrejurare nu ar trebui în niciun caz să interfereze cu implementarea proiectului. Deși, apropo, lupta pentru intensitate i-a enervat în mod constant pe „acceleratoare”.
În aceeași sesiune, la propunerea președintelui Academiei de Științe URSS S.I. Vavilov, s-a decis construirea imediată a două tipuri de acceleratoare propuse de Wexler. La 19 februarie 1946, Comitetul Special din cadrul Consiliului Comisarilor Poporului din URSS a însărcinat comisiei competente să-și dezvolte proiectele, indicând capacitatea, timpul de producție și locul construcției. (Crearea unui ciclotron a fost abandonată la FIAN.)
Ca urmare, la 13 august 1946 au fost emise simultan două rezoluții ale Consiliului de Miniștri al URSS, semnate de Președintele Consiliului de Miniștri al URSS I.V. Stalin și managerul afacerilor Consiliului de Miniștri al URSS Ya.E. Chadaev, pentru a crea un sincrociclotron cu o energie deuteron de 250 MeV și un sincrotron cu o energie de 1 GeV. Energia acceleratoarelor a fost dictată în primul rând de confruntarea politică dintre SUA și URSS. În SUA, au creat deja un sincrotron cu o energie deuteron de aproximativ 190 MeV și au început să construiască un sincrotron cu o energie de 250–300 MeV. Acceleratoarele interne trebuiau să le depășească în energie pe cele americane.
Sincrociclotronul a fost asociat cu speranțele pentru descoperirea de noi elemente, noi modalități de producere a energiei atomice din surse mai ieftine decât uraniul. Cu ajutorul unui sincrotron, ei intenționau să producă în mod artificial mezoni care, așa cum au presupus fizicienii sovietici la acea vreme, erau capabili să provoace fisiunea nucleară.
Ambele rezoluții au fost emise cu ștampila „Top Secret (dosar special)”, deoarece construcția de acceleratoare a fost realizată în cadrul proiectului de creare a unei bombe atomice. Cu ajutorul lor, ei sperau să obțină o teorie exactă a forțelor nucleare necesare calculelor bombelor, care la acea vreme erau efectuate doar folosind un set mare de modele aproximative. Adevărat, totul s-a dovedit a nu fi atât de simplu cum s-a crezut inițial și trebuie remarcat că o astfel de teorie nu a fost creată până în prezent.
Rezoluțiile au determinat șantierele de construcție pentru acceleratoare: sincrotronul - la Moscova, pe autostrada Kaluzhskoe (acum Leninsky Prospekt), pe teritoriul Institutului de fizică Lebedev; sincrociclotron - în zona hidrocentralei Ivankovskaya, la 125 de kilometri nord de Moscova (la acea vreme regiunea Kalinin). Inițial, crearea ambelor acceleratoare a fost încredințată FIAN. V.I. a fost numit șef al lucrării de sincrotron. Veksler, iar pentru sincrociclotron - D.V. Skobeltsyn.
În stânga este doctor în științe tehnice, profesorul L.P. Zinoviev (1912–1998), în dreapta - Academician al Academiei de Științe a URSS V.I. Wexler (1907–1966) în timpul creării sincrofazotronului
Şase luni mai târziu, şeful proiectului nuclear I.V. Kurchatov, nemulțumit de progresul lucrărilor la sincrociclotronul Fianov, a transferat acest subiect în Laboratorul său nr. 2. L-a numit pe M.G. ca noul lider al subiectului. Meshcheryakov, eliberat de la locul de muncă la Institutul de radiu din Leningrad. Sub conducerea lui Meshcheryakov, Laboratorul nr. 2 a creat un model de sincrociclotron, care a confirmat deja experimental corectitudinea principiului autofazarii. În 1947, a început construcția unui accelerator în regiunea Kalinin.
La 14 decembrie 1949, sub conducerea lui M.G. Sincrociclotronul Meshcheryakov a fost lansat cu succes la termen și a devenit primul accelerator de acest tip din Uniunea Sovietică, depășind energia unui accelerator similar creat în 1946 la Berkeley (SUA). A rămas un record până în 1953.
Inițial, laboratorul, bazat pe un sincrociclotron, a fost numit Laboratorul Hidrotehnic al Academiei de Științe a URSS (GTL) în scopuri de secret și a fost o filială a Laboratorului nr. 2. În 1953, a fost transformat într-un Institut independent de Probleme Nucleare. al Academiei de Științe a URSS (INP), condusă de M.G. Meshcheryakov.
Academician al Academiei Ucrainene de Științe A.I. Leypunsky (1907–1972), bazat pe principiul autofazării, a propus proiectarea unui accelerator, numit mai târziu sincrofazotron (foto: „Știință și viață”)
Crearea unui sincrotron nu a fost posibilă din mai multe motive. În primul rând, din cauza dificultăților neprevăzute, a fost necesară construirea a două sincrotrone la energii mai mici - 30 și 250 MeV. Au fost situate pe teritoriul Institutului de Fizică Lebedev și au decis să construiască un sincrotron de 1 GeV în afara Moscovei. În iunie 1948, i s-a alocat un loc la câțiva kilometri de sincrociclotronul aflat deja în construcție în regiunea Kalinin, dar nici acolo nu a fost construit niciodată, deoarece s-a dat prioritate acceleratorului propus de academicianul Academiei de Științe ucrainene Alexander Ilici Leypunsky. S-a întâmplat în felul următor.
În 1946, A.I. Leypunsky, bazat pe principiul autofazării, a prezentat ideea posibilității de a crea un accelerator care să combine caracteristicile unui sincrotron și ale unui sincrociclotron. Ulterior, Wexler a numit acest tip de accelerator sincrofazotron. Denumirea devine clară dacă avem în vedere că sincrociclotronul a fost numit inițial fazotron și, în combinație cu un sincrotron, se obține un sincrofazotron. În ea, ca urmare a modificărilor câmpului magnetic de control, particulele se mișcă într-un inel, ca într-un sincrotron, iar accelerația produce un câmp electric de înaltă frecvență, a cărui frecvență variază în timp, ca într-un sincrociclotron. Acest lucru a făcut posibilă creșterea semnificativă a energiei protonilor accelerați în comparație cu sincrociclotronul. Într-un sincrofazotron, protonii sunt pre-accelerați într-un accelerator liniar - un injector. Particulele introduse în camera principală încep să circule în ea sub influența unui câmp magnetic. Acest mod se numește betatron. Apoi tensiunea de accelerare de înaltă frecvență este pornită pe electrozii plasați în două goluri drepte diametral opuse.
Dintre toate cele trei tipuri de acceleratoare bazate pe principiul autofazarii, sincrofazotronul este cel mai complex din punct de vedere tehnic și atunci mulți s-au îndoit de posibilitatea creării sale. Dar Leypunsky, încrezător că totul va merge, și-a propus cu îndrăzneală să-și pună în aplicare ideea.
În 1947, în Laboratorul „B” de lângă stația Obninskoye (acum orașul Obninsk), un grup special de acceleratoare sub conducerea sa a început să dezvolte un accelerator. Primii teoreticieni ai sincrofazotronului au fost Yu.A. Krutkov, O.D. Kazachkovsky și L.L. Sabsovici. În februarie 1948, a avut loc o conferință închisă despre acceleratoare, la care, pe lângă miniștri, a participat și A.L. Monetăria, deja un cunoscut specialist în inginerie radio la acea vreme, și inginerii șefi ai uzinelor Elektrosila și transformatoarelor din Leningrad. Toți au declarat că acceleratorul propus de Leypunsky ar putea fi realizat. Primele rezultate teoretice încurajatoare și sprijinul inginerilor din fabrici de top au făcut posibilă începerea lucrului la un proiect tehnic specific pentru un accelerator mare cu o energie de protoni de 1,3–1,5 GeV și începerea lucrărilor experimentale care au confirmat corectitudinea ideii lui Leipunsky. Până în decembrie 1948, proiectul tehnic al acceleratorului era gata, iar până în martie 1949, Leypunsky trebuia să prezinte un proiect preliminar al unui sincrofazotron de 10 GeV.
Și brusc, în 1949, în plină desfășurare a lucrărilor, guvernul a decis să transfere lucrările la sincrofazotron la Institutul de fizică Lebedev. Pentru ce? De ce? La urma urmei, FIAN creează deja un sincrotron de 1 GeV! Da, adevărul este că ambele proiecte, sincrotronul de 1,5 GeV și sincrotronul de 1 GeV, erau prea scumpe și a apărut întrebarea cu privire la fezabilitatea lor. S-a rezolvat în cele din urmă la una dintre întâlnirile speciale de la FIAN, unde s-au adunat cei mai importanți fizicieni ai țării. Ei au considerat inutil să construiască un sincrotron de 1 GeV din cauza lipsei de interes pentru accelerarea electronilor. Principalul adversar al acestei poziții a fost M.A. Markov. Argumentul său principal a fost că este mult mai eficient să studiezi atât protonii, cât și forțele nucleare folosind interacțiunea electromagnetică deja bine studiată. Cu toate acestea, nu a reușit să-și apere punctul de vedere, iar decizia pozitivă s-a dovedit a fi în favoarea proiectului lui Leipunsky.
Așa arată un sincrofazotron de 10 GeV în Dubna
Visul prețuit al lui Wexler de a construi cel mai mare accelerator se prăbușise. Nedorind să suporte situația actuală, acesta, cu sprijinul S.I. Vavilova și D.V. Skobeltsyna a propus să abandoneze construcția unui sincrofazotron de 1,5 GeV și să înceapă proiectarea unui accelerator de 10 GeV, încredințat anterior A.I. Leypunsky. Guvernul a acceptat această propunere, deoarece în aprilie 1948 a devenit cunoscut despre proiectul sincrofazotron de 6-7 GeV de la Universitatea din California și au vrut să fie înaintea Statelor Unite cel puțin pentru o perioadă.
La 2 mai 1949, Consiliul de Miniștri al URSS a emis un decret privind crearea unui sincrofazotron cu o energie de 7–10 GeV pe teritoriul alocat anterior pentru sincrotron. Tema a fost transferată la Institutul de Fizică Lebedev, iar V.I. a fost numit directorul științific și tehnic al acestuia. Wexler, deși Leypunsky se descurca destul de bine.
Acest lucru poate fi explicat, în primul rând, prin faptul că Wexler a fost considerat autorul principiului autofazării și, după amintirile contemporanilor, L.P. i-a fost foarte favorabil. Beria. În al doilea rând, S.I. Vavilov era la acea vreme nu numai directorul FIAN, ci și președintele Academiei de Științe a URSS. Lui Leypunsky i s-a oferit să devină adjunctul lui Wexler, dar el a refuzat și nu a mai participat la crearea sincrofazotronului în viitor. Potrivit adjunctului Leypunsky O.D. Kazachkovsky, „era clar că doi urși nu se vor înțelege într-un singur bârlog”. Ulterior A.I. Leypunsky și O.D. Kazachkovsky a devenit experți de top în reactoare și în 1960 au primit Premiul Lenin.
Rezoluția includea o clauză privind transferul la locul de muncă la Institutul de Fizică Lebedev al angajaților Laboratorului „B” implicați în dezvoltarea acceleratorului, cu transferul echipamentului corespunzător. Și era ceva de transmis: lucrările la acceleratorul din Laboratorul „B” fuseseră până atunci aduse la stadiul de model și justificare a principalelor decizii.
Nu toată lumea a fost entuziasmată de transferul la FIAN, deoarece Leypunsky a fost ușor și interesant de lucrat: nu a fost doar un excelent supraveghetor științific, ci și o persoană minunată. Cu toate acestea, era aproape imposibil să refuzi transferul: în acel moment dur, refuzul amenința cu proces și lagăre.
Grupul transferat de la Laboratorul „B” a inclus inginerul Leonid Petrovici Zinoviev. El, ca și alți membri ai grupului de acceleratoare, în laboratorul lui Leypunsky a lucrat mai întâi la dezvoltarea componentelor individuale necesare pentru modelul viitorului accelerator, în special sursa de ioni și circuitele de impulsuri de înaltă tensiune pentru alimentarea injectorului. Leypunsky a atras imediat atenția asupra inginerului competent și creativ. La instrucțiunile sale, Zinoviev a fost primul implicat în crearea unei instalații pilot în care ar putea fi simulat întregul proces de accelerare a protonilor. Atunci nimeni nu și-ar fi putut imagina că, devenind unul dintre pionierii în aducerea la viață a ideii de sincrofazotron, Zinoviev va fi singura persoană care va trece prin toate etapele creării și îmbunătățirii acestuia. Și nu va trece doar, ci îi va conduce.
Rezultatele teoretice și experimentale obținute în Laboratorul „B” au fost utilizate la Institutul de Fizică Lebedev la proiectarea unui sincrofazotron de 10 GeV. Cu toate acestea, creșterea energiei acceleratorului la această valoare a necesitat modificări semnificative. Dificultățile creării sale au fost foarte agravate de faptul că la acel moment nu exista experiență în construirea unor astfel de instalații mari în întreaga lume.
Sub îndrumarea teoreticienilor M.S. Rabinovici și A.A. Kolomensky la FIAN a făcut o fundamentare fizică a proiectului tehnic. Principalele componente ale sincrofazotronului au fost dezvoltate de Institutul Radiotehnic din Moscova al Academiei de Științe și Institutul de Cercetare Leningrad sub conducerea directorilor lor A.L. Mente și E.G. Ţânţar.
Pentru a obține experiența necesară, am decis să construim un model de sincrofazotron cu o energie de 180 MeV. Era situat pe teritoriul Institutului de fizică Lebedev într-o clădire specială, care, din motive de secret, a fost numită depozitul nr. 2. La începutul anului 1951, Wexler a încredințat toate lucrările la model, inclusiv instalarea echipamentelor, reglarea și lansarea sa cuprinzătoare, către Zinoviev.
Modelul Fianov nu era deloc mic - magnetul său cu un diametru de 4 metri cântărea 290 de tone. Ulterior, Zinoviev și-a amintit că atunci când au asamblat modelul în conformitate cu primele calcule și au încercat să-l lanseze, la început nimic nu a funcționat. Multe dificultăți tehnice neprevăzute au trebuit depășite înainte de lansarea modelului. Când s-a întâmplat asta în 1953, Wexler a spus: „Asta este! Sincrofazotronul Ivankovsky va funcționa!” Vorbeam despre un mare sincrofazotron de 10 GeV, care începuse deja să fie construit în 1951 în regiunea Kalinin. Construcția a fost realizată de o organizație cu denumirea de cod TDS-533 (Direcția Tehnică de Construcții 533).
Cu puțin timp înainte de lansarea modelului, într-o revistă americană a apărut în mod neașteptat un mesaj despre un nou design al sistemului magnetic de accelerație, numit hard-focusing. Se realizează sub forma unui set de secțiuni alternante cu gradienți de câmp magnetic direcționați opus. Acest lucru reduce semnificativ amplitudinea oscilațiilor particulelor accelerate, ceea ce, la rândul său, face posibilă reducerea semnificativă a secțiunii transversale a camerei de vid. Ca rezultat, se economisește o cantitate mare de fier folosit pentru construcția magnetului. De exemplu, acceleratorul de 30 GeV din Geneva, bazat pe focalizare dură, are de trei ori mai multă energie și de trei ori circumferința sincrofazotronului Dubna, iar magnetul său este de zece ori mai ușor.
Designul magneților cu focalizare dură a fost propus și dezvoltat de oamenii de știință americani Courant, Livingston și Snyder în 1952. Cu câțiva ani înaintea lor, Christofilos a venit cu aceeași idee, dar nu a publicat-o.
Zinoviev a apreciat imediat descoperirea americanilor și a propus reproiectarea sincrofazotronului Dubna. Dar asta ar trebui să sacrifice timpul. Wexler a spus atunci: „Nu, cel puțin pentru o zi, dar trebuie să fim înaintea americanilor”. Probabil, în condițiile Războiului Rece, avea dreptate - „nu se schimbă caii în mijlocul fluxului”. Și au continuat să construiască acceleratorul mare conform proiectului dezvoltat anterior. În 1953, pe baza sincrofazotronului în construcție, a fost creat Laboratorul de electrofizică al Academiei de Științe a URSS (EFLAN). V.I. a fost numit director al acesteia. Wexler.
În 1956, INP și EFLAN au format baza institutului comun de cercetare nucleară (JINR). Locația sa a devenit cunoscută drept orașul Dubna. Până în acel moment, energia protonilor la sincrociclotron era de 680 MeV, iar construcția sincrofazotronului era în curs de finalizare. Încă din primele zile ale formării JINR, un desen stilizat al clădirii sincrofazotron (de V.P. Bochkarev) a devenit simbolul său oficial.
Modelul a ajutat la rezolvarea unui număr de probleme pentru acceleratorul de 10 GeV, dar designul multor noduri a suferit modificări semnificative din cauza diferenței mari de dimensiune. Diametrul mediu al electromagnetului sincrofazotron a fost de 60 de metri, iar greutatea a fost de 36 de mii de tone (conform parametrilor săi, rămâne încă în Cartea Recordurilor Guinness). Au apărut o serie întreagă de noi probleme complexe de inginerie, pe care echipa le-a rezolvat cu succes.
În cele din urmă, totul era pregătit pentru lansarea completă a acceleratorului. Din ordinul lui Wexler, a fost condus de L.P. Zinoviev. Lucrările au început la sfârșitul lui decembrie 1956, situația era tensionată, iar Vladimir Iosifovich nu s-a cruțat nici pe sine, nici pe angajații săi. Adesea am stat peste noapte pe pătuțuri chiar în camera uriașă de control a instalației. Potrivit memoriilor lui A.A. Kolomensky, Wexler și-a cheltuit cea mai mare parte a energiei sale inepuizabile la acea vreme pentru „storcare” ajutor de la organizații externe și pentru implementarea propunerilor sensibile, care veneau în mare parte de la Zinoviev. Wexler a apreciat foarte mult intuiția sa experimentală, care a jucat un rol decisiv în lansarea acceleratorului gigant.
De foarte mult timp nu au putut obține modul betatron, fără de care lansarea este imposibilă. Și Zinoviev a fost cel care, într-un moment crucial, a înțeles ce trebuia făcut pentru a insufla viață sincrofazotronului. Experimentul, care a fost pregătit timp de două săptămâni, a fost în sfârșit încununat de succes, spre bucuria tuturor. La 15 martie 1957, sincrofazotronul Dubna a început să funcționeze, după cum a raportat ziarul Pravda lumii întregi la 11 aprilie 1957 (articol de V.I. Veksler). Interesant este că această știre a apărut abia atunci când energia acceleratorului, crescută treptat din ziua lansării, a depășit energia de 6,3 GeV a sincrofazotronului american lider de atunci din Berkeley. „Există 8,3 miliarde de electroni volți!” - a relatat ziarul, anunțând că a fost creat un accelerator record în Uniunea Sovietică. Visul prețuit al lui Wexler s-a împlinit!
Pe 16 aprilie, energia protonilor a atins valoarea de proiectare de 10 GeV, dar acceleratorul a fost pus în funcțiune doar câteva luni mai târziu, deoarece mai erau destul de multe probleme tehnice nerezolvate. Și totuși, principalul lucru era în spatele nostru - sincrofazotronul a început să funcționeze.
Wexler a raportat acest lucru la a doua sesiune a Consiliului Academic al Institutului Comun din mai 1957. Totodată, directorul institutului D.I. Blokhintsev a menționat că, în primul rând, modelul sincrofazotron a fost creat într-un an și jumătate, în timp ce în America a durat aproximativ doi ani. În al doilea rând, sincrofazotronul în sine a fost lansat în trei luni, conform programului, deși la început părea nerealist. Lansarea sincrofazotronului a fost cea care i-a adus lui Dubna prima faimă la nivel mondial.
La a treia sesiune a consiliului științific al institutului, Membru corespondent al Academiei de Științe V.P. Dzhelepov a remarcat că „Zinoviev a fost în toate privințele sufletul startup-ului și a contribuit cu o cantitate colosală de energie și efort în această chestiune, și anume efort creativ în timpul instalării mașinii”. A D.I. Blokhintsev a adăugat că „Zinoviev a suportat de fapt munca enormă de ajustare complexă”.
Mii de oameni au fost implicați în crearea sincrofazotronului, dar Leonid Petrovici Zinoviev a jucat un rol special în acest sens. Veksler a scris: „Succesul lansării sincrofazotronului și posibilitatea de a începe o gamă largă de lucrări fizice pe acesta sunt în mare măsură asociate cu participarea lui L.P. la aceste lucrări. Zinoviev.”
Zinoviev plănuia să revină la FIAN după lansarea acceleratorului. Cu toate acestea, Wexler l-a implorat să rămână, crezând că nu poate încredința nimănui altcineva cu conducerea sincrofazotronului. Zinoviev a fost de acord și a supravegheat activitatea acceleratorului timp de mai bine de treizeci de ani. Sub conducerea și participarea sa directă, acceleratorul a fost îmbunătățit constant. Zinoviev iubea sincrofazotronul și simțea foarte subtil respirația acestui gigant de fier. Potrivit lui, nu exista nici măcar o singură parte a acceleratorului, nici măcar cea mai mică, pe care să nu o atingă și al cărui scop să nu știe.
În octombrie 1957, la o ședință extinsă a consiliului științific al Institutului Kurchatov, prezidată de însuși Igor Vasilyevich, șaptesprezece persoane din diferite organizații care au participat la crearea sincrofazotronului au fost nominalizate pentru cel mai prestigios premiu Lenin din Uniunea Sovietică la acel moment. timp. Dar conform condițiilor, numărul laureaților nu putea depăși douăsprezece persoane. În aprilie 1959, premiul a fost acordat directorului Laboratorului de Înaltă Energie JINR V.I. Veksler, șef de departament al aceluiași laborator L.P. Zinoviev, șef adjunct al Direcției principale pentru utilizarea energiei atomice din cadrul Consiliului de miniștri al URSS D.V. Efremov, directorul Institutului de Cercetare din Leningrad E.G. Komar și colaboratorii săi N.A. Monoszon, A.M. Stolov, directorul Institutului de Inginerie Radio din Moscova al Academiei de Științe a URSS A.L. Monetărie, angajați ai aceluiași institut F.A. Vodopianov, S.M. Rubchinsky, angajații FIAN A.A. Kolomensky, V.A. Petukhov, M.S. Rabinovici. Veksler și Zinoviev au devenit cetățeni de onoare ai Dubnei.
Sincrofazotronul a rămas în funcțiune timp de patruzeci și cinci de ani. În acest timp, s-au făcut o serie de descoperiri asupra lui. În 1960, modelul sincrofazotron a fost transformat într-un accelerator de electroni, care încă funcționează la Institutul de Fizică Lebedev.
surse
Literatură:
Kolomensky A. A., Lebedev A. N. Teoria acceleratorilor ciclici. - M., 1962.
Komar E. G. Acceleratoare de particule încărcate. - M., 1964.
Livingood J. Principiile de funcționare a acceleratoarelor ciclice - M., 1963.
Oganesyan Yu. Cum a fost creat ciclotronul / Știință și viață, 1980 nr. 4, p. 73.
Hill R. Urmând urmele particulelor - M., 1963.
http://elementy.ru/lib/430461?page_design=print
http://www.afizika.ru/zanimatelniestati/172-ktopridumalsihrofazatron
http://theor.jinr.ru/~spin2012/talks/plenary/Kekelidze.pdf
http://fodeka.ru/blog/?p=1099
http://www.larisa-zinovyeva.com
Și vă voi aminti despre alte setări: de exemplu, și cum arată. Amintiți-vă și ce. Sau poate nu știi? sau ce este Articolul original este pe site InfoGlaz.rf Link către articolul din care a fost făcută această copie -+ electron) este un accelerator ciclic rezonant cu o lungime constantă a orbitei de echilibru în timpul procesului de accelerare. Pentru ca particulele să rămână pe aceeași orbită în timpul procesului de accelerare, atât câmpul magnetic principal, cât și frecvența câmpului electric de accelerare se modifică. Acesta din urmă este necesar pentru ca fasciculul să ajungă întotdeauna în secțiunea de accelerare în fază cu câmpul electric de înaltă frecvență. În cazul în care particulele sunt ultrarelativiste, frecvența de rotație, pentru o lungime orbitală fixă, nu se modifică odată cu creșterea energiei, iar frecvența generatorului RF trebuie să rămână, de asemenea, constantă. Un astfel de accelerator este deja numit sincrotron.
Scrieți o recenzie despre articolul „Synchrophasotron”
Note
Vezi si
|
||||||||||||
Un fragment care caracterizează Sincrofazotronul
Chipul generalului s-a încruntat, buzele lui s-au zvâcnit și au tremurat. A scos un caiet, a desenat repede ceva cu un creion, a rupt o bucată de hârtie, i-a dat-o, s-a dus repede la fereastră, și-a aruncat corpul pe un scaun și s-a uitat în jur la cei din cameră, parcă întrebă: de ce se uita la el? Atunci generalul a ridicat capul, a întins gâtul, parcă ar fi intenționat să spună ceva, dar imediat, parcă ar fi început să fredoneze în sinea lui, scoase un sunet ciudat, care se opri imediat. Ușa biroului s-a deschis, iar Kutuzov a apărut în prag. Generalul cu capul bandajat, ca și cum ar fugi de pericol, s-a aplecat și s-a apropiat de Kutuzov cu pași mari și repezi din picioarele sale subțiri.„Vous voyez le malheureux Mack, [Îl vezi pe nefericitul Mack.]”, a spus el cu vocea frântă.
Chipul lui Kutuzov, stând în pragul biroului, a rămas complet nemișcat câteva clipe. Apoi, ca un val, o ridă i-a trecut pe față, cu fruntea netezită; Și-a plecat capul respectuos, a închis ochii, l-a lăsat tăcut pe Mac să treacă pe lângă el și a închis ușa în urma lui.
Zvonul, deja răspândit înainte, despre înfrângerea austriecilor și predarea întregii armate la Ulm, s-a dovedit a fi adevărat. O jumătate de oră mai târziu, adjutanți au fost trimiși în diferite direcții cu ordine care dovedesc că în curând trupele ruse, care până atunci fuseseră inactive, vor trebui să întâmpine inamicul.
Prințul Andrei era unul dintre acei ofițeri rari de la sediu care credeau că interesul său principal era în cursul general al afacerilor militare. După ce l-a văzut pe Mack și a auzit detaliile morții sale, și-a dat seama că jumătate din campanie a fost pierdută, a înțeles dificultatea poziției trupelor ruse și și-a imaginat în mod viu ce așteaptă armata și rolul pe care va trebui să-l joace în ea. .
Tehnologia în URSS s-a dezvoltat rapid. Uită-te doar la lansarea primului satelit artificial de pe Pământ, care a fost urmărit de întreaga lume. Puțini oameni știu că în același an, 1957, sincrofazotronul a început să funcționeze în URSS (adică nu a fost doar finalizat și pus în funcțiune, ci și lansat). Acest cuvânt înseamnă o instalație pentru accelerarea particulelor elementare. Aproape toată lumea a auzit astăzi despre Large Hadron Collider - este o versiune mai nouă și îmbunătățită a dispozitivului descris în acest articol.
Ce este acesta - un sincrofazotron? Pentru ce este?
Această instalație este un accelerator mare de particule elementare (protoni), care permite un studiu mai aprofundat al microcosmosului, precum și interacțiunea acestor particule între ele. Modul de studiu este foarte simplu: spargeți protonii în părți mici și vedeți ce este înăuntru. Totul sună simplu, dar spargerea unui proton este o sarcină extrem de dificilă, care a necesitat construirea unei structuri atât de uriașe. Aici, printr-un tunel special, particulele sunt accelerate la viteze enorme și apoi trimise la țintă. Când îl lovesc, se împrăștie în fragmente mici. Cel mai apropiat „coleg” al sincrofazotronului, Large Hadron Collider, funcționează pe aproximativ același principiu, doar că acolo particulele accelerează în direcții opuse și nu lovesc o țintă în picioare, ci se ciocnesc unele cu altele.
Acum înțelegeți puțin că acesta este un sincrofazotron. Se credea că instalația va face posibilă realizarea unei descoperiri științifice în domeniul cercetării microlumilor. La rândul său, acest lucru va permite descoperirea de noi elemente și modalități de obținere a surselor de energie ieftine. În mod ideal, doreau să descopere elemente superioare ca eficiență și, în același timp, mai puțin dăunătoare și mai ușor de reciclat.
Utilizare militară
Este de remarcat faptul că această instalație a fost creată pentru a realiza o descoperire științifică și tehnologică, dar obiectivele sale nu au fost doar pașnice. Descoperirea științifică și tehnologică datorează mult cursei înarmărilor militare. Sincrofazotronul a fost creat sub titlul „Top Secret”, iar dezvoltarea și construcția sa au fost realizate ca parte a creării bombei atomice. Se presupunea că dispozitivul va face posibilă crearea unei teorii perfecte a forțelor nucleare, dar totul s-a dovedit a nu fi atât de simplu. Chiar și astăzi această teorie lipsește, deși progresul tehnologic a făcut pași mari înainte.
cu cuvinte simple?
Dacă rezumăm și vorbim într-un limbaj ușor de înțeles? Un sincrofazotron este o instalație în care protonii pot fi accelerați la viteză mare. Este alcătuit dintr-un tub în buclă cu un vid în interior și electromagneți puternici care împiedică mișcarea aleatorie a protonilor. Când protonii ating viteza maximă, fluxul lor este direcționat către o țintă specială. Lovindu-l, protonii se împrăștie în fragmente mici. Oamenii de știință pot vedea urme de fragmente zburătoare într-o cameră cu bule specială, iar din aceste urme analizează natura particulelor în sine.
Camera cu bule este un dispozitiv ușor învechit pentru captarea urmelor de protoni. Astăzi, astfel de instalații folosesc radare mai precise, care oferă mai multe informații despre mișcarea fragmentelor de protoni.
În ciuda principiului simplu al sincrofazotronului, această instalație în sine este de înaltă tehnologie, iar crearea ei este posibilă numai cu un nivel suficient de dezvoltare tehnică și științifică, pe care, desigur, URSS îl deținea. Pentru a da o analogie, un microscop obișnuit este un dispozitiv al cărui scop coincide cu scopul unui sincrofazotron. Ambele dispozitive vă permit să explorați microlume, doar cel din urmă vă permite să „sapă mai adânc” și are o metodă de cercetare oarecum unică.
Detalii
Funcționarea dispozitivului a fost descrisă mai sus în cuvinte simple. Desigur, principiul de funcționare al unui sincrofazotron este mai complex. Faptul este că pentru a accelera particulele la viteze mari, este necesar să se asigure o diferență de potențial de sute de miliarde de volți. Acest lucru este imposibil chiar și în stadiul actual de dezvoltare a tehnologiei, ca să nu mai vorbim de cel precedent.
Prin urmare, s-a decis să se accelereze treptat particulele și să le conducă în cerc pentru o lungă perioadă de timp. Pe fiecare tură, protonii au fost energizați. Ca urmare a trecerii a milioane de revoluții, a fost posibil să se câștige viteza necesară, după care au fost trimiși la țintă.
Acesta este exact principiul care a fost folosit în sincrofazotron. La început, particulele s-au deplasat prin tunel cu viteză mică. La fiecare tură, au intrat în așa-numitele intervale de accelerare, unde au primit o încărcătură suplimentară de energie și au câștigat viteză. Aceste secțiuni de accelerație sunt condensatoare, a căror frecvență a tensiunii alternative este egală cu frecvența protonilor care trec prin inel. Adică, particulele lovesc secțiunea de accelerație cu o sarcină negativă, în acest moment tensiunea a crescut brusc, ceea ce le-a dat viteză. Dacă particulele au lovit locul de accelerare cu o sarcină pozitivă, atunci mișcarea lor a fost încetinită. Și aceasta este o caracteristică pozitivă, deoarece din cauza acesteia întregul fascicul de protoni s-a deplasat cu aceeași viteză.
Și acest lucru s-a repetat de milioane de ori, iar când particulele au dobândit viteza necesară, au fost trimise către o țintă specială, pe care s-au prăbușit. Ulterior, un grup de oameni de știință a studiat rezultatele ciocnirii particulelor. Așa a funcționat sincrofazotronul.
Rolul magneților
Se știe că electromagneții puternici au fost folosiți și în această mașină uriașă de accelerare a particulelor. Oamenii cred în mod eronat că au fost folosiți pentru a accelera protonii, dar nu este cazul. Particulele erau accelerate cu ajutorul unor condensatoare speciale (secțiuni de accelerație), iar magneții țineau doar protonii într-o traiectorie strict specificată. Fără ele, mișcarea consecventă a unui fascicul de particule elementare ar fi imposibilă. Iar puterea mare a electromagneților se explică prin masa mare de protoni la viteze mari.
Cu ce probleme s-au confruntat oamenii de știință?
Una dintre principalele probleme în realizarea acestei instalații a fost tocmai accelerarea particulelor. Desigur, puteau fi accelerați la fiecare tură, dar pe măsură ce accelerau, masa lor a devenit mai mare. La o viteză apropiată de viteza luminii (după cum știm, nimic nu se poate mișca mai repede decât viteza luminii), masa lor a devenit enormă, făcând dificilă menținerea lor pe o orbită circulară. Știm din programa școlară că raza de mișcare a elementelor într-un câmp magnetic este invers proporțională cu masa lor, prin urmare, pe măsură ce masa protonilor a crescut, a trebuit să creștem raza și să folosim magneți mari și puternici. Astfel de legi ale fizicii limitează foarte mult posibilitățile de cercetare. Apropo, ei pot explica și de ce sincrofazotronul s-a dovedit a fi atât de mare. Cu cât tunelul este mai mare, cu atât pot fi instalați magneți mai mari pentru a crea un câmp magnetic puternic pentru a menține protonii în mișcare în direcția dorită.
A doua problemă este pierderea de energie la mișcare. Particulele, când trec în jurul unui cerc, emit energie (o pierd). În consecință, atunci când se deplasează cu viteză, o parte din energie se evaporă și cu cât viteza este mai mare, cu atât pierderile sunt mai mari. Mai devreme sau mai târziu, vine un moment în care se compară valorile energiei emise și primite, ceea ce face imposibilă accelerarea ulterioară a particulelor. În consecință, este nevoie de o capacitate mai mare.
Putem spune că acum înțelegem mai exact că acesta este un sincrofazotron. Dar ce au realizat exact oamenii de știință în timpul testelor?
Ce cercetări s-au făcut?
Desigur, munca acestei instalații nu a trecut fără urmă. Și deși se aștepta să producă rezultate mai serioase, unele studii s-au dovedit a fi extrem de utile. În special, oamenii de știință au studiat proprietățile deuteronilor accelerați, interacțiunile ionilor grei cu ținte și au dezvoltat o tehnologie mai eficientă pentru reciclarea uraniului-238 uzat. Și deși pentru omul obișnuit toate aceste rezultate înseamnă puțin, în domeniul științific semnificația lor este greu de supraestimat.
Aplicarea rezultatelor
Rezultatele testelor efectuate la sincrofazotron sunt folosite și astăzi. În special, ele sunt utilizate în construcția de centrale electrice care funcționează pe rachete spațiale, robotică și echipamente complexe. Desigur, contribuția la progresul științific și tehnic a acestui proiect este destul de mare. Unele rezultate sunt aplicate și în sfera militară. Și deși oamenii de știință nu au reușit să descopere noi elemente care ar putea fi folosite pentru a crea noi bombe atomice, nimeni nu știe cu adevărat dacă acest lucru este adevărat sau nu. Este foarte posibil ca unele rezultate să fie ascunse populației, pentru că merită luat în considerare faptul că acest proiect a fost implementat la rubrica „Top Secret”.
Concluzie
Acum înțelegeți că acesta este un sincrofazotron și care este rolul său în progresul științific și tehnologic al URSS. Chiar și astăzi, astfel de instalații sunt utilizate în mod activ în multe țări, dar există deja opțiuni mai avansate - nuclotroni. Large Hadron Collider este poate cea mai bună implementare a ideii de sincrofazotron până în prezent. Utilizarea acestei instalații permite oamenilor de știință să înțeleagă mai precis microlume prin ciocnirea a două fascicule de protoni care se mișcă la viteze enorme.
În ceea ce privește starea actuală a sincrofazotronului sovietic, acesta a fost transformat într-un accelerator de electroni. Acum lucrează la FIAN.
Parlamentarii britanici le-au luat doar 15 minute pentru a decide asupra unei investiții guvernamentale de 1 miliard de lire sterline în construcția unui sincrofazotron. După aceea, au discutat aprins despre costul cafelei timp de o oră, nu mai puțin, în bufetul parlamentar. Și așa au decis: au redus prețul cu 15%.
S-ar părea că sarcinile nu sunt deloc comparabile ca complexitate și totul, logic, ar fi trebuit să se întâmple exact invers. O oră pentru știință, 15 minute pentru cafea. Dar nu! După cum s-a dovedit mai târziu, majoritatea politicienilor respectabili și-au dat rapid cel mai interior „pentru”, neavând absolut nicio idee ce este un „sincrofazotron”.
Să umplem, dragă cititor, împreună cu tine acest gol de cunoștințe și să nu fim ca miopie științifice a unor tovarăși.
Ce este un sincrofazotron?
Synchrophasotron este o instalație electronică pentru cercetare științifică - un accelerator ciclic al particulelor elementare (neutroni, protoni, electroni etc.). Are forma unui inel uriaș, cântărind peste 36 de mii de tone. Magneții săi ultra-puternici și tuburile de accelerare oferă particulelor microscopice o energie colosală de mișcare direcționată. În adâncurile rezonatorului cu fazotroni, la o adâncime de 14,5 metri, au loc transformări cu adevărat fantastice la nivel fizic: de exemplu, un proton mic primește 20 de milioane de electroni volți, iar un ion greu primește 5 milioane de eV. Și aceasta este doar o mică parte din toate posibilitățile!
Datorită proprietăților unice ale acceleratorului ciclic, oamenii de știință au putut afla cele mai intime secrete ale universului: să studieze structura particulelor neglijabile și procesele fizice și chimice care au loc în interiorul învelișului lor; observați reacția de sinteză cu proprii ochi; descoperi natura obiectelor microscopice necunoscute până acum.
Phazotron a marcat o nouă eră a cercetării științifice - un teritoriu de cercetare în care microscopul era neputincios, despre care chiar și scriitorii inovatori de science fiction au vorbit cu mare precauție (zborul lor creativ perspicace nu putea prezice descoperirile făcute!).
Istoria sincrofazotronului
Inițial, acceleratoarele erau liniare, adică nu aveau o structură ciclică. Dar în curând fizicienii au fost nevoiți să le abandoneze. Cerințele pentru nivelurile de energie au crescut - era nevoie de mai mult. Dar proiectarea liniară nu a putut face față: calculele teoretice au arătat că pentru aceste valori, trebuie să fie de o lungime incredibilă.
- În 1929 Americanul E. Lawrence încearcă să rezolve această problemă și inventează un ciclotron, prototipul fazotronului modern. Testele merg bine. Zece ani mai târziu, în 1939. Lawrence primește Premiul Nobel.
- În 1938 În URSS, talentatul fizician V.I. Veksler a început să se implice activ în problema creării și îmbunătățirii acceleratoarelor. În februarie 1944 el vine cu o idee revoluționară despre cum să depășești bariera energetică. Wexler își numește metoda „autofazare”. Exact un an mai târziu, aceeași tehnologie a fost descoperită complet independent de E. Macmillan, un om de știință din SUA.
- În 1949 în Uniunea Sovietică sub conducerea lui V.I. Veksler și S.I. Vavilov, un proiect științific la scară largă este în curs de dezvoltare - crearea unui sincrofazotron cu o putere de 10 miliarde de electroni volți. Timp de 8 ani, la Institutul de Cercetare Nucleară din orașul Dubno din Ucraina, un grup de fizicieni teoreticieni, designeri și ingineri a lucrat cu minuțiozitate la instalație. De aceea este numit și Sincrofazotronul Dubna.
Sincrofazotronul a fost pus în funcțiune în martie 1957, cu șase luni înainte de zborul în spațiu al primului satelit artificial de pe Pământ.
Ce cercetări se desfășoară la sincrofazotron?
Acceleratorul ciclic rezonant al lui Wechsler a dat naștere unei galaxii de descoperiri remarcabile în multe aspecte ale fizicii fundamentale și, în special, în unele probleme controversate și puțin studiate ale teoriei relativității a lui Einstein:
- comportamentul structurii cuarci a nucleelor în timpul interacțiunii;
- formarea de particule cumulate ca rezultat al reacțiilor care implică nuclee;
- studierea proprietăților deuteronilor accelerați;
- interacțiunea ionilor grei cu ținte (testarea rezistenței microcircuitelor);
- reciclarea uraniului-238.
Rezultatele obținute în aceste domenii sunt utilizate cu succes în construcția de nave spațiale, proiectarea centralelor nucleare, dezvoltarea roboticii și a echipamentelor pentru lucrul în condiții extreme. Dar cel mai uimitor lucru este că o serie de studii efectuate la sincrofazotron îi aduc pe oamenii de știință din ce în ce mai aproape de rezolvarea marelui mister al originii Universului.
Nu ești un sclav!
Curs educațional închis pentru copiii de elită: „Adevăratul aranjament al lumii”.
http://noslave.org
Material de pe Wikipedia - enciclopedia liberă
Sincrofazotron (din sincronizare + fază + electron) este un accelerator ciclic rezonant cu o lungime constantă a orbitei de echilibru în timpul procesului de accelerare. Pentru ca particulele să rămână pe aceeași orbită în timpul procesului de accelerare, atât câmpul magnetic principal, cât și frecvența câmpului electric de accelerare se modifică. Acesta din urmă este necesar pentru ca fasciculul să ajungă întotdeauna în secțiunea de accelerare în fază cu câmpul electric de înaltă frecvență. În cazul în care particulele sunt ultrarelativiste, frecvența de rotație, pentru o lungime orbitală fixă, nu se modifică odată cu creșterea energiei, iar frecvența generatorului RF trebuie să rămână, de asemenea, constantă. Un astfel de accelerator este deja numit sincrotron.
Scrieți o recenzie despre articolul „Synchrophasotron”
Note
Vezi si
|
||||||||||||
Un fragment care caracterizează Sincrofazotronul
Am ieșit împreună din casă, de parcă și eu aș fi plecat cu ea la piață și chiar la prima tură ne-am despărțit pe cale amiabilă și fiecare își luase deja drumul și treburile ei...Casa în care încă mai locuia tatăl micuței Vesta se afla în primul „cartier nou” pe care îl construiam (cum se numeau primele clădiri înalte) și se afla la aproximativ patruzeci de minute de mers pe jos de noi. Mereu mi-a plăcut să merg pe jos și nu mi-a creat niciun inconvenient. Numai că nu mi-a plăcut această zonă nouă în sine, pentru că casele din ea au fost construite ca niște cutii de chibrituri - toate la fel și fără chip. Și din moment ce acest loc abia începea să fie construit, nu era nici măcar un copac sau vreun fel de „verziță” în el și părea un model de piatră și asfalt al unui oraș fals și urât. Totul era rece și fără suflet și mă simțeam mereu foarte rău acolo - părea că pur și simplu nu aveam ce să respir acolo...
Și totuși, era aproape imposibil să găsești acolo numere de case, chiar și cu cea mai mare dorință. Ca, de exemplu, în acel moment stăteam între casele nr. 2 și nr. 26 și nu puteam înțelege cum se poate întâmpla asta?! Și m-am întrebat unde era casa mea „dispărută” nr. 12?... Nu era nicio logică în asta și nu puteam înțelege cum ar putea oamenii să trăiască într-un asemenea haos?
În cele din urmă, cu ajutorul altora, am reușit cumva să găsesc casa de care aveam nevoie și stăteam deja la ușa închisă, întrebându-mă cum mă va saluta acest complet străin?...
Am întâlnit în același fel mulți străini, oameni necunoscuți de mine, iar asta a cerut întotdeauna multă tensiune nervoasă la început. Nu m-am simțit niciodată confortabil să intru în viața privată a cuiva, așa că fiecare astfel de „călătorie” mi s-a părut întotdeauna puțin nebunească. Și am înțeles perfect și cât de nebunesc trebuie să fi sunat pentru cei care tocmai pierduseră pe cineva apropiat, iar o fetiță le-a invadat brusc viața și a declarat că îi poate ajuta să vorbească cu soția, sora, fiul, mama moarta lor. , tată... De acord - asta trebuie să fi sunat absolut și complet anormal pentru ei! Și, să fiu sinceră, încă nu înțeleg de ce m-au ascultat deloc acești oameni?!
