Iyaf ato budkera nga plagët. Drejtori i BINP SB RAS Akademiku A. Skrinsky: "Ka një sasi të madhe pune eksperimentale përpara"

Pata rastin të vizitoj INP-në me famë botërore që mban emrin. G.I.Budkera SB RAS. Ajo që pashë atje, mund të tregoj vetëm një histori të detajuar për instalimet dhe për vetë institutin, u përpilua nga Elena Valerievna Starostina, një studiuese në institut.

(Gjithsej 68 foto)

Teksti origjinal i marrë nga këtu .
Në përgjithësi është e vështirë të flasësh për INP me pak fjalë për shumë arsye. Para së gjithash, sepse Instituti ynë nuk përshtatet me standardet e zakonshme. Ky nuk është tamam një institut akademik që punon në shkencën fondamentale, sepse ka prodhimin e tij, i cili është mjaft i ngjashëm me një bimë mediokër, por në kohët moderne, një bimë e mirë. Dhe në këtë fabrikë ata nuk bëjnë thonj me kanaçe, por ata kanë teknologji që thjesht nuk ekzistojnë askund në Rusi. Teknologjitë moderne në kuptimin më të saktë të fjalës, dhe jo në "modernenë për Bashkimin Sovjetik të viteve '80". Dhe kjo bimë është e jona, dhe jo ajo ku pronarët janë "atje diku" dhe ne thjesht po mbledhim produkte në një grumbull.
Pra, ky nuk është aspak një institut akademik.

Por jo edhe prodhimi. Çfarë lloj prodhimi është ky nëse Instituti e konsideron produktin kryesor si rezultatin më themelor, dhe gjithë kjo mbushje dhe prodhim i mrekullueshëm teknologjik është vetëm një mënyrë për të marrë këtë rezultat?

Pra, është ende një institut shkencor me një profil themelor?
Por ç'të themi për faktin që BINP kryen gamën më të gjerë të eksperimenteve që lidhen me Rrezatimin Sinkrotron (në tekstin e mëtejmë SR) ose lazerin me elektron të lirë (në tekstin e mëtejmë FEL), dhe këto janë eksperimente ekskluzivisht të aplikuara për dhjetëra institute tona? Dhe, nga rruga, ata nuk kanë pothuajse asnjë mundësi tjetër për të kryer eksperimente të tilla.

Pra, ky është një institut multidisiplinar?
po. Dhe shumë, shumë më tepër ...

Kjo histori mund të fillojë me historinë e institutit. Ose nga sot. Nga përshkrimet e instalimeve ose njerëzve. Nga një histori për gjendjen e shkencës ruse ose arritjet e fizikës në ditët e fundit. Dhe hezitova për një kohë shumë të gjatë para se të zgjidhja një drejtim, derisa vendosa të tregoj pak për gjithçka, duke shpresuar sinqerisht që një ditë do të shkruaj më shumë dhe do ta postoj këtë material diku.

Pra, INP SB RAS me emrin. G.I.Budkera ose thjesht Instituti i Fizikës Bërthamore.
Ajo u themelua në vitin 1958 nga Gersh Itskovich Budker, emri i të cilit në institut ishte Andrei Mikhailovich, Zoti e di pse. Jo, sigurisht, ai ishte hebre, emrat hebrenj nuk u mirëpritën në BRSS - kjo është e gjitha e qartë. Por nuk isha në gjendje të zbuloja pse thonë Andrei Mikhailovich dhe jo Nikolai Semenovich.
Meqë ra fjala, nëse dëgjoni diçka si "Andrei Mikhailovich tha..." në INP, do të thotë që tha Budker.
Ai është themeluesi i Institutit dhe ndoshta, nëse jo për të, dhe nëse jo për Siberinë, nuk do të kishim kurrë një fizikë përshpejtues kaq të zhvilluar. Fakti është se Budker punoi për Kurchatov, dhe sipas thashethemeve, ai thjesht ishte i ngushtë atje. Dhe ata kurrë nuk do ta kishin lejuar atë të "luhatet" ashtu siç bëri në Rusi, ku sapo po krijoheshin institucione të reja dhe po hapeshin drejtime të reja. Dhe ata nuk do t'i jepnin atij Institutin menjëherë në Moskë në atë moshë. Fillimisht do e kishin bere te shemtuar ne postin e shefit te laboratorit, pastaj nendrejtorin, ne pergjithesi, shikoni, do te kishte rene ne furi dhe do te ishte larguar.

Budker shkoi në Novosibirsk dhe prej andej filloi të ftonte fizikanë të ndryshëm të shquar dhe jo aq të shquar. Fizikanët e shquar hezituan të shkonin në mërgim, kështu që basti u vendos në shkollën e re, e cila u themelua menjëherë. Shkollat ​​ishin NSU dhe Shkolla e Fizikës dhe Muzikës në këtë NSU. Nga rruga, në Akademi tabletat i japin autorësinë e FMS ekskluzivisht Lavrentyev, por dëshmitarët e gjallë të asaj historie, të cilët tani jetojnë në Amerikë dhe botojnë kujtimet e tyre, pretendojnë se autori i shkollës ishte Budker, i cili "shiti" ideja ndaj Lavrentyevit për një lloj tjetër koncesioni administrativ.
Dihet se dy njerëz të mëdhenj - Budker dhe Lavrentyev nuk shkonin shumë mirë me njëri-tjetrin, për të thënë të paktën, dhe kjo ende reflektohet jo vetëm në marrëdhëniet e njerëzve në Akademgorodok, por edhe në shkrimin e historisë së tij. Shikoni çdo ekspozitë akademike që zhvillohet në Shtëpinë e Shkencëtarëve (DU) dhe do të shihni lehtësisht se nuk ka pothuajse asnjë, të themi, fotografi nga arkivi i madh INP dhe përgjithësisht pak flitet për institutin më të madh në Akademinë tonë të Shkencave ( rreth 3 mijë punonjës) , dhe tatimpaguesi i tretë në OSSH. Jo shumë e drejtë, por kështu është.
Me një fjalë, Institutit, arritjet dhe atmosferën e tij ia kemi borxh Budkerit. Nga rruga, dhe prodhimi gjithashtu. Njëherë e një kohë, INP quhej më kapitaliste nga të gjitha institutet në vend - ajo mund të prodhonte produktet e saj dhe t'i shiste. Tani quhet më socialisti - në fund të fundit, të gjitha paratë e fituara shkojnë në një tenxhere të përbashkët dhe prej tyre shpërndahen për paga, kontrata dhe, më e rëndësishmja, për kryerjen e eksperimenteve shkencore.
Kjo është një çështje shumë e shtrenjtë. Një ndryshim (12 orë) i funksionimit të një përshpejtuesi me një detektor mund të kushtojë qindra mijëra rubla, dhe shumica e këtyre parave (nga 92 në 75%) fitohen nga punonjësit e BINP. BINP është i vetmi institut në botë që fiton para për kërkime themelore fizike vetë. Në raste të tjera, institucione të tilla financohen nga shteti, por në vendin tonë - kuptoni - nëse prisni ndihmë nga shteti, nuk do të vdisni për shumë kohë.

Si fiton para INP? Shitjet e sistemeve të përshpejtuesve magnetikë në vende të tjera që dëshirojnë të ndërtojnë përshpejtuesit e tyre. Mund të themi me krenari se sigurisht jemi një nga dy ose tre prodhuesit më të mirë të unazave të përshpejtuesit në botë. Ne prodhojmë sisteme vakum dhe rezonatorë. Ne prodhojmë njësi përshpejtuesi industrial që operojnë në dhjetëra zona jashtë ekonomisë sonë, duke ndihmuar në dezinfektimin e pajisjeve mjekësore, grurit, ushqimit, pastrimin e ajrit dhe ujërave të zeza, mirë, në përgjithësi, gjithçka që askush nuk i kushton vëmendje këtu. BINP prodhon përshpejtues mjekësorë dhe njësi me rreze X për njerëzit me rreze x, të themi, në aeroporte ose institucione mjekësore. Nëse shikoni nga afër etiketat në këta skanerë, do të zbuloni se ato ndodhen jo vetëm në aeroportin Novosibirsk Tolmachevo, por edhe në kryeqytetin Domodedovo. BINP bën dhjetëra, nëse jo qindra porosi të vogla për prodhim ose shkencë të teknologjisë së lartë në të gjithë botën. Ne prodhojmë përshpejtues dhe pajisje të ngjashme për SHBA, Japoni, Evropë, Kinë, Indi... Ne ndërtuam një pjesë të unazës LHC dhe patëm shumë sukses. Pjesa e porosive ruse është tradicionalisht e ulët dhe nuk mund të bëjmë asgjë për këtë - qeveria nuk jep para, dhe autoritetet lokale ose pronarët e bizneseve thjesht nuk kanë mjaftueshëm prej tyre - zakonisht fatura shkon në miliona dollarë. Sidoqoftë, duhet të pranojmë sinqerisht se ne kemi edhe grante dhe kontrata të zakonshme ruse, dhe jemi gjithashtu të lumtur për to, sepse Institutit gjithmonë i duhen para.

3. Një fragment i përshpejtuesit, i cili aktualisht po prodhohet nga Instituti i Fizikës Bërthamore për Laboratorin Brookhaven (SHBA)

Paga jonë mesatare është më e vogël se ajo e fqinjëve tanë dhe shpërndarja e saj nuk duket gjithmonë e drejtë, por shumica e iafistëve e pranojnë këtë, sepse e kuptojnë se për çfarë po punojnë dhe pse refuzojnë t'i rrisin pagat. Çdo përqindje e vendosur në të nënkupton minus ditët e funksionimit të instalimeve. Është e thjeshtë.
Po, ndonjëherë duhet t'i ndalosh plotësisht dhe ka pasur edhe raste të tilla. Por, për fat, ata zgjatën vetëm gjashtë muaj.
INP mund të përballojë të udhëheqë ndërtimin e shtëpive të shtrenjta luksoze, përderisa disa nga apartamentet shkojnë për punonjësit, t'i dërgojë këta punonjës në udhëtime të gjata pune jashtë vendit, të mbajë një nga bazat më të mira të skive në vend, ku "Pista e skive të Rusisë " mbahet çdo vit (nga rruga, baza tani është nën kërcënimin e mbylljes për shkak të një projekti tjetër qesharak ndërtimi), të mbajë qendrën e tij rekreative në Burmistrovë ("Razliv"), në përgjithësi, ai mund të përballojë shumë gjëra. Dhe megjithëse çdo vit flitet se kjo është shumë e kotë, ne ende po mbajmë.

Po shkenca në INP?
Shkenca është më e vështirë. Ekzistojnë katër drejtime kryesore shkencore të BINP:
1. fizika e grimcave elementare - FEP (d.m.th. nga çfarë përbëhet bota jonë në nivel shumë, shumë mikro)
2. fizika e përshpejtuesve (d.m.th. pajisjet me të cilat mund të arrish në këtë nivel mikro (apo është më mirë të thuash "nano", duke ndjekur modën moderne? :))
3. fizika e plazmës
4. fizika e lidhur me rrezatimin sinkrotron.

Ka disa fusha të tjera në BINP, veçanërisht ato që lidhen me fizikën bërthamore dhe fotonukleare, aplikimet mjekësore, radiofizikën dhe shumë fusha të tjera më të vogla.

4. Instalimi Dayton VEPP-3. Nëse ju duket se ky është një kaos i plotë i telave, atëherë në përgjithësi është e kotë. Së pari, VEPP-3 është një instalim ku thjesht nuk ka hapësirë, dhe së dyti, xhirimet bëhen nga ana e rrugës së kabllove (është e vendosur sipër). Së fundi, së treti, Dayton është një nga ato instalime që ndonjëherë ndërtohen në strukturën e VEPP-3 dhe më pas hiqen, d.m.th. Këtu thjesht nuk ka kuptim të krijohen sisteme globale për "rivendosjen e rendit".

Kemi dy përshpejtues që funksionojnë vazhdimisht: VEPP-2000 (shkurtesa VEPP, që do të haset shpesh, do të thotë "përplasje e rrezeve elektron-pozitron"), mbi të cilët funksionojnë dy detektorë - KMD dhe SND (detektor magnetik kriogjen dhe detektor neutral sferik) dhe VEPP -4M me detektor KEDR. Kompleksi VEPP-4M përmban një përshpejtues tjetër - VEPP-3, ku kryhen eksperimente në lidhje me SR (VEPP-4 gjithashtu ka SR, por këto janë stacione të reja, ato janë ende në fillimet e tyre, megjithëse janë zhvilluar në mënyrë aktive kohët e fundit dhe një nga disertacionet e fundit kandidate të SIshnikëve u mbrojt pikërisht në këtë drejtim).

5. SI bunker VEPP-3, stacion analize elementare me fluoreshencë me rreze X.

6. SI bunker VEPP-3, stacion analize elementare me fluoreshencë me rreze X.

Për më tepër, ne kemi një FEL, i cili është krijuar drejtpërdrejt për të punuar me rrezatim terahertz për këdo nga jashtë, pasi BINP ende nuk ka dalë me një qëllim "të drejtpërdrejtë" për të. Nga rruga, pas këtij ekskursioni u bë e ditur se kreu i FEL, Nikolai Aleksandrovich Vinokurov, u zgjodh anëtar korrespondues i RAS.

Ne bëjmë ndalesën tonë të parë këtu për sqarim (bazuar në këshilla nga lexuesit). Çfarë është FEL ose lazer me elektron të lirë? Nuk është shumë e lehtë për ta shpjeguar këtë, por ne do të supozojmë se ju e dini se në një lazer konvencional, rrezatimi ndodh kështu: duke përdorur një metodë, ne ngrohim (ngacmojmë) atomet e një lënde në një masë të tillë që ata fillojnë të emetojnë. Dhe meqenëse e zgjedhim këtë rrezatim në një mënyrë të veçantë, duke rënë në rezonancë me energjinë (dhe për rrjedhojë frekuencën) e rrezatimit, marrim një lazer. Pra, në një FEL, burimi i rrezatimit nuk është një atom, por vetë rrezja elektronike. Ai detyrohet të kalojë pranë të ashtuquajturit lëvizës (undulator), ku shumë magnet e detyrojnë rrezen të "dridhet" nga njëra anë në tjetrën në një sinusoid. Në të njëjtën kohë, ai lëshon të njëjtin rrezatim sinkrotron, i cili mund të grumbullohet në rrezatim lazer. Duke ndryshuar forcën e rrymës në magnetët e lëvizshëm ose energjinë e rrezes, ne mund të ndryshojmë frekuencën e lazerit në një gamë të gjerë, e cila aktualisht është e paarritshme në asnjë mënyrë tjetër.

Nuk ka instalime të tjera FEL në Rusi. Por ato ekzistojnë në SHBA, një lazer i tillë po ndërtohet edhe në Gjermani (projekt i përbashkët i Francës, Gjermanisë dhe institutit tonë, kostoja kalon 1 miliard euro.) Në anglisht, një lazer i tillë tingëllon si FEL - lazer me elektron pa pagesë.

8. Armë elektronike me lazer me elektron të lirë

9. Sistemi për monitorimin e nivelit të ftohjes së ujit të rezonatorëve në FEL

10. Rezonatorët FEL

11. Ky dhe dy kornizat e ardhshme tregojnë FEL-in, të parë nga poshtë (është i pezulluar "nga tavani").

14. Oleg Aleksandrovich Shevchenko mbyll derën e sallës së LSE. Pasi të aktivizohet ndërprerësi kufi nga dera e mbrojtjes së radarit të goditur (blloku i betonit në të djathtë), lazeri mund të fillojë të funksionojë.

15. Dhoma e kontrollit FEL. Në tryezë janë gota për mbrojtje nga rrezatimi lazer.

16. Një nga stacionet në FEL. Në të djathtë mund të shihni stendat optike, në të cilat ka copa letre me letër të djegur (njolla të errëta në qendër). Kjo është një gjurmë e rrezatimit lazer FEL

17. Gjuajtje e rrallë. Një oshiloskop i vjetër me rreze në dhomën e kontrollit FEL. Kanë mbetur pak oshiloskopë të tillë në BINP, por nëse shikoni mund t'i gjeni. Aty pranë (në të majtë) është një Tektronix dixhital plotësisht modern, por çfarë është interesante për të?

Ne kemi drejtimin tonë në fushën e fizikës së plazmës, lidhur me mbylljen e plazmës (ku duhet të zhvillohet reaksioni termonuklear) në kurthe të hapura. Kurthe të tilla janë të disponueshme vetëm në BINP dhe, megjithëse ato nuk do të lejojnë të arrihet detyra kryesore e "termonukleare" - krijimi i shkrirjes termonukleare të kontrolluar, ato lejojnë përparim të rëndësishëm në fushën e kërkimit në parametrat e këtij termonukleari të kontrolluar. shkrirje.

18. Instalimi AMBAL është një kurth adiabatik ambipolar, aktualisht nuk funksionon.

Çfarë po bëhet në të gjitha këto instalime?

Nëse flasim për FEC, atëherë situata është e ndërlikuar. Të gjitha arritjet e FCH viteve të fundit shoqërohen me përshpejtues-përplasës të tipit LHC (ELH-C, siç e quan e gjithë bota, dhe LHC - Large Hadron Collider, siç e quajmë vetëm ne). Këta janë përshpejtues me energji të madhe - rreth 200 GeV (gigaelektronvolt). Krahasuar me ta, VEPP-4 me 4-5 GeV, që funksionon prej gati gjysmë shekulli, është një plak, ku mund të kryhen kërkime në një gamë të kufizuar. Dhe aq më tepër VEPP-2000 me një energji prej vetëm rreth 1 GeV.

Do të më duhet të zgjatem pak këtu dhe të shpjegoj se çfarë është GeV dhe pse është shumë. Nëse marrim dy elektroda dhe aplikojmë një diferencë potenciale prej 1 volt nëpër to, dhe më pas kalojmë një grimcë të ngarkuar midis këtyre elektrodave, ajo do të marrë një energji prej 1 elektron volt. Ndahet nga xhauli më i njohur me 19 rend të madhësisë: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
Për të marrë një energji prej 1 GeV, është e nevojshme të krijohet një tension përshpejtues prej 1 gigavolt mbi rrugën e fluturimit të elektronit. Për të marrë energjinë nga LHC, duhet të krijoni një tension prej 200 gigavolt (një giga është një miliard volt, 10 9 ose 1,000,000,000 volt). Epo, imagjinoni më tej se çfarë nevojitet për këtë. Mjafton të thuhet se LHC (LHC) mundësohet nga një prej centraleve bërthamore franceze që ndodhen aty pranë.

21. Përshpejtuesi VEPP-2000 – modernizimi i përshpejtuesit të mëparshëm VEPP-2M. Dallimi nga versioni i mëparshëm është energjia më e lartë (deri në 1 GeV) dhe ideja e zbatuar e të ashtuquajturave trarëve të rrumbullakët (zakonisht rrezja duket më shumë si një fjongo se çdo gjë tjetër). Vitin e kaluar, përshpejtuesi filloi funksionimin pas një periudhe të gjatë rindërtimi.

23. Salla e kontrollit VEPP-2000.

24. Salla e kontrollit VEPP-2000. Mbi tabelën është një diagram i kompleksit të përshpejtuesit.

25. Përforcues i elektroneve dhe pozitroneve BEP për VEPP-2000

Si përfiton INP nga kjo fushë? Saktësia më e lartë e hulumtimit të tyre. Fakti është se jeta është e strukturuar në atë mënyrë që grimcat gjithnjë e më të lehta kontribuojnë në lindjen e atyre më të rënda dhe sa më saktë ta dimë energjinë e tyre në masë, aq më mirë e dimë kontributin në lindjen edhe të bozonit Higgs. Kjo është ajo që bën BINP - merr rezultate super të sakta dhe studion procese të ndryshme të rralla, "kapja" e të cilave kërkon jo vetëm një pajisje, por shumë dinakëri dhe shkathtësi nga studiuesit. Me pak fjalë, me trurin, çfarë tjetër? Dhe në këtë kuptim, të tre detektorët BINP dallohen mirë - KMD, SND dhe KEDR (nuk ka dekodim të emrit)

26. SND është një detektor neutral sferik që ju lejon të regjistroni grimcat që nuk kanë ngarkesë. Fotoja e tregon atë pranë montimit përfundimtar dhe fillimit të punës.

Më i madhi nga detektorët tanë është KEDR. Kohët e fundit, mbi të u përfunduan një sërë eksperimentesh, të cilat bënë të mundur matjen e masës së të ashtuquajturit tau lepton, i cili është në çdo mënyrë analoge me një elektron, vetëm shumë më të rëndë, dhe grimca J/Psi, e para. nga grimcat ku "punon" kuarku i katërt më i madh. Dhe unë do të shpjegoj përsëri. Siç dihet, janë gjithsej gjashtë kuarkë - ata kanë emra shumë të bukur, madje edhe ekzotikë, me të cilët quhen grimcat që u përkasin (të themi, grimcat "sharm" ose "të çuditshme" do të thotë se ato përmbajnë respektivisht kuarkë sharm dhe të çuditshëm) :

Emrat e kuarkeve nuk kanë asnjë lidhje me vetitë reale të gjërave të ndryshme - një fantazi arbitrare e teoricienëve. Emrat e dhënë në thonjëza janë përkthime të pranuara në rusisht të termave. Mendimi im është se një kuark "i bukur" nuk mund të quhet i bukur apo i mrekullueshëm - një gabim terminologjik. Të tilla janë vështirësitë gjuhësore, megjithëse t-kuarku shpesh quhet thjesht kuarku i lartë :)

Pra, të gjitha grimcat e botës të njohura për ne përbëhen nga dy kuarket më të lehta prova e ekzistencës së katër të tjerëve është puna e përshpejtuesve dhe detektorëve të rrezeve që përplasen. Vërtetimi i ekzistencës së s-kuarkut nuk ishte i lehtë, nënkuptonte saktësinë e disa hipotezave njëherësh, dhe zbulimi i J/psi ishte një arritje e jashtëzakonshme, e cila menjëherë tregoi premtimin e madh të të gjithë metodës së studimit të grimcave elementare, dhe në të njëjtën kohë na hapi rrugën për të studiuar proceset që ndodhën në botë gjatë shpërthimit të Madh të Madh dhe çfarë po ndodh tani. Masa e “ciganit” pas eksperimentit KEDR është matur me një saktësi që tejkalohet vetëm nga matja e masave të një elektroni dhe një protoni me një neutron, d.m.th. grimcat themelore të mikrobotës. Ky është një rezultat fantastik për të cilin si detektori ashtu edhe përshpejtuesi mund të krenohen për një kohë të gjatë.

28. Ky është detektor KEDR. Siç mund ta shihni, tani është çmontuar, kjo është një mundësi e rrallë për të parë se si duket nga brenda. Sistemet po riparohen dhe modernizohen pas një periudhe të gjatë pune, e cila zakonisht quhet "hyrje eksperimentale" dhe zakonisht zgjat disa vjet.

29. Ky është detektor KEDR, pamje nga lart.

31. Sistemi kriogjenik i detektorit KEDR, rezervuarët me azot të lëngshëm që përdoren për të ftohur magnetin superpërçues të detektorit KEDR (ai ftohet në temperaturën e heliumit të lëngshëm, i ftohur paraprakisht në temperaturën e azotit të lëngshëm.)

32. Në unazën VEPP-4M

Në fushën e fizikës së përshpejtuesit, situata është më e mirë. BINP është një nga krijuesit e koliderëve në përgjithësi, d.m.th. Ne mund ta konsiderojmë veten me besim një nga dy institutet ku kjo metodë lindi pothuajse njëkohësisht (me një diferencë prej disa muajsh). Për herë të parë, ne u ndeshën me materien dhe antimaterinë në një mënyrë të tillë që ishte e mundur të bënim eksperimente me to, në vend që ta vëzhgonim pikërisht këtë antimaterie si diçka të mahnitshme me të cilën nuk mund të punohet. Ne ende propozojmë dhe përpiqemi të zbatojmë ide përshpejtuese që ende nuk ekzistojnë në botë, dhe specialistët tanë ndonjëherë qëndrojnë në qendra të huaja gati për të ndërmarrë zbatimin e tyre (në vendin tonë kjo është e shtrenjtë dhe kërkon kohë). Ne propozojmë modele të reja të "fabrikave" - ​​përshpejtues të fuqishëm që mund të "lindin" një numër të madh ngjarjesh për çdo rrotullim të rrezes. Me një fjalë, këtu, në fushën e fizikës së përshpejtuesit, BINP mund të pretendojë me besim se është një institut i klasit botëror që nuk e ka humbur rëndësinë e tij gjatë gjithë këtyre viteve.

Ne po ndërtojmë shumë pak instalime të reja dhe ato kërkojnë shumë kohë për t'u përfunduar. Për shembull, përshpejtuesi VEPP-5, i cili ishte planifikuar të ishte më i madhi në BINP, iu desh kaq shumë kohë për t'u ndërtuar sa u vjetërua moralisht. Për më tepër, injektori i krijuar është aq i mirë (dhe madje unik) sa do të ishte gabim të mos e përdorni. Pjesa e unazës që shihni sot është planifikuar të përdoret jo për VEPP-5, por për kanale për transferimin e grimcave nga injektori VEPP-5 në VEPP-2000 dhe VEPP-4.

33. Tuneli për unazën VEPP-5 është ndoshta struktura më e madhe e këtij lloji në BINP sot. Madhësia e tij është e tillë që një autobus mund të udhëtojë këtu. Unaza nuk u ndërtua kurrë për mungesë fondesh.

34. Fragment i Kanalit Forinjektor - VEPP-3 në tunelin VEPP-5.

35. Këto janë stendat për elementët magnetikë të kanalit të anashkalimit të Forinjector - VEPP2000 (kanalet janë ende në ndërtim sot.)

36. Dhoma e LINAC (përshpejtuesi linear) i Parainjektorit VEPP-5

37. Ky dhe korniza tjetër tregojnë elementet magnetike të Parainjektorit

39. Përshpejtuesi linear i Forinjektorit VEPP-5. Personi në detyrë në kompleks dhe personi përgjegjës për vizitorët janë në pritje të përfundimit të fotografimit

40. Magazinimi i ftohësit për injektor, ku hyjnë elektronet dhe pozitronet nga LINAC për nxitim të mëtejshëm dhe ndryshim të disa parametrave të rrezes.

41. Elementet e sistemit magnetik të ftohësit të ruajtjes. Lente katërpolëshe në këtë rast.

42. Shumë mysafirë të Institutit tonë gabimisht besojnë se godina e 13-të, ku ndodhen përshpejtuesit VEPP3, 4, 5, është shumë i vogël. Vetëm dy kate. Dhe ata e kanë gabim. Kjo është rruga deri në katet e vendosura nën tokë (është më e lehtë të bësh mbrojtjen e radiacionit në këtë mënyrë)

Sot, INP po planifikon të krijojë një fabrikë të ashtuquajtur c-tau (tse-tau), e cila mund të bëhet projekti më i madh në fizikën themelore në Rusi në dekadat e fundit (nëse megaprojekti mbështetet nga qeveria ruse), siç pritej. rezultatet padyshim do të jenë në nivelin e më të mirëve në botë. Pyetja, si gjithmonë, ka të bëjë me paratë, të cilat Instituti nuk ka gjasa t'i fitojë vetë. Është një gjë të mirëmbash instalimet aktuale dhe të bësh shumë ngadalë gjëra të reja, tjetër gjë është të konkurrosh me laboratorët kërkimorë që marrin mbështetje të plotë nga vendet e tyre apo edhe shoqata si BE.

Në fushën e fizikës së plazmës, situata është disi më e vështirë. Ky drejtim nuk financohet prej dekadash, ka pasur një dalje të fortë specialistësh jashtë vendit, e megjithatë edhe fizika e plazmës në vendin tonë mund të gjejë diçka për t'u mburrur duhet të shkatërrojë stabilitetin e tij, ndonjëherë përkundrazi, të ndihmojë në mbajtjen e tij brenda kufijve të specifikuar.

43. Dy instalime kryesore të fizikës së plazmës - GOL-3 (në foton e marrë nga niveli i rrezes së vinçit të ndërtesës) dhe GDL (do të jetë më poshtë)

44. Gjeneratorë GOL-3 (kurth i hapur i valëzuar)

45. Fragment i strukturës së përshpejtuesit GOL-3, e ashtuquajtura qelizë pasqyre.

Pse na duhet një përshpejtues në plazmë? Është e thjeshtë - në detyrën e marrjes së energjisë termonukleare ka dy probleme kryesore: mbyllja e plazmës në fushat magnetike të një strukture të ndërlikuar (plazma është një re grimcash të ngarkuara që përpiqen të largohen dhe të shpërndahen në drejtime të ndryshme) dhe ngrohja e shpejtë e saj. deri te temperaturat termonukleare (imagjinoni - ju jeni një çajnik përpara se të ngrohni 100 gradë për disa minuta, por këtu ju duhen mikrosekonda deri në miliona gradë). BINP u përpoq të zgjidhte të dy problemet duke përdorur teknologjitë e përshpejtuesit. Rezultati? Në TOKAMAK-ët modernë, presioni i plazmës ndaj presionit të fushës që mund të mbahet është maksimumi 10%, në BINP në kurthe të hapura - deri në 60%. Çfarë do të thotë kjo? Se në TOKAMAK është e pamundur të kryhet reaksioni i sintezës së deuteriumit + deuterium mund të përdoret vetëm tritium shumë i shtrenjtë. Në një instalim të tipit GOL do të ishte e mundur të mjaftohej me deuterium.

46. ​​Duhet thënë se GOL-3 duket si diçka e krijuar ose në të ardhmen e largët, ose thjesht e sjellë nga alienët. Zakonisht kjo bën një përshtypje krejtësisht futuriste për të gjithë vizitorët.

Tani le të kalojmë te një instalim tjetër i plazmës në BINP - GDT (kurthi dinamik i gazit). Që në fillim, ky kurth i plazmës nuk ishte i fokusuar në reaksionin termonuklear, ai u ndërtua për të studiuar sjelljen e plazmës.

50. GDL është një instalim mjaft i vogël, kështu që përshtatet tërësisht në një kornizë.

Fizikanët e plazmës kanë gjithashtu ëndrrat e tyre, ata duan të krijojnë një instalim të ri - GDML (m - multi-pasqyrë), zhvillimi i tij filloi në 2010, por askush nuk e di se kur do të përfundojë. Kriza na prek në mënyrën më domethënëse - industritë e teknologjisë së lartë janë të parat që priten dhe bashkë me to edhe porositë tona. Nëse ka financim, instalimi mund të krijohet në 4-6 vjet.

Në fushën e SI, ne (po flas për Rusinë) kemi mbetur prapa të gjithë pjesës së zhvilluar të planetit, të jem i sinqertë. Ka një numër të madh burimesh SR në botë, ato janë më të mira dhe më të fuqishme se tonat. Ata kryejnë mijëra, nëse jo qindra mijëra, punë që lidhen me studimin e gjithçkaje, nga sjellja e molekulave biologjike deri te kërkimet në fizikën dhe kiminë e gjendjes së ngurtë. Në fakt, ky është një burim i fuqishëm i rrezeve X, të cilat nuk mund të merren në asnjë mënyrë tjetër, kështu që të gjitha kërkimet që lidhen me studimin e strukturës së materies janë SI.

Sidoqoftë, jeta është e tillë që në Rusi ka vetëm tre burime SR, dy prej të cilave u bënë këtu, dhe ne ndihmuam në nisjen e njërës (njëra ndodhet në Moskë, tjetra në Zelenograd). Dhe vetëm njëri prej tyre punon vazhdimisht në modalitetin eksperimental - ky është VEPP-3 "i vjetër i mirë", i cili u ndërtua një mijë vjet më parë. Fakti është se nuk mjafton të ndërtohet një përshpejtues për SR. Është gjithashtu e rëndësishme të ndërtoni pajisje për stacionet SI, por kjo është diçka që nuk është e disponueshme askund tjetër. Si rezultat, shumë studiues në rajonet tona perëndimore preferojnë të dërgojnë një përfaqësues "për të bërë gjithçka gati" në vend që të shpenzojnë shuma të mëdha parash për krijimin dhe zhvillimin e stacioneve SI diku në rajonin e Moskës.

55. Në unazën VEPP-3

56. Kjo është një pamje nga syri i kompleksit VEPP-4, ose më saktë kati i tretë i "katit të ndërmjetëm". Direkt më poshtë janë blloqe betoni të mbrojtjes së radarit, nën to janë POSITRON dhe VEPP-3, pastaj është një dhomë kaltërosh - dhoma e kontrollit të kompleksit, nga ku kontrollohet kompleksi dhe eksperimenti.

57. "Shefi" i VEPP-3, një nga fizikantët më të vjetër përshpejtues në BINP dhe në vend - Svyatoslav Igorevich Mishnev

Në INP, për gati 3000 persona, ka vetëm pak më shumë se 400 punonjës shkencorë, përfshirë studentë pasuniversitarë. Dhe të gjithë e kuptoni se nuk është një asistent kërkimor që qëndron pranë makinës dhe vizatimet për unazat e reja përshpejtuese nuk janë bërë as nga studentë të diplomuar apo studentë. BINP ka një numër të madh punëtorësh inxhinierikë dhe teknikë, i cili përfshin një departament të madh projektimi, teknologë, elektricistë, inxhinierë radio dhe... dhjetëra specialitete të tjera. Kemi një numër të madh punëtorësh (rreth 600 persona), mekanikë, laborantë, radiolaboratorë dhe qindra specialitete të tjera, për të cilat ndonjëherë as nuk i di, sepse askush nuk është veçanërisht i interesuar për këtë. Meqë ra fjala, INP është një nga ato ndërmarrje të rralla në vend që organizon çdo vit një konkurs për punëtorët e rinj - tornues dhe operatorë mulliri.

62. Prodhimi BINP, një nga punishtet. Pajisjet janë kryesisht të vjetruara, makinat moderne janë të vendosura në punëtori në të cilat nuk kemi qenë, të vendosura në Chemy (ka një vend të tillë në Novosibirsk, pranë të ashtuquajturit Instituti i Kërkimeve të Sistemeve). Ky seminar ka gjithashtu makina CNC, ato thjesht nuk u përfshinë në foto (kjo është një përgjigje ndaj disa komenteve në blog.)

Ne jemi iafistë, jemi një organizëm i vetëm dhe kjo është gjëja kryesore në Institutin tonë. Edhe pse është shumë e rëndësishme, natyrisht, që fizikanët të udhëheqin të gjithë procesin teknologjik. Ata jo gjithmonë i kuptojnë detajet dhe ndërlikimet e punës me materiale, por ata e dinë se si duhet të përfundojë gjithçka dhe kujtojnë se një dështim i vogël diku në makinën e një punëtori do të çojë në një instalim miliona dollarësh diku në vendin tonë ose në botë. Dhe për këtë arsye, një student i gjelbër mund të mos i kuptojë as shpjegimet e inxhinierit, por kur pyetet "a mund të pranohet kjo", ai do të tundë kokën negativisht, duke kujtuar saktësisht se i duhet një saktësi prej pesë mikronësh në bazë të një metri, përndryshe instalimi është i dehur. Dhe pastaj detyra e teknologëve dhe inxhinierëve është të kuptojnë se si ai, zuzari, mund të përmbushë kërkesat e tij të paimagjinueshme, të cilat shkojnë kundër gjithçkaje që bëjmë zakonisht. Por ata shpikin dhe ofrojnë, dhe investojnë një sasi të pabesueshme inteligjence dhe zgjuarsie.

63. Aleksandër Ivanovich, personi në mëdyshje përgjegjës për pajisjet elektrike të kompleksit VEPP-4M, Zhmaka.

64. Kjo pamje ogurzezë është filmuar thjesht në një nga godinat e Institutit, në të njëjtin ku ndodhen VEPP-3, VEPP-4 dhe injektori VEPP-5. Dhe thjesht do të thotë fakti që përshpejtuesi është duke punuar dhe paraqet një rrezik.

67. Përplasësi i parë në botë, i ndërtuar në vitin 1963 për të studiuar mundësitë e përdorimit të tyre në eksperimente në fizikën e grimcave. VEP-1 është i vetmi përplasës në histori në të cilin trarët qarkulluan dhe u përplasën në një plan vertikal.

68. Kalime nëntokësore ndërmjet godinave të institutit

Faleminderit Elena Elk për organizimin e fotografimit dhe tregimet e detajuara rreth instalimeve.

Instituti i Fizikës Bërthamore me emrin. G.I. Budkera SB RAS është një institut i krijuar në 1958 në qytetin Akademik Novosibirsk në bazë të laboratorit të metodave të reja të përshpejtimit të Institutit të Energjisë Atomike, të drejtuar nga I.V. BINP është instituti më i madh i Akademisë Ruse të Shkencave. Numri i përgjithshëm i punonjësve të institutit është afërsisht 2900 persona. Midis stafit shkencor të institutit janë 5 anëtarë të plotë të Akademisë Ruse të Shkencave, 6 anëtarë korrespondues të Akademisë së Shkencave Ruse, rreth 60 doktorë shkencash, 160 kandidatë të shkencës. BINP ka përfunduar një sasi mjaft mbresëlënëse pune për Përplasësin e Madh të Hadronit në CERN.

Këtu filloi gjithçka: VEP-1 (Trerë Counter Electron Beams)
Përplasësi i parë në botë, i ndërtuar në vitin 1963 për të studiuar mundësitë e përdorimit të tyre në eksperimentet e fizikës së grimcave. VEP-1 është i vetmi përplasës në histori në të cilin trarët qarkulluan dhe u përplasën në një plan vertikal.

Aktualisht, në BINP SB RAS funksionojnë dy përshpejtues: VEPP-4 dhe VEPP-2000.
Përplasësi elektron-pozitron VEPP-2000, zhvillimi i të cilit gjithashtu filloi në vitin 2000, u bë një lloj vëllai më i vogël i Përplasësit të Madh të Hadronit. Nëse energjia e grimcave në përplasësin evropian arriti në 100 gigaelektronvolt për rreze (energjia totale - 200 gigaelektronvolt), atëherë përplasësi siberian është saktësisht 100 herë më i dobët - 2000 megaelektronvolt ose 2 gigaelektronvolt.

Një nga detyrat kryesore të përplasësit të ri është të matë me saktësinë më të lartë të mundshme parametrat e asgjësimit të një çifti elektron-pozitron në hadrone - mezone dhe barione. Një pozitron dhe një elektron - një grimcë dhe një antigrimcë - mund të asgjësohen gjatë përplasjeve, duke u shndërruar tërësisht në rrezatim elektromagnetik. Megjithatë, në disa energji, këto përplasje mund të gjenerojnë grimca të tjera - të përbëra nga dy (mesone) ose tre kuarke (barione - protone dhe neutrone).
Struktura e brendshme e protoneve dhe neutroneve ende nuk është kuptuar plotësisht.

Ftohje e menjëhershme për këmbët me nitrogjen.

Më thanë se ky është aktualisht një nga magnetët më të fuqishëm në botë.

Menaxhimi i VEPP-2000

Kompleksi i përshpejtuesit VEPP-4 është një instalim unik për kryerjen e eksperimenteve me rreze elektron-pozitron përplasëse me energji të lartë. Kompleksi VEPP-4 përfshin një injektor (energjia e rrezes deri në 350 MeV), një unazë ruajtëse VEPP-3 (deri në 2 GeV) dhe një përplasës elektron-pozitron VEPP-4M (deri në 6 GeV).

Përplasësi VEPP-4M me detektorin universal të grimcave KEDR është projektuar për eksperimente në fizikën me energji të lartë.

VEPP-4M zbaton një sistem për matjen e energjisë së grimcave duke përdorur metodën e depolarizimit rezonant me një gabim relativ deri në 10-7, i cili nuk është arritur në asnjë laborator tjetër në botë. Kjo teknikë bën të mundur matjen e masave të grimcave elementare me saktësi jashtëzakonisht të lartë.

Vitet e fundit, qëllimi i shumicës së eksperimenteve është matja e saktë e masave të grimcave elementare.

Përveç fizikës me energji të lartë, kërkimi duke përdorur rrezet e nxjerra të rrezatimit sinkrotron kryhet në kompleksin VEPP-4. Drejtimet kryesore janë shkenca e materialeve, studimi i proceseve shpërthyese, arkeologjia, biologjia dhe mjekësia, nanoteknologjia etj.

Më shumë se 30 organizata ruse dhe të huaja kryejnë kërkime në instalimet e kompleksit VEPP-4, duke përfshirë institutet RAS nga Novosibirsk, Yekaterinburg, Krasnoyarsk, Tomsk, Shën Petersburg, Moskë, etj., si dhe institute të huaja nga Gjermania, Franca, Italia, Zvicra, Spanja, SHBA, Japonia dhe Koreja e Jugut.

Perimetri i VEPP-4m është 366 metra.

Gjysmë unazat e saj shkojnë nën tokë

Në unazën e ruajtjes VEPP-3, eksperimentet në fizikën bërthamore kryhen në një objektiv të brendshëm gazi, i cili është një avion gazi (deuterium ose hidrogjen) me intensitet rekord, i futur direkt në dhomën e vakumit të unazës së ruajtjes.

Gjatësia e unazës së ruajtjes VEPP-3 është 74.4 m, energjia e injektimit është 350 MeV, energjia maksimale është 2000 MeV

Drejtimet kryesore të punës së VEPP-3 aktualisht janë akumulimi dhe injektimi i elektroneve dhe pozitroneve në përplasësin VEPP-4M, puna si burim i rrezatimit sinkrotron dhe eksperimentet me një objektiv të brendshëm të gazit në shpërndarjen e elektroneve në deuteronët e polarizuar.

Akumulator-ftohës i kompleksit të injektimit.

Instalimi GDT (gas-dynamic trap) është një stendë për studimin eksperimental të problemeve të rëndësishme fizike që lidhen me izolimin e plazmës termonukleare në sistemet magnetike të tipit të hapur të gjatë. Ndër çështjet që studiohen janë fizika e humbjeve gjatësore të grimcave dhe energjisë, ekuilibri dhe qëndrueshmëria magnetohidrodinamike e plazmës dhe mikropaqëndrueshmëria.

Eksperimentet në objektin e GDT dhanë përgjigje për disa pyetje klasike në fizikën e plazmës së nxehtë.

Aktualisht, instalimi i GDL është duke u modernizuar. Qëllimi i modernizimit është përdorimi i injektorëve të fuqishëm atomikë të një gjenerate të re për të ngrohur plazmën. Sipas llogaritjeve, injektorë të tillë bëjnë të mundur marrjen e parametrave rekord të plazmës së nxehtë, gjë që do të bëjë të mundur kryerjen e një sërë eksperimentesh për të studiuar në detaje fizikën e izolimit dhe ngrohjes plazmatike me parametra karakteristikë të reaktorëve termonuklear të ardhshëm.

Kurthi i plazmës me shumë pasqyra GOL-3.
Eksperimentet po kryhen në objektin GOL-3 për të studiuar ndërveprimin e plazmës me një sipërfaqe. Qëllimi i këtyre eksperimenteve është përzgjedhja e materialeve strukturore optimale për elementët e reaktorit termonuklear në kontakt me plazmën e nxehtë.

Instalimi GOL-3 është një solenoid mbi të cilin vendosen shumë bobina (110 copë), duke krijuar një fushë magnetike të fuqishme brenda tubit. Para se të funksionojë instalimi, pompat vakum pompojnë ajrin nga tubi, pas së cilës atomet e deuteriumit injektohen brenda. Pastaj, përmbajtja e tubit duhet të nxehet në dhjetëra miliona gradë, duke kaluar një rreze grimcash të ngarkuara.

Ngrohja ndodh në dy faza - falë ngarkesës elektrike, ngrohja paraprake arrihet në 20 mijë gradë, dhe më pas duke "injektuar" një rreze elektronesh, ngrohja ndodh në 50-60 milion gradë. Në këtë gjendje, plazma mbahet vetëm për një pjesë të sekondës - gjatë kësaj kohe instrumentet marrin lexime për analiza të mëvonshme.

Gjatë gjithë kësaj kohe, voltazhi aplikohet në mbështjellje, duke krijuar një fushë magnetike prej rreth pesë tesla në to.
Një fushë kaq e fortë, duke iu bindur ligjeve fizike, tenton t'i copëtojë bobinat në copa dhe për të parandaluar këtë ato mbërthehen me mbërthyes të fortë çeliku.

Gjithsej, ka disa “goditje” në ditë, duke konsumuar rreth 30 MW energji elektrike për secilin. Kjo energji vjen nga hidrocentrali i Novosibirsk përmes një rrjeti të veçantë.

Instalimi i FEL në Institutin e Kinetikës Kimike dhe Djegie, ngjitur me BINP.
Lazerët me elektron të lirë përbëhen nga dy njësi - një undulator dhe një zgavër optike.
Ideja është kjo: një rreze elektronesh kalon nëpër një seksion me një fushë magnetike të alternuar. Nën ndikimin e kësaj fushe, elektronet detyrohen të fluturojnë jo në një vijë të drejtë, por përgjatë një trajektoreje të caktuar sinusoidale, të ngjashme me valë. Duke kryer këtë lëvizje lëkundëse, elektronet relativiste lëshojnë dritë, e cila bie në vijë të drejtë në një rezonator optik, brenda të cilit ka një vakum të çmendur (10-10 milimetra merkur).

Në skajet e kundërta të tubit ka dy pasqyra masive prej bakri. Gjatë rrugës nga pasqyra në pasqyrë dhe mbrapa, drita fiton fuqi të mirë, një pjesë e së cilës i jepet konsumatorit. Elektronet që kanë hequr dorë nga energjia në rrezatim elektromagnetik rrotullohen përmes një sistemi magnetësh përkulës, kthehen në rezonatorët RF dhe ngadalësohen atje.

Stacionet e përdoruesve, nga të cilat sot janë gjashtë, ndodhen në katin e dytë të ndërtesës jashtë sallës së përshpejtuesit, ku nuk mund të jeni të pranishëm gjatë funksionimit të FEL. Rrezatimi përcillet lart përmes tubave të mbushur me azot të thatë.

Në veçanti, rrezatimi nga ky instalim u përdor nga biologët për të zhvilluar një metodë të re për studimin e sistemeve komplekse molekulare.

Kimistët tani kanë mundësinë të kontrollojnë reaksionet në një mënyrë shumë efikase ndaj energjisë. Fizikanët po studiojnë metamaterialet - materiale artificiale që kanë një indeks thyes negativ në një gamë të caktuar gjatësi vale, duke u bërë plotësisht të padukshme, etj.

Siç mund ta shihni nga "dera", ndërtesa ka ndoshta një diferencë sigurie 100-fish për mbrojtjen nga rrezatimi.

Për çdo pyetje në lidhje me përdorimin e fotografive, ju lutemi dërgoni email.

6 qershor 2016

60 të shtëna | 12.02.2016

Në shkurt, si pjesë e ditëve të shkencës në Novosibirsk Akademgorodok, shkova në një ekskursion në Institutin e Fizikës Bërthamore. Kilometra kalime nëntokësore, përshpejtues grimcash, lazer, gjeneratorë plazma dhe mrekulli të tjera të shkencës në këtë raport.

Instituti i Fizikës Bërthamore me emrin. G.I. Budkera (BINP SB RAS) është instituti më i madh akademik në vend, një nga qendrat kryesore në botë në fushën e fizikës së energjisë së lartë dhe përshpejtuesit, fizikës plazmatike dhe shkrirjes termonukleare të kontrolluar. Instituti kryen eksperimente në shkallë të gjerë në fizikën e grimcave, zhvillon përshpejtues modernë, burime intensive të rrezatimit sinkrotron dhe lazer me elektron të lirë. Në shumicën e zonave të tij, Instituti është i vetmi në Rusi.

Pajisjet e para që një vizitor ndesh pikërisht në korridorin e institutit janë një rezonator dhe një magnet përkulës me VEPP-2M. Sot ato janë ekspozita muzeale.
Kështu duket rezonatori. Në thelb është një përshpejtues i grimcave.

Instalimi me përplasjen e trarëve elektron-pozitron VEPP-2M filloi të funksionojë në 1974. Deri në vitin 1990, ai u modernizua disa herë, u përmirësua pjesa e injektimit dhe u vendosën detektorë të rinj për kryerjen e eksperimenteve të fizikës me energji të lartë.

Një magnet rrotullues që devijon një rreze grimcash elementare për të kaluar përgjatë një unaze.

VEPP-2M është një nga përplasësit e parë në botë. Autori i idesë novatore për të përplasur rrezet përplasëse të grimcave elementare ishte drejtori i parë i Institutit të Fizikës Bërthamore të SB RAS - G. I. Budker. Kjo ide u bë një revolucion në fizikën e energjisë së lartë dhe lejoi që eksperimentet të arrinin një nivel thelbësisht të ri. Tani ky parim përdoret në të gjithë botën, duke përfshirë përplasjen e madhe të Hadronit.

Instalimi tjetër është kompleksi i përshpejtuesit VEPP-2000.

Përplasësi VEPP-2000 është një instalim modern me rreze elektron-pozitron përplasëse, i ndërtuar në BINP SB RAS në fillim të viteve 2000 në vend të unazës VEPP-2M, e cila përfundoi me sukses programin e saj fizik. Unaza e re e ruajtjes ka një gamë më të gjerë energjie nga 160 në 1000 MeV në rreze, dhe një rend të madhësisë ndriçim më të lartë, domethënë numrin e ngjarjeve interesante për njësi të kohës.

Shkëlqimi i lartë arrihet duke përdorur konceptin origjinal të trarëve të përplasjes së rrumbullakët, i propozuar për herë të parë në BINP SB RAS dhe aplikuar në VEPP-2000. Detektorët KMD-3 dhe SND janë të vendosura në pikat e takimit të trarëve. Ata regjistrojnë procese të ndryshme që ndodhin gjatë asgjësimit të një elektroni me antigrimcën e tij - një pozitron, siç është lindja e mesoneve të dritës ose çifteve nukleon-antinukleon.

Krijimi i VEPP-2000 duke përdorur një sërë zgjidhjesh të avancuara në sistemin magnetik dhe sistemin e diagnostikimit me rreze në vitin 2012 iu dha Çmimi prestigjioz në fushën e fizikës së përshpejtuesit. Weksler.

Dhoma e kontrollit VEPP-2000. Instalimi kontrollohet nga këtu.

Përveç pajisjeve kompjuterike, kabinete të tilla instrumentesh përdoren gjithashtu për të monitoruar dhe kontrolluar instalimin.

Gjithçka duket qartë këtu, me llamba.

Pasi kaluam të paktën një kilometër nëpër korridoret e institutit, arritëm në stacionin e rrezatimit sinkrotron.

Rrezatimi sinkrotron (SR) ndodh kur elektronet me energji të lartë lëvizin në një fushë magnetike në përshpejtuesit.

Rrezatimi ka një numër të vetive unike dhe mund të përdoret për hulumtimin e materies dhe për qëllime teknologjike.

Vetitë e SR manifestohen më qartë në diapazonin e rrezeve X të spektrit, përshpejtuesit-burimet e SR janë burimet më të ndritshme të rrezatimit me rreze X.

Përveç kërkimit thjesht shkencor, SI përdoret edhe për probleme të aplikuara. Për shembull, zhvillimi i materialeve të reja të elektrodës për bateritë litium-jon për automjetet elektrike ose eksplozivët e rinj.

Në Rusi ekzistojnë dy qendra për përdorimin e SR - Burimi SR Kurchatov (KISS) dhe Qendra Siberiane për Rrezatimin Synchrotron dhe Terahertz (SCST) të Institutit të Fizikës Bërthamore SB RAS. Qendra Siberiane përdor rreze SR nga unaza e ruajtjes VEPP-3 dhe nga përplasësi elektron-pozitron VEPP-4.

Kjo dhomë e verdhë është stacioni "Shpërthimi". Ai studion shpërthimin e eksplozivëve.

Qendra ka një bazë të zhvilluar instrumentesh për përgatitjen e mostrës dhe kërkimin përkatës.Qendra punëson rreth 50 grupe shkencore nga institutet e Qendrës Shkencore Siberiane dhe nga universitetet siberiane.

Instalimi është shumë i ngarkuar me eksperimente. Puna nuk ndalet këtu as natën.

Ne shkojmë në një ndërtesë tjetër. Një dhomë me një derë hekuri dhe shenjën "Mos hyni në rrezatim" - ky është vendi ynë.

Këtu është një prototip i një burimi përshpejtues të neutroneve epitermale të përshtatshme për futjen e gjerë të terapisë së kapjes së neutronit të borit (BNCT) në praktikën klinike. E thënë thjesht, kjo pajisje është për të luftuar kancerin.

Një zgjidhje që përmban bor injektohet në gjakun e një personi dhe bor grumbullohet në qelizat e kancerit. Pastaj tumori rrezatohet me një rrymë neutronesh epitermale, bërthamat e borit thithin neutronet dhe ndodhin reaksione bërthamore me çlirim të lartë të energjisë, si rezultat i të cilave qelizat e sëmura vdesin.

Teknika BNCT është testuar në reaktorët bërthamorë që janë përdorur si burim neutronesh, por futja e BNCT në praktikën klinike në to është e vështirë. Përshpejtuesit e grimcave të ngarkuara janë më të përshtatshëm për këto qëllime, sepse ato janë kompakte, të sigurta dhe ofrojnë cilësi më të mirë të rrezes së neutronit.

Më poshtë keni disa fotografi të tjera nga ky laborator.

Të krijohet përshtypja e plotë se ka hyrë në punishten e një uzine të madhe si .

Këtu zhvillohen dhe prodhohen pajisje shkencore komplekse dhe unike.

Më vete, duhet të theksohen kalimet nëntokësore të institutit. Nuk e di saktësisht se sa është gjatësia e tyre totale, por mendoj se disa stacione metroje mund të përshtaten lehtësisht këtu. Është shumë e lehtë për një person injorant të humbasë në to, por punonjësit mund të shkojnë prej tyre pothuajse në çdo vend në një institucion të madh.

Epo, përfunduam në instalimin "Kurthi i valëzuar" (GOL-3). I përket klasës së kurtheve të hapura për kufizimin e plazmës nëntermonukleare në një fushë magnetike të jashtme.Ngrohja e plazmës në instalim kryhet me injektim të rrezeve relativiste të elektroneve në një plazmë të deuteriumit të krijuar më parë.

Instalimi GOL-3 përbëhet nga tre pjesë: përshpejtuesi U-2, solenoidi kryesor dhe njësia dalëse. U-2 tërheq elektronet nga katoda e emetimit të eksplozivit dhe i përshpejton ato në një diodë shiriti në një energji të rendit prej 1 MeV. Rrezja e fuqishme relativiste e krijuar kompresohet dhe injektohet në solenoidin kryesor, ku lind një nivel i lartë mikroturbulence në plazmën e deuteriumit dhe rrezja humbet deri në 40% të energjisë së saj, duke e transferuar atë në elektronet plazmatike.

Në fund të njësisë është solenoidi kryesor dhe montimi i daljes.

Dhe në krye është gjeneratori i rrezeve elektronike U-2.

Objekti kryen eksperimente mbi fizikën e izolimit të plazmës në sistemet e hapura magnetike, fizikën e bashkëveprimit kolektiv të rrezeve të elektroneve me plazmën, ndërveprimin e rrjedhave të fuqishme plazmatike me materialet, si dhe zhvillimin e teknologjive të plazmës për kërkime shkencore.

Ideja e izolimit të plazmës me shumë pasqyra u propozua në 1971 nga G. I. Budker, V. V. Mirnov dhe D. D. Ryutov. Një kurth me shumë pasqyra është një grup qelizash pasqyre të lidhura që formojnë një fushë magnetike të valëzuar.

Në një sistem të tillë, grimcat e ngarkuara ndahen në dy grupe: ato të kapura në qeliza të vetme pasqyre dhe ato në tranzit, të kapur në konin e humbjes së një qelize të vetme pasqyre.

Instalimi është i madh dhe, natyrisht, vetëm shkencëtarët që punojnë këtu dinë për të gjithë përbërësit dhe pjesët e tij.

Instalimi me lazer GOS-1001.

Pasqyra e përfshirë në instalim ka një koeficient reflektimi afër 100%. Përndryshe do të nxehet dhe do të shpërthejë.

E fundit në ekskursion, por ndoshta më mbresëlënëse, ishte Kurthi Dinamik i Gazit (GDT). Mua, një personi larg shkencës, më kujtoi një lloj anije kozmike në një dyqan montimi.

Instalimi GDL, i krijuar në Institutin e Fizikës Bërthamore në Novosibirsk në 1986, i përket klasës së kurtheve të hapura dhe shërben për të përmbajtur plazmën në një fushë magnetike. Eksperimentet mbi temën e shkrirjes termonukleare të kontrolluar (CTF) janë kryer këtu.

Një problem i rëndësishëm i CTS i bazuar në kurthe të hapura është izolimi termik i plazmës nga muri fundor. Fakti është se në kurthe të hapura, ndryshe nga sistemet e mbyllura si tokamak ose yjor, plazma rrjedh nga kurthi dhe hyn në marrësit e plazmës. Në këtë rast, elektronet e ftohta të emetuara nën veprimin e një fluksi plazmatik nga sipërfaqja e marrësit të plazmës mund të depërtojnë përsëri në kurth dhe të ftohin shumë plazmën.

Në eksperimentet për të studiuar kufizimin gjatësor të plazmës në instalimin GDT, u tregua eksperimentalisht se fusha magnetike në zgjerim pas prizës përpara kolektorit të plazmës në rezervuarët e fundit të zgjerimit parandalon depërtimin e elektroneve të ftohta në kurth dhe izolon në mënyrë efektive termike plazma nga muri fundor.

Si pjesë e programit eksperimental të GDT-së, po punohet vazhdimisht për të rritur qëndrueshmërinë e plazmës, për të zvogëluar dhe shtypur humbjet gjatësore të plazmës dhe energjisë nga kurthi, për të studiuar sjelljen e plazmës në kushte të ndryshme funksionimi të instalimit. , rrisin temperaturën e plazmës së synuar dhe densitetin e grimcave të shpejta. Instalimi GDL është i pajisur me mjetet më moderne të diagnostikimit të plazmës. Shumica e tyre janë zhvilluar në BINP dhe madje janë furnizuar me kontrata në laboratorë të tjerë të plazmës, duke përfshirë edhe ata të huaj.

Lazerët janë kudo në Institutin e Fizikës Bërthamore dhe këtu gjithashtu.

Ky ishte ekskursioni.

Dëshiroj të shpreh mirënjohjen time për Këshillin e Shkencëtarëve të Rinj të BINP SB RAS për organizimin e ekskursionit dhe për të gjithë punonjësit e BINP që treguan dhe na treguan se çfarë dhe si po punon aktualisht instituti. Dëshiroj të shpreh mirënjohje të veçantë për Alla Skovorodina, specialiste e marrëdhënieve me publikun në Institutin e Fizikës Bërthamore SB RAS, e cila mori pjesë drejtpërdrejt në punën për tekstin e këtij raporti. Gjithashtu falënderoj mikun tim Ivan

"Parimi i përplasësit është i thjeshtë - për të kuptuar se si funksionon një gjë, duhet ta thyeni atë për të zbuluar se si funksionon një elektron, ju gjithashtu duhet ta thyeni atë për ta bërë këtë, ata dolën me makina në të cilat ndodhen elektronet të përshpejtuara në energji kolosale, përplasen, asgjësohen dhe shndërrohen në grimca të tjera, është si dy biçikleta që përplasen dhe makina kalojnë njëra-tjetrën”, thotë Goldenberg.

Pas kthesave, kalimeve dhe shkallëve të shumta, mund të vini në një panel mbi të cilin vizatohen unazat e përplasësve VEPP-3 (ndërtuar në 1967-1971) dhe VEPP-4M (ndërtuar në 1979, modernizuar në fillim të viteve '90). Sipas Goldenberg, perimetri i VEPP-3 është 74 m dhe VEPP-4M është 360 m. , vetëm se mund t'i shikosh fizikë të ndryshëm dhe të kryesh eksperimente të ndryshme, "shpjegoi fizikani. Funksionimi i përplasësve kontrollohet nga dhoma e kontrollit; Sipas vlerësimeve të stafit, parametrat e përshpejtuesve kontrollohen nga afërsisht 30 persona.

Eksperimentet me trarët kryhen në një nga bunkerët nëntokësorë. Boris Goldenberg raportoi se tani VEPP-4M po punon pas një muri plumbi, në të cilin grimcat përshkruajnë rrathë me madhësinë e një stadiumi. Sigurisht, nuk ishte e mundur të shihja përplasësin me sytë e mi. “Magazinimi përmban doza vdekjeprurëse [të rrezatimit], ju nuk mund të jeni aty. Ne mbrohemi prej tij me një mur të lartë dhe një korridor, të gjitha kanalet [nga ai] janë hequr dhe vulosur me plumb, e gjithë kjo. është i mbrojtur”, siguroi fizikani.

Instalimet me të cilat shkencëtarët punojnë në bunker quhen stacione - secila përmban pajisje eksperimentale. Grimcat e fizikës të shpërndara nga përplasësi mund të përdoren, me sa duket, kudo. Për shembull, një burim i qëndrueshëm rrezatimi bën të mundur kalibrimin e detektorëve për teleskopët hapësinorë. Këtu mund të "ndriçoni" granitin e dendur për të gjetur diamante në të. Tomografia me rreze X dhe mikroskopi me rreze X të mostrave janë 50 herë më të qarta se, për shembull, në pajisjet mjekësore. Një nga zhvillimet më të fundit nga shkencëtarët është një mënyrë e butë për të luftuar kancerin. Në këtë eksperiment, minjtë e infektuar rrezatohen me një rreze "rrjetë" dhe jo me një të vazhdueshme, në mënyrë që indet e shëndetshme të mos dëmtohen.

Projekti më urgjent për sot është puna për një përshpejtues të ri të grimcave. Tani instituti financon vetë punën dhe ka investuar rreth 2 miliardë rubla në projekt gjatë 10 viteve. Një e katërta e tunelit për pjesën nëntokësore të përshpejtuesit, perimetri i të cilit do të jetë 800 m, tashmë është përfunduar në territorin e institutit, drejtori Pavel Logachev vlerësoi koston totale të projektit në afërsisht 34 miliardë rubla. Shkencëtarët sugjerojnë se ky përplasës elektron-pozitron do të jetë në gjendje të hapë "fizikë të re" në botë.

Natalya Gredina

Materiali nga Wikipedia - enciklopedia e lirë