Unde este cea mai scumpă comoară din Rusia și poate de pe întreaga planetă? După ce au aflat răspunsul, toți vânătorii de comori vor fi încântați în același timp, dar, pe de altă parte, vor fi dezamăgiți, deoarece această comoară nu poate fi răscumpărată sau furată, deoarece este situată sub pământ și are câțiva kilometri lungime. Numele acestui obiect misterios este ciocnitorul de hadron.

Desigur, este un loc valoros pentru oamenii de știință și, poate, trezește un mare interes în rândul așa-zișilor săpători. Un complex de accelerație-stocare abandonat aparține Institutului de Fizică a Energiei Înalte și se află în Protvino. De fapt, ciocnitorul a fost pur și simplu pus sub control, iar acum obiectul subteran atrage mulți aventurieri cu istoria sa.

Proiect grandios

Civizorul din Protvino are într-adevăr dimensiuni impresionante, deoarece lungimea inelului este de douăzeci și unu de kilometri. Tunelul principal se întinde pe cinci kilometri, iar adâncimea la care se află variază de la douăzeci până la șaizeci de metri, totul depinde de topografia naturală. De-a lungul tuturor anilor de construcție a ciocnitorului de hadron din Protvino, zona subterană a fost umplută cu diferite încăperi care au fost conectate la suprafața pământului prin puțuri creați perpendicular pe obiectul însuși.

Cine știe, poate dacă programul sovietic ar fi fost finalizat înainte de LHC, ar fi devenit punctul de plecare al tuturor descoperirilor senzaționale în fizica viitorului.

Cu mulți ani înainte de a fi luată decizia de a construi cel mai mare coliziune din URSS, în regiunea Moscovei a fost creată o așezare specială numită Serpukhov-7. A fost o bază de cercetare pentru Institutul de Fizică a Energiei Înalte. În 1960, oamenii de știință au selectat zona în funcție de datele geologice. Și tocmai în această parte a regiunii solul avea proprietăți pozitive pentru plasarea obiectelor subterane, deoarece era fundul mării în timpurile străvechi. În plus, această zonă este protejată de cutremure de topografia naturală.

Apariția lui Protvino

La cinci ani de la apariția Serpukhov-7, s-a decis definirea acesteia ca o așezare de tip urban și redenumirea acesteia în cinstea râului Protva care curge aici - Protvino. Pe lângă ideea de a crea un ciocnizor de hadron, cel mai mare accelerator până la standardele de atunci a fost construit în Protvino în 1967. Era sincrotronul cu protoni, care este încă în funcțiune astăzi. Cu o ieșire de energie de 109 electroni volți, sincrotronul U-70 este sincrotronul cu cea mai mare energie din întreaga Federație Rusă.

Întrucât Uniunea dispunea la acea vreme de mijloacele de a efectua cercetări fizice fundamentale, anii optzeci au fost marcați de crearea unui proiect grandios, prezentat sub forma unui complex accelerator-stocare sau, mai simplu spus, a unui fel de colisionator de hadron. În Protvino, în toți acești ani, baza IHEP a continuat să funcționeze cu o stabilitate de invidiat.

Dacă luăm în considerare proiectul din punct de vedere tehnic, acesta poate fi comparat cu construcția metroului din Moscova și a inelului său, dar de câteva ori mai scump și mai complex. De ce a trebuit plasat ciocnitorul din Protvino în subteran? Există două criterii principale: menținerea unei temperaturi ideale constante pentru cercetarea științifică (minus două sute șaptezeci și unu de grade Celsius) și accesul minim al interferențelor terestre externe la echipamentele care funcționează la frecvențe înalte. În ciuda faptului că perspectivele ciocnitorului Protvino nu au avut inițial beneficii specifice pentru știința viitorului, cercetarea ar putea oferi un strat uriaș de informații despre structura lumii noastre din punct de vedere al fizicii.

Accelerator nou

Dezvoltarea celui mai nou proiect al unui ciocnitor proton-proton cu o energie de o mie doisprezece electroni volți a fost alimentată de ideea creării celui mai puternic accelerator din lume. Toate lucrările de construcție a civizorului din Protvino au fost efectuate sub conducerea academicianului Anatoly Logunov. A fost un fizician teoretician și angajat al Institutului de Fizică a Energiei Înalte. Mai mult, conform planurilor sale, sincrotronul-70 existent trebuia să devină veriga inițială în accelerarea noului accelerator.

Proiectul ciocnitorului de hadron acum abandonat din Protvino presupunea prezența a două etape: prima presupunea acceptarea de protoni cu o energie de șaptezeci de gigaelectronvolți și eliberați de sincrotron, care ulterior i-a ridicat la o valoare intermediară egală cu șase sute de gigaelectronvolți; a doua etapă (inelul) ar ridica protonii la maxim.

Atât prima, cât și a doua etapă a ciocnitorului din Protvino ar fi trebuit să fie plasate într-un singur tunel inel, ale cărui dimensiuni sunt de câteva ori mai mari decât linia de metrou inelară existentă la Moscova. Mai mult, aceiași oameni care tăiau pasaje pentru trenurile de metrou în grosimea pământului făceau treaba.

Un inel mare de douăzeci și unu de kilometri conține o țeavă din prima etapă umplută cu magneți caldi, precum și două țevi din al doilea inel umplute cu magneți reci care au proprietăți super-transmițătoare. Aceștia sunt desemnați folosind abrevierea „UNK” și numerele de la 1 la 3. Acești magneți sunt tocmai acceleratori, acționând asupra unui fascicul de particule, îl direcționează în direcția dorită. Tunelul însuși al civisorului abandonat din Protvino din regiunea Moscova este proiectat astfel încât, dacă se întâmplă ceva, lucrătorii să poată ajunge la locul necesar și să efectueze întreținerea. Lățimea sa este mult mai mare decât cea a unei instalații similare CERN.

Deci, să aruncăm o privire mai atentă la cum funcționează un astfel de gigant? După formarea unui fascicul de particule, viteza lor este accelerată într-un mic accelerator - un sincrotron. Apoi, folosind primul canal care conectează inelul mare și acceleratorul mic, se deplasează la locul principal al muncii lor la magneții caldi, mișcându-se în sens invers acelor de ceasornic. Apoi, după ce au accelerat la viteza necesară, cad pe magneți supraconductori. În acest moment, următoarea porțiune a fasciculului de particule este pregătită în U-70 mic, care urmează în inelul mare printr-un alt canal și, mișcându-se în sensul acelor de ceasornic, ia locul celor anterioare pe magneți caldi. Al doilea grup de particule este, de asemenea, transferat la magneți supraconductori și se ciocnește cu primul.

Munca unică a oamenilor de știință

Până în anii 80 ai secolului trecut, nicio țară nu a fost capabilă să creeze o mașină de accelerație competitivă și eficientă. Nici măcar facilitățile americane și de la Geneva, în ciuda puterii lor, nu au putut oferi științei instrumentul foarte necesar pentru realizarea celor mai recente experimente în domeniul fenomenelor fizice.

La acel moment, URSS avea deja un accelerator situat la Dubna și creat în 1956. În acei ani, era cea mai puternică, energia sa era egală cu zece gigaelectronvolți, dar lungimea sa era de numai două sute de metri, totuși, fizicienii și-au făcut descoperirile senzaționale pe el, de exemplu, au înregistrat existența unui nucleu de antimaterie. . Noul design al ciocnitorului includea posibilitatea detectării unui flux de neutrini situat la o distanță foarte mare de inelul însuși.

Mai simplu spus, particulele cu viteză mare au trebuit să fie redirecționate către regiunea Irkutsk - spre Lacul Baikal. Toate acestea au fost asumate fără a folosi un tunel, desigur. Adică, particulele îndepărtate din inel au pătruns prin straturile rocii pământului și, după ce au parcurs mii de kilometri, au trebuit să cadă pe fundul lacului și să fie înregistrate de un detector special.

Acest detector este de fapt situat lângă Lacul Baikal. La urma urmei, particulele, datorită formei rotunde a planetei noastre, se mișcă în spațiul subteran la un anumit unghi, astfel încât dispozitivul a fost așezat la trei kilometri și jumătate de cel mai mare corp de apă dulce, la o adâncime de un kilometru. Se numește Telescopul Neutrino. Captorul de particule Baikal a fost pus în funcțiune în 1998 și a funcționat timp de un deceniu întreg.

Cum a fost construit civizorul

Cilizorul abandonat din Protvino a început construcția în 1983. Pentru a-l crea, a fost folosită o metodă de exploatare: s-au săpat douăzeci și șase de puțuri verticale. Până în 1987, construcția a decurs într-un ritm lent, până când guvernul a emis un decret de reluare a activității. Apoi, un an mai târziu, URSS a achiziționat pentru prima dată complexe străine de tuneluri produse de compania Lovat. Prin utilizarea acestor mașini, lucrătorii au putut accelera procesul de săpare a tunelului.

Trucul unităților de așezare a tunelului a fost că nu numai că au săpat cu mare precizie, dar au pus în același timp un strat de beton de treizeci de centimetri de-a lungul arcului tunelului. Și izolația metalică a fost instalată în beton în sine.

Prăbușirea URSS și dificultățile ulterioare

Până la începutul anului 1990, aproximativ șaptezeci la sută din tunelul inel principal fusese finalizat, iar canalul de injecție era deja pregătit în nouăzeci și cinci la sută (era destinat transportului grinzilor). Din cele douăsprezece structuri planificate, doar trei au fost construite; acestea au fost de natura suportului ingineresc. Instalațiile de la sol au fost construite mult mai rapid. În acest fel, au fost dotate peste douăzeci de șantiere cu clădiri industriale de mai multe etaje, la care au fost montate conducte de alimentare cu apă, căi de încălzire și linii electrice de înaltă tensiune.

Dar tocmai această perioadă a fost marcată de cea mai dezastruoasă în finanțare. După prăbușirea Uniunii Sovietice, șantierul a fost abandonat aproape imediat. Dar conservarea ciocnitorului s-a dovedit a fi prea costisitoare și ar putea provoca, de asemenea, daune mediului, deoarece inundarea tunelurilor cu apă subterană este un pericol direct pentru starea ecologică a întregii regiuni Protvino. Și cum să pătrundem în ciocnitorul de hadron în anii următori ar fi un mare mister și problemă (dacă proiectul ar fi reluat).

Crearea unui sistem magnetic

În ciuda tuturor dificultăților, inelul subteran al tunelului era încă închis, dar cel mai important, zona de accelerație a fost creată la doar trei sferturi din întreaga instalație. Au fost disponibili magneți supraconductori, dar în cantități foarte mici, deoarece producția lor nu a fost ușoară, deoarece fiecare magnet trebuia să cântărească până la zece tone și, conform cerințelor proiectului, trebuia să existe două mii cinci sute.

În general, acest sistem magnetic este cea mai importantă verigă din întregul accelerator. De fapt, cu cât viteza particulelor este mai mare, cu atât este mai dificil să le direcționezi într-un cerc, așa că câmpurile magnetice trebuie să fie foarte puternice. În plus, toate particulele ar trebui să fie focalizate astfel încât să nu se poată respinge între ele în zbor, așa că au fost necesari și magneți de focalizare în sistemul magnetic.

Tunel de injecție

Dar era ceva complet gata? Da, acesta este un tunel de injecție care a fost finalizat sută la sută. Echipamentele cu sistem de vid au fost pregătite pentru aceasta și a fost dezvoltat un sistem de pompare, control și monitorizare. Presiunea din tubul de vid din oțel inoxidabil trebuia să fie de șapte milimetri de mercur și aceasta a fost baza întregii structuri. Lungimea totală a tuturor acestor tuburi de vid din canalul de injecție, precum și a celor două inele de accelerație existente, tuneluri pentru extracția și ejectarea fasciculului de protoni, a fost planificată să fie de șaptezeci de kilometri.

Succesul este aproape!

Apropiindu-se atât de aproape de ecuatorul șantierului, a fost ridicată o sală monumentală numită „Neptun”. Dimensiunile sale sunt cu adevărat uimitoare - cincisprezece pe șaizeci de metri pătrați. De fapt, a fost creat tocmai pentru instalarea în sediul său a acceleratorului în sine și a echipamentelor de control care măsoară încărcarea particulelor.

În interiorul tunelului principal, la fiecare punct de kilometru și jumătate, au fost create alte încăperi pentru echipamente mari. În plus, a existat și o cameră specială destinată să găzduiască o varietate de cabluri și țevi.

Punerea în funcțiune a rezervorului

Până în 1994, prin eforturi comune, au reușit să finalizeze o secțiune de 21 de kilometri, cea mai dificilă dintre toate disponibile din cauza prezenței apei subterane. În același an, toate fondurile rămase din timpurile sovietice îndepărtate s-au epuizat în cele din urmă. Costurile pentru întregul colisionar au fost egale cu costul aproximativ al construirii unei centrale nucleare. Până în 1995, nu se vorbea despre nicio plată a salariilor către muncitori, prin urmare, nu existau finanțări pentru achiziționarea echipamentului necesar.

În 1998, a apărut o criză gravă, iar situația cu civizorul s-a înrăutățit din cauza lansării LHC (Large Hadron Collider). În cele din urmă, s-a dovedit a fi mult mai puternic decât Protvina Collider, LHC și-a blocat complet calea spre funcționare. Resuscitarea unității rusești a fost amânată pe termen nelimitat.

Desigur, doar ridicarea și abandonarea unei astfel de structuri era categoric împotriva regulilor. În fiecare an, oficialii alocă sume uriașe de bani pentru această „valiză fără mâner”. Salariile sunt plătite paznicilor și lucrătorilor care pompează apă din structurile subterane. De asemenea, bugetul este cheltuit pentru betonarea diferitelor cămine în colizorul din Protvino. Cum să intri în orice clădire abandonată? Este simplu - trebuie doar să faci un pasaj.

Idei de renaștere

În ultimul deceniu, noi idei pentru restaurarea și renovarea complexului de coliziune au fost inventate în mod constant. De exemplu, în interiorul tunelului ar putea fi amplasat un dispozitiv de stocare prin inducție cu putere super-pasabilă, care ar putea controla stabilitatea rețelelor electrice în toată regiunea Moscovei.

Există, de asemenea, propuneri de formare a unei ferme de ciuperci în interiorul ciocnitorului, însă, lipsa banilor este principalul obstacol pentru toate proiectele propuse. Și îngroparea sub un strat de beton este cea mai scumpă opțiune. Astăzi, toate peșterile artificiale și imense existente rămân un monument monumental, adică visurile de pipă ale fizicienilor din URSS.

Echipamentele de înaltă tehnologie, produse dar neinstalate, au fost vândute Chinei când statul a creat tokamak-ul. Desigur, cele mai bune minți din fizică au părăsit perspectiva lipsită de bani pentru America și țările europene. Și soarta uriașului singuratic a rămas în îndoială de mulți ani.

Conservarea a avut loc în 2014. Obiectul a fost predat unei echipe de constructii din subordinea institutului de cercetare. În același an au fost îndepărtate porțile de siguranță împotriva incendiilor, au împărțit tunelul în sectoare, au acoperit toate găurile din care curgea apa și au demontat curțile minelor, cu ajutorul cărora s-a construit coliziunea. Desigur, pentru iubitorii de locuri abandonate, au instalat un sistem de securitate de-a lungul întregului perimetru al acceleratorului.

Starea ciocnitorului astăzi

Și totuși, cum să intri într-un ciocnitor de hadron abandonat? Protvino este un sat mic în care se află acum majoritatea cabanelor de vară ale moscoviților. Aproape de case se află ruine de beton, lângă care, atât iarna, cât și vara, se află o cabină de securitate cu inscripția: „Obiectul este sub pază”. Desigur, ușa de acolo este întotdeauna încuiată, dar dacă sapi bine în lutul din apropierea clădirii, poți intra înăuntru și cobori în puțul minei, format din cincisprezece zboruri.

Înăuntru, fiți pregătit pentru sunetul condensului care se scurge. În ciuda faptului că instalația nu este utilizată, în interior există electricitate în unele locuri. Pe pereți se mai văd foile de metal cu care au fost înveliți chiar la începutul construcției. După ce coborâm până la fund, la capătul coridorului apar aceleași tuneluri descrise mai sus. Nu au sistem de iluminat, așa că din cauza întunericului par nesfârșite. Deoarece hidroizolarea nu a fost efectuată peste tot, zgomotele de drenaj de funcționare care pompează apa subterană se vor auzi în depărtare. Ei bine, aerul care stă înăuntru va cufunda instantaneu pe oricine în atmosfera metroului.

Dimensiunea inelului principal este mult mai mare decât tunelul de metrou din Moscova. Merge în subteran multe zeci de kilometri. În general, amploarea muncii depuse va uimi pe toți cei care îndrăznesc să exploreze coliderul abandonat.

Dar se dovedește că la o sută de kilometri de Moscova, lângă orașul științific Protvino, în pădurile din regiunea Moscovei, este îngropată o comoară de zeci de miliarde de ruble. Nu poate fi dezgropat și furat – ascuns pentru totdeauna în pământ, este valoros doar pentru istoria științei. Vorbim despre complexul accelerator-stocare (ASC) al Institutului de Fizică a Energiei Înalte Protvino - o instalație subterană blocată aproape de dimensiunea Large Hadron Collider.

Lungimea inelului de accelerație subteran este de 21 km. Tunelul principal cu un diametru de 5 metri este așezat la o adâncime de 20 până la 60 de metri (în funcție de teren). În plus, au fost construite multe încăperi auxiliare, legate la suprafață prin puțuri verticale. Dacă ciocnitorul de protoni din Protvino ar fi fost finalizat la timp înainte de LHC, un nou punct de atracție ar fi apărut în lumea fizicii fundamentale.

Cel mai mare proiect

Protvino de la o înălțime de 325 de metri

Pentru a parafraza gluma „Ți-am spus – locul ăsta e al naibii!” putem spune că ciocnitorii nu apar de nicăieri – trebuie să existe condiții adecvate. Cu mulți ani înainte de a fi luată decizia strategică de a construi cea mai mare unitate științifică din URSS, în 1960, satul secret Serpukhov-7 a fost fondat ca bază pentru Institutul de Fizică a Energiei Înalte (IHEP). Locația a fost aleasă din motive geologice - în această parte a regiunii Moscovei, solul, care este fundul unei mări străvechi, permite amplasarea unor obiecte subterane mari protejate de activitatea seismică.

În 1965, a primit statutul de așezare de tip urban și un nou nume - Protvino - derivat din numele râului local Protva. În 1967, la Protvino a fost lansat cel mai mare accelerator al timpului său - sincrotronul de protoni U-70 cu o energie de 70 GeV (10 9 electron volți). Este încă în funcțiune și rămâne cel mai mare accelerator de energie din Rusia.

Construcția U-70

Curând au început să dezvolte un proiect pentru un nou accelerator - un ciocnitor proton-proton cu o energie de 3 TeV (10 12 eV), care avea să devină cel mai puternic din lume. Lucrările privind fundamentarea teoretică a UNK au fost conduse de academicianul Anatoly Logunov, un fizician teoretic și director științific al Institutului de Fizică a Energiei Înalte. Sincrotronul U-70 a fost planificat să fie folosit ca primă „etapă de accelerare” pentru acceleratorul UNK.

Proiectul UNK a avut în vedere două etape: una trebuia să primească un fascicul de protoni cu o energie de 70 GeV de la U-70 și să-l ridice la o valoare intermediară de 400-600 GeV. În al doilea inel (a doua etapă), energia protonilor ar crește la valoarea sa maximă. Ambele etape ale UNK urmau să fie amplasate într-un tunel circular mai mare decât linia de inel a metroului din Moscova. Asemănarea cu metroul se adaugă și faptul că construcția a fost realizată de constructori de metrou din Moscova și Almaty.

Plan experimental

1. Accelerator U-70. 2. Canal de injecție - introducerea unui fascicul de protoni în inelul accelerator UNK. 3. Canal antiproton. 4. Carcasă criogenică. 5. Tuneluri către complexele de hadron și neutroni

La începutul anilor optzeci, nu existau acceleratoare comparabile ca mărime și energie în lume. Nici Tevatronul din SUA (lungimea inelului 6,4 km, energie la începutul anilor 1980 - 500 GeV), nici Super Collider al laboratorului CERN (lungimea inelului 6,9 km, energia de coliziune 400 GeV) nu au putut oferi fizicii instrumentele necesare pentru conducere. noi experimente.

Țara noastră avea o vastă experiență în dezvoltarea și construcția de acceleratoare. Construit la Dubna în 1956, sincrofazotronul a devenit cel mai puternic din lume la acea vreme: energie 10 GeV, lungime aproximativ 200 de metri. La sincrotronul U-70 construit în Protvino, fizicienii au făcut mai multe descoperiri: au detectat pentru prima dată nuclee de antimaterie, au descoperit așa-numitul „efect Serpukhov” - o creștere a secțiunilor transversale totale ale interacțiunilor hadronice (valori care determină cursul reacției a două particule care se ciocnesc) și multe altele.

Zece ani de muncă

Model la scară reală a tunelului UNK

În anul 1983, lucrările de construcție pe șantier au început prin metoda mineritului, folosind 26 de puțuri verticale.

Timp de câțiva ani, construcția a fost efectuată într-un ritm lent - doar un kilometru și jumătate a fost parcurs. În 1987, a fost emis un decret guvernamental pentru intensificarea lucrărilor, iar în 1988, pentru prima dată din 1935, Uniunea Sovietică a achiziționat în străinătate două complexe moderne de tuneluri de la compania Lovat, cu ajutorul cărora Protonnelstroy a început să construiască tuneluri.

De ce a trebuit să cumpărați un scut de tunel dacă țara a construit cu succes un metrou cu cincizeci de ani înainte? Cert este că mașinile Lovat de 150 de tone nu numai că au forat cu o precizie de penetrare foarte mare de până la 2,5 centimetri, ci au căptușit și arcul tunelului cu un strat de beton de 30 de centimetri cu izolație metalică (blocuri obișnuite de beton, cu o foaie de izolatie metalica sudata pe interior) . Mult mai târziu, în metroul din Moscova, blocurile cu izolație metalică vor fi folosite pentru a realiza o mică secțiune pe tronsonul Trubnaya - Bulevardul Sretensky.

Canal de injectie. Șinele pentru o locomotivă electrică sunt îngropate în podeaua de beton

La sfârșitul anului 1989, aproximativ 70% din tunelul inel principal și 95% din canalul de injecție au fost finalizate - un tunel de peste 2,5 km lungime, conceput pentru a transfera fasciculul de la U-70 la UNK. Am construit trei clădiri (dintre cele 12 planificate) pentru suport ingineresc și am început construcția de instalații la sol de-a lungul întregului perimetru: peste 20 de șantiere industriale cu clădiri de producție cu mai multe etaje, la care alimentarea cu apă, încălzire, aer comprimat. , și au fost puse linii electrice de înaltă tensiune.

În aceeași perioadă, proiectul a început să aibă probleme cu finanțarea. În 1991, odată cu prăbușirea URSS, UNK ar fi putut fi abandonată imediat, dar costul conservării tunelului neterminat ar fi fost prea mare. Distrus și inundat cu apă subterană, ar putea reprezenta un pericol pentru ecologia întregii regiuni.

A fost nevoie de încă patru ani pentru a închide inelul subteran al tunelului, dar partea de accelerație a rămas fără speranță în urmă - în total, doar aproximativ ¾ din structura de accelerare pentru prima etapă a UNK a fost fabricată și doar câteva zeci de magneți ai tunelului. structura supraconductoare (și au fost necesare 2500, fiecare cântărind aproximativ 10 tone) .

Banc de testare cu magnet

Iată o plimbare prin această facilitate cu un blogger samnamos (link către postarea originală)

1. Ne vom începe plimbarea din zona în care s-a efectuat pătrunderea scutului ca ultimul lucru.

2. Aici este multă mizerie, iar pe alocuri sunt locuri destul de inundate.

3. Ramura la trunchi

6. Cușcă de mine

7. În unele locuri există avarii cu lucrări de urgență închise

9. Sala de echipamente

17. Neptun - „Cea mai mare sală din sistem”.

19. Aceasta este partea de sud a inelului mare. Tunelul de aici este aproape complet gata - au fost instalate chiar și inserțiile pentru intrările de putere, precum și rafturile pentru accelerator în sine.

20. În procesul de fotografiere.

22. Și această sală duce spre inelul mic de lucru al acceleratorului, unde cercetările sunt deja în desfășurare, așa că vom merge mai departe într-un cerc mare :)

22. La scurt timp, tunelul limpede s-a încheiat și a început ultima secțiune de săpătură, unde se află puțul de la care am plecat.

23. Adâncime aproximativ 60 de metri. După ce am petrecut 19 ore sub pământ, părăsim regatul subteran...

Sistemul magnetic este unul dintre cele mai importante din accelerator. Cu cât energia particulelor este mai mare, cu atât este mai dificil să le trimiți pe o cale circulară și, în consecință, cu atât câmpurile magnetice trebuie să fie mai puternice. În plus, particulele trebuie să fie focalizate, astfel încât să nu se respingă unele pe altele în timp ce zboară. Prin urmare, împreună cu magneții care transformă particulele într-un cerc, sunt necesari și magneții de focalizare. Energia maximă a acceleratoarelor este în principiu limitată de mărimea și costul sistemului magnetic.

Tunelul de injecție s-a dovedit a fi singura parte a complexului care era 100% gata. Deoarece planul orbital UNK este cu 6 m mai jos decât în ​​U-70, canalul a fost echipat cu o secțiune extinsă de magneți, oferind o rotație a fasciculului de 64°. Sistemul ion-optic a asigurat coordonarea volumului de fază al fasciculului extras din U-70 cu structura virajului tunelului.

În momentul în care a devenit clar că „nu există bani și trebuie să ținem”, au fost dezvoltate și primite toate echipamentele de vid pentru canalul de injecție, sisteme de pompare, dispozitive de alimentare, sisteme de control și monitorizare. Un tub de vid din oțel inoxidabil, a cărui presiune este mai mică de 10 -7 mm Hg, este baza acceleratorului; particulele se deplasează de-a lungul acestuia. Lungimea totală a camerelor de vid ale canalului de injecție și două trepte ale acceleratorului, canalele pentru extragerea și descărcarea fasciculului de protoni accelerați ar fi trebuit să fie de aproximativ 70 km.

A început construcția unui complex unic de neutroni - particulele dispersate în UNK urmau să fie transportate printr-un tunel separat în pământ, spre Lacul Baikal, pe fundul căruia a fost instalat un detector special. Telescopul pentru neutrini de pe lacul Baikal mai există și este situat la 3,5 km de mal, la un kilometru adâncime.

Pe tot tunelul, au fost construite hale subterane la fiecare kilometru și jumătate pentru a găzdui echipamente mari.

Pe lângă tunelul principal, a mai fost construit un alt tehnic (foto sus), destinat cablurilor și conductelor.

Tunelul avea secțiuni drepte pentru amplasarea sistemelor tehnologice acceleratoare, desemnate pe diagramă ca „SPP-1” (un fascicul de particule din U-70 intră aici) și „SPP-4” (particulele sunt îndepărtate de aici). Erau săli extinse cu un diametru de până la 9 metri și o lungime de aproximativ 800 de metri.

Un puț de ventilație adânc de 60 m (tot pe KDPV).

Moartea și perspectivele

Starea actuală a tunelurilor, care sunt încă monitorizate

În 1994, constructorii au finalizat demolarea ultimului și cel mai dificil tronson al tunelului de 21 de kilometri din punct de vedere hidrogeologic (din cauza apelor subterane). În aceeași perioadă, banii practic s-au secat, deoarece costurile proiectului erau comparabile cu construcția unei centrale nucleare. A devenit imposibil să comandați echipamente sau să plătiți salarii muncitorilor. Situația a fost agravată de criza din 1998. După ce a fost luată decizia de a participa la lansarea Large Hadron Collider, finalizarea UNC a fost în cele din urmă abandonată.

LHC, dat în funcțiune în 2008, s-a dovedit a fi mai modern și mai puternic, ucigând în cele din urmă ideea de a resuscita colisionarul rus. Cu toate acestea, este imposibil să abandonați pur și simplu complexul gigantic, iar acum este o „valiză fără mâner”. În fiecare an, banii sunt cheltuiți de la bugetul federal pentru menținerea securității și pomparea apei din tuneluri. De asemenea, fondurile sunt cheltuite pentru betonarea a numeroase hale care atrag iubitorii de exotism industrial din toată Rusia.

În ultimii zece ani, au fost propuse diverse idei de renovare a complexului. Un dispozitiv de stocare cu inducție supraconductoare ar putea fi plasat în tunel, ceea ce ar ajuta la menținerea stabilității rețelei electrice în toată regiunea Moscovei. Sau ar putea face o fermă de ciuperci acolo. Sunt multe idei, dar toate se rezumă la o lipsă de bani – chiar și îngroparea complexului și umplerea completă cu beton este prea costisitoare. Între timp, peșterile nerevendicate ale științei rămân un monument al visului neîmplinit al fizicienilor sovietici.

Prezența LHC nu înseamnă eliminarea tuturor celorlalți ciocnitori. Acceleratorul U-70 al Institutului de Fizică a Energiei Înalte rămâne cel mai mare operațional din Rusia. Acceleratorul de ioni grei NIKA este construit în Dubna, lângă Moscova. Lungimea sa este relativ mică - NIKA va include patru inele de 200 de metri - dar zona în care va opera colisionarul ar trebui să ofere oamenilor de știință observarea stării „limită”, când nucleele și particulele eliberate din nucleele atomilor există simultan. Pentru fizică, această zonă este considerată una dintre cele mai promițătoare.

Printre cercetările fundamentale care vor fi efectuate cu ajutorul colisionarului NIKA se numără modelarea unui model microscopic al Universului timpuriu. Oamenii de știință intenționează să folosească ciocnitorul pentru a căuta noi metode de tratare a cancerului (iradierea unei tumori cu un fascicul de particule). În plus, se folosește instalația

Una dintre minunile uitate ale URSS, situată la granița regiunilor Moscova și Kaluga, este tunelul UNK (complex accelerator-stocare de protoni, ciocnitor de protoni). În URSS proiectul ciocnitorul de protoni nu a fost realizat. Acum Rusia a decis să construiască un nou colisionator...

În orașul științific Dubna, pe teritoriul Institutului Internațional Comun de Cercetare Nucleară (JINR), a avut loc o ceremonie de așezare a primei pietre în fundația unui complex de clădiri și structuri ale coliderului supraconductor din clasa megaștiinței ruse NICA.

Programul experimental la complexul accelerator-experimental NICA va fi foarte larg. Cercetarea proprietăților materiei barionice în condiții extreme și a tranzițiilor sale de fază, studiul naturii spinului nucleonilor și a fenomenelor de polarizare. Lucrări de cercetare inovatoare în domeniul științei materialelor și crearea de noi materiale. Medicină și terapie cu fascicule, radiobiologie, electronică, cercetare pe temele programelor Roscosmos, eliminarea și prelucrarea deșeurilor radioactive, crearea de noi surse de energie sigure, tehnologie criogenică.

Potrivit lui Grigory Trubnikov, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe, vice-director al JINR, NICA va fi primul proiect din Rusia care va dobândi oficial statutul de mega-proiect științific. Este important ca NICA să primească sprijin guvernamental. Toate acestea vor da un impuls colosal dezvoltării și vor da un semnal țărilor care nu sunt state membre JINR, dar vor să participe la proiectul NICA. O serie de țări, precum China, Italia, Germania și Africa de Sud, sunt deja pregătite să se alăture proiectului.

Prima lansare este planificată să aibă loc peste trei ani, iar complexul ar trebui să fie operațional la capacitate maximă până în 2023. Acesta este unul dintre cele mai ambițioase proiecte științifice din Rusia. Țara noastră suportă principalele costuri. Dar o contribuție serioasă o au și fondatorii străini ai institutului - 18 state și alte 6 țări care sunt membri asociați.

Scopul proiectului „Complex de inele supraconductoare pe fascicule de ioni grei NICA” este acela de a crea o bază experimentală acceleratoare de clasă mondială pentru cercetarea fundamentală a materiei nucleare superdense, a structurii de spin a hadronilor, precum și pentru realizarea unui gamă de lucrări inovatoare și aplicate.

Civizorul va face posibilă accelerarea și ciocnirea nucleelor ​​grele, până la aur, cu parametri record în intervalul energetic necesar, și va asigura ciocnirile nucleelor ​​polarizate. Complexul este format din trei blocuri mari - accelerator, cercetare și inovare.

Blocul accelerator include surse de nuclee deja funcționale, inclusiv cele polarizate, un accelerator liniar și acceleratorul inel Nuclotron, lansat în 1993. Acesta din urmă se bazează pe tehnologiile criogenice dezvoltate la Dubna și este al doilea cel mai puternic accelerator supraconductor din Europa după Large Hadron Collider.

Blocul de cercetare prevede dezvoltarea bazei experimentale existente la fasciculele Nuclotron - instalatia BM@N, si realizarea de detectoare pentru colisionarul NICA - detectorul multifunctional MPD si detectorul pentru experimente cu nuclee polarizate SPD. La crearea elementelor de accelerator și detector, se folosește experiența acumulată în pregătirea experimentelor la Large Hadron Collider la Centrul European de Cercetare Nucleară, precum și în laboratoarele de cercetare din SUA, Europa și Japonia, reiese din comunicatul de presă.

Blocul de inovare include zone existente care vor fi dezvoltate și completate cu altele noi pentru a efectua cercetări aplicate în diverse domenii, inclusiv energia nucleară alternativă, terapia cu radiații cu carbon, testarea fasciculelor de ioni de înaltă energie ale componentelor electronice și obiectelor biologice ca parte a programelor spațiale. Industriile de înaltă tehnologie din Rusia sunt implicate în realizarea acestei lucrări.

"Nuclotron"

Locul unde a fost pusă prima piatră a ciocnitorului NICA

Conform conceptelor teoretice moderne, materia se poate afla în mai multe stări: hadronic, cuarc-gluon și așa-numita fază mixtă, constând dintr-o compoziție a primelor două stări.

Materia cuarc-gluon și tranziția ei către lumea particulelor cunoscute nouă pot fi recreate în experimente cu accelerație prin ciocnirea ionilor grei.

Acest lucru necesită energii de coliziune care nu sunt foarte mari conform standardelor moderne - doar aproximativ 10 GeV. Aceasta este mult mai mică decât energia colisionarului mare de hadroni și a colisionarului nuclear relativ greu (RHIC) de la Brookhaven National Laboratory, situat lângă New York (SUA). Pentru comparație, la LHC au loc în prezent coliziuni ale fasciculelor de protoni cu o energie de 8 TeV.

Accelerator de ioni

Autorii numesc proiectul NICA „Univers în laborator”. „Sarcina principală a proiectului NICA este de a studia materia barionică densă în regiunea energetică unde atinge densitatea maximă”, spune Vladimir Kekelidze, directorul Laboratorului de Fizică a Energiei Înalte (VBLHEP) la JINR. — A doua sarcină este de a studia structura spin a nucleonilor.

Vrem să recreăm un „mini-big bang” în laborator. În primele milisecunde după Big Bang, lumea noastră s-a format.

Ceea ce a fost acolo la început a fost plasmă de quarc-gluoni, blocurile de construcție ale universului, care sunt studiate la CERN. Cum s-a născut lumea în care trăim din aceste cărămizi ale universului, cum au apărut protonii și neutronii, vrem să recreăm în laboratorul nostru, ciocnind atomii de aur.” Câștigătorul Premiului Nobel pentru fizică în 2004, David Gross, care a participat la ceremonia de construcție, a remarcat, de asemenea, că a fost impresionat de amploarea cercetărilor viitoare: „Va fi interesant de înțeles cum s-au comportat quarkurile în condițiile Universului timpuriu”, spune omul de știință. remarcat.

Acesta nu este singurul proiect din lume care studiază materia barionică. Civizorul de ioni RHIC a fost deja pus în funcțiune în SUA. Cu toate acestea, nu permite atingerea densității barionice necesare, similar cu materia unei stele neutronice.

Proiectul FAIR este dezvoltat în Germania. FAIR este un ciocnitor țintă fix, în care un fascicul de particule lovește o țintă, iar o parte din energie este cheltuită pentru mișcarea sistemului, ceea ce duce la pierderi de energie. În ciocnitorul NICA, două fascicule se ciocnesc unul cu celălalt, ceea ce este favorabil din punct de vedere energetic, dar este dificil să se alinieze cu precizie fasciculele pentru a obține o luminozitate ridicată - intensitate mare a semnalului de dezintegrare.

Când a fost întrebat de un corespondent de la departamentul de știință dacă proiectul NICA va ajuta la luminarea misterelor energiei întunecate și materiei întunecate, Kekelidze a răspuns:

„Proiectul NICA nu este direct preocupat de aceste concepte, dar pe măsură ce realizăm experimente cu densitate mare de barioni, este posibil să găsim ceva care să arunce lumină asupra acestor întrebări. Vorbim despre materie întunecată, nu despre energie întunecată.”

Potrivit vicedirectorului JINR, Richard Lednicki, costul proiectului NICA este de peste 500 de milioane de dolari, iar 80% din buget este plătit de Rusia. Proiectul NICA este internațional. Echipamentele și software-ul sunt dezvoltate de specialiști din Ucraina, Germania, Italia și alte țări. În 2010, a fost semnat un acord cu CERN privind cooperarea reciproc avantajoasă.

În același timp, multe componente sunt fabricate în Rusia. JINR are o instalație pentru producția de magneți supraconductori, inclusiv cei pentru NICA.

Instalație pentru producția de magneți supraconductori

Proiectul are multe aplicații inovatoare dincolo de știința de bază. Instalațiile JINR fac posibilă studierea influenței fasciculelor de ioni asupra corpului ființelor vii. Terapia cu hadron este dezvoltată pentru a trata cancerul.

+ Original preluat din sergpodzoro în Ruinele Minunilor din URSS. Tunelul acceleratorului de particule Protvinsky ca distracție pentru excavatori.

Original preluat din sergpodzoro V Ruinele minunilor URSS. Tunelul acceleratorului de particule Protvinsky ca distracție pentru excavatori.

Recent, a fost fondat un nou colisionar în Rusia. Fabricat in Rusia. Construcția colisionarului NICA a început la Dubna, regiunea Moscova. În ultima vreme toată lumea a vorbit despre ciocnitorul Cern...
Dar puțini oameni știu despre una dintre minunile uitate ale URSS, situată la granița regiunilor Moscova și Kaluga - tunelul UNK (complex accelerator-stocare de protoni, ciocnitorul de protoni). Este un inel de diferite diametre (cel mai mic este mai mare decât un tunel de metrou) cu lucrări tehnice și încăperi la o adâncime de 20 până la 60 de metri. Lungimea întregului inel este de peste 21 de kilometri, ceea ce este comparabil ca scară și costuri de construcție doar cu linia de inel a metroului din Moscova cu toate structurile sale de protecție civilă.

Dar ideea grandioasă de a construi acolo nu era destinată să devină pe deplin realitate. La sfârșitul anilor 90, clădirea a încetat să mai fie finalizată, apoi a fost dat în conservare, iar astăzi este complet în stare semi-abandonată. Finanțele astronomice cheltuite pentru construcții, munca a sute de muncitori pe o perioadă de zece sau doi ani, precum și însăși ideea celui mai mare ciocnitor din URSS și mai târziu din Federația Rusă, au fost pur și simplu uitate.

Până acum, acceleratorul de funcționare din orașul științific Protvino (așa-numitul U-70, energia sa este de 70 GeV, lungimea sălii inelare de pe suprafața pământului este de un km și jumătate) trebuia să funcționeze pentru ea doar funcția de lansare a protonilor în interiorul acestui inel imens, unde, la rândul său, sub influența sistemului de accelerare-focalizare ar fi accelerată la energii de 600 GeV (prima treaptă a UNK) și 3.000 GeV (a doua - etapa supraconductoare a UNK)

În prezent, toată această construcție incredibil de mare se află într-o stare de semi-conservare; muncitorii rămași au doar timp să sigileze găurile din tuburile din care curge apele subterane și, la o viteză de o sută de metri la fiecare zece ani, se încearcă. fiind făcut să aducă măcar tunelul în stare deplină.

Acum statul alocă fonduri doar pentru întreținerea parțială a stării satisfăcătoare, iluminatul și energia electrică pentru funcționarea pompelor și securitatea șantierelor UNK. Aceasta este povestea unuia dintre multele minuni neîmplinite ale măreției unei țări care s-a scufundat în uitare.

Dar nu există nici un motiv de argint. Acum, acest loc a devenit aproape o Mecca râvnită pentru iubitorii de turism industrial și diferitele subculturi ale mișcărilor extreme. Merită să scrieți separat despre mai multe locomotive electrice situate pe inel, care sunt încă în stare de funcționare (există o cale ferată cu ecartament îngust funcțional pe tot inelul, pe care o puteți călători dacă câștigați jocul „Unde a fost ascunsă locomotiva electrică din nou”), și care se strică periodic și sunt reparate din nou, sunt coborâte de pe șine și repuse pe șine atât de rămășițele muncitorilor locali, cât și de alți vizitatori neoficiali ai civizorului Protvina.

Deși într-adevăr neoficial (pentru că în principiu nu există o vizită oficială în acest loc), doar un număr mic de oameni pot și sunt capabili să coboare și să privească toate acestea. Și nu uitați de poliția locală, care este mereu bucuroasă să-și vadă noii vizitatori :)

Cu ajutorul acestui miracol științific, oamenii de știință urmau să creeze o tensiune electromagnetică de trei ori mai mare decât energia acceleratorului Fermilab din SUA, care la acea vreme era considerat cel mai puternic din lume. După prăbușirea URSS, finanțarea s-a oprit. Dar anul trecut au decis să revigoreze proiectul.
Tunel lung de 21 de kilometri
În orașul oamenilor de știință nuclear Protvino, pe kilometrul 97 al autostrăzii Simferopol, la o adâncime de 60 de metri de suprafața pământului, se află un tunel abandonat. Aceasta nu este o bază OZN, așa cum sugerează oaspeții curioși, ci un accelerator de particule abandonat. Intrarea în tunel este acoperită cu foi de fier, dar aceasta nu este o piedică pentru iubitorii de aventură. Smulg cearșafurile, intră în tunel, fotografiază puțurile acoperite cu rugină și mucegai și chiar organizează petreceri acolo. Dar foarte curând cromul din tunel va străluci din nou și pereții vor fi luminați cu lumină: guvernul rus a decis să readucă la viață creația sovietică.
Civizorul sovietic este acum numit „fratele mai mic” al celui european, deși ar fi mai corect să-l numim „bătrân”. La urma urmei, LHC este cu aproape 20 de ani mai tânăr. Și nu este mult mai mare ca dimensiune: lungimea tunelului colisionarului european este de 27 de kilometri, iar cel sovietic este de 21. Desigur, în 1983, când construirea proton-proton UNK (complex accelerator-stocare) a început în Protvino, lângă Moscova, nimeni din lume nu știa despre asta. Habar n-aveam, pentru că proiectul a fost clasificat. La o adâncime de 60 de metri sub autostrada Simferopol, mașinile de forat săpau un tunel de înălțimea unei clădiri cu trei etaje. Pe la mijlocul anilor '90, construcția tunelului principal a fost finalizată; tot ce a rămas a fost instalarea echipamentelor. Dar din cauza faptului că banii alocați sub URSS s-au epuizat și nu au ajuns alții noi, proiectul a trebuit să fie închis în 1998.
Nikolai Tyurin, directorul Institutului de Fizică a Energiei Înalte al Centrului Științific de Stat al Federației Ruse:
- Este imposibil să revigorăm complet colisionarul sovietic, dar vrem să începem prin a plasa o baterie uriașă într-un tunel subteran care ar ajuta la susținerea rețelei electrice supraîncărcate din Moscova.
Poate că oamenii de știință sunt modesti prin faptul că nu vorbesc despre adevăratul scop al reluării construcției civizorului. La urma urmei, există atât de multe zvonuri în jurul acceleratorului CERN încât este dificil să nu le iei în considerare. Nu degeaba se spune că nu există fum fără foc...
Va deveni saltul cuantic o realitate?
Potrivit unor rapoarte, CERN a pompat aproximativ șapte miliarde de dolari SUA în crearea Large Hadron Collider. În prezent, este planificată construirea a încă două acceleratoare similare, cu un cost total de 10 miliarde. În același timp, oamenii de știință nu se pot lăuda încă cu rezultate tangibile. Pe internet au apărut informații, presupuse difuzate de șeful unuia dintre centrele de cercetare, despre adevăratul scop al ciocnitorului. Potrivit acestuia, în timpul testelor din august 2008, când particulele s-au ciocnit, unele dintre ele au dispărut și au apărut în alt loc. Omul de știință scrie incognito că aceasta a devenit dovada existenței teoriei Supersimetriei, ceea ce au căutat liderii proiectului. Cu alte cuvinte, vorbim despre implementarea principiului teleportării. Apropo, teoria cuantică a fost dezvoltată în 1925 de Werner Heisenberg și Erwin Schrödinger. Ei au fost cei care au pus sub semnul întrebării postulatele lui Newton că obiectele nu dispar brusc și nu reapar în altă parte. Ei au descoperit că un electron din interiorul unui atom poate face salturi cuantice. Și recent, fizicianul american Mark Risen a înregistrat experimental viteza instantanee a unei particule browniene.
Nikolay Kravtsov, expert economist, Simferopol:
- Dacă în timpul Războiului Rece descoperirile științifice au fost rezultatul unei curse înarmărilor, acum ar fi o prostie să presupunem că țările cheltuiesc miliarde de dolari pentru a dezvălui misterele Universului și a înțelege sensul vieții. Tot ceea ce se face este făcut în scop comercial. Prin urmare, afirmațiile oamenilor de știință că sarcina lor este să înțeleagă cum s-a format Universul, cred, sună ridicol. Poate că vor acest lucru, dar probabil investitorii au un interes mai banal pentru proiect.
Dacă presupunem că ciocnitorul este un instrument pentru crearea unui teleport, sau poate teleportul în sine, atunci costurile colosale sunt destul de justificate. Ne putem imagina doar cum se va schimba viitorul dacă nu mai avem nevoie de transport, iar în câteva secunde ne putem muta de la Simferopol, de exemplu, la New York. Pentru politicienii și oamenii de afaceri care petrec o jumătate de zi doar pe zboruri, asta ar fi ca o gură de aer proaspăt. Dar dacă teleportarea devine o realitate, asta nu înseamnă deloc că mașinile, trenurile, avioanele și navele vor dispărea. La urma urmei, fiecare serviciu are propriul său client. Nu am abandonat complet serviciile poștale. Deși folosim e-mailul peste tot pentru corespondență. Internetul nu a distrus ziarele, radioul și televiziunea. Deși știrile apar mult mai repede în ea și poți descărca toate episoadele din serialul tău preferat...
Până acum, orice astfel de presupuneri îi fac pe „experți” să zâmbească. Deși Einstein a fost odată considerat nebun...

Denis SIMONENKO Telegraful Crimeei

foto: Arhiva CT
material publicat în „KT” nr.112