„Принципът на колайдера е прост - за да разберете как работи едно нещо, трябва да го разбиете, за да разберете как работи един електрон, за да направите това, те измислиха машини, в които има електрони ускоряват се до колосални енергии, сблъскват се, унищожават се и се превръщат в други частици. Това е като два велосипеда да се сблъскват и коли да се разминават“, казва Голдънберг.

След многобройни завои, проходи и стълби можете да стигнете до панел, на който са нарисувани пръстените на колайдерите VEPP-3 (построен през 1967-1971 г.) и VEPP-4M (построен през 1979 г., модернизиран в началото на 90-те години). Според Голденберг периметърът на VEPP-3 е 74 m, а VEPP-4M е 360 m. „Колкото по-голямо е устройството за съхранение, толкова повече енергия може да изпомпва. Това не означава, че единият ускорител е по-добър, а другият по-лош. , просто можете да ги разгледате от различна физика и да извършвате различни експерименти“, обясни физикът. Работата на колайдерите се контролира от контролната зала; там не се допускат посетители. Според оценките на персонала параметрите на ускорителите се контролират от около 30 души.

В един от подземните бункери се провеждат експерименти с лъчи. Борис Голденберг съобщи, че в момента VEPP-4M работи зад оловна стена, в която частици описват кръгове с размерите на стадион. Разбира се, не беше възможно да видя колайдера със собствените си очи. „Хранилището съдържа смъртоносни дози [радиация], не можете да бъдете там, ние сме защитени от метър висока стена и коридор, всички канали [от него] са премахнати и запечатани с олово, всичко това. е защитено“, успокои физикът.

Инсталациите, с които учените работят в бункера, се наричат ​​станции – всяка съдържа експериментално оборудване. Физическите частици, разпръснати от колайдера, могат да се използват, изглежда, навсякъде. Например, стабилен източник на радиация прави възможно калибрирането на детектори за космически телескопи. Тук можете да „просветите“ плътен гранит, за да намерите диаманти в него. Рентгеновата томография и рентгеновата микроскопия на пробите са 50 пъти по-ясни, отколкото например при медицинските изделия. Едно от най-новите разработки на учените е щадящ начин за борба с рака. В този експеримент заразените мишки се облъчват с "мрежест" лъч, а не с непрекъснат, така че здравата тъкан да не бъде увредена.

Най-актуалният проект за днес е работата по нов ускорител на частици. Сега институтът сам финансира работата и е инвестирал около 2 милиарда рубли в проекта за 10 години. На територията на института вече е завършена една четвърт от тунела за подземната част на ускорителя, чиято обиколка ще бъде 800 м. Директорът Павел Логачев оцени общата стойност на проекта на около 34 милиарда рубли. Учените предполагат, че този електрон-позитронен колайдер ще може да отвори „нова физика“ за света.

Наталия Гредина

Обявена е датата на пускане на колайдера в Новосибирск

Директор на Института по ядрена физика на името на. Г.И. Будкер SB RAS (INP SB RAS) Павел Логачев обяви кога може да започне изграждането на нов колайдер в Новосибирск. Учените предполагат, че този електрон-позитронен колайдер - проектът за фабрика Super Charm-Tau - ще може да отвори „нова физика“ за. Светът.

Институтът по ядрена физика СО РАН празнува своята 60-годишнина

Преди 60 години на този ден е издаден указ на Съвета на министрите на СССР за създаването на Института по ядрена физика в Новосибирск. И до днес това подразделение на Академията на науките е едно от най-големите и успешни.

Германия ще отпусне 30 милиона евро на новосибирските ядрени учени за съвместни научни разработки

Пример за сътрудничество е проектът за рентгенов лазер, който се развива успешно в Хамбург. Това оборудване, което може да помогне за изследване на структурата на всяко вещество с един лъч светлина, е произведено в столицата на Сибир.

Имах възможност да посетя световноизвестния INP на името на. G.I.Budkera SB RAS. Това, което видях там, мога само да покажа; подробен разказ за инсталациите и за самия институт е съставен от Елена Валериевна Старостина, научен сътрудник в института.

(Общо 68 снимки)

Оригиналният текст е взет оттук .
Като цяло е трудно да се говори накратко за INP по много причини. Първо, защото нашият институт не се вписва в обичайните стандарти. Това не е точно академичен институт, който се занимава с фундаментална наука, защото има собствено производство, което е доста подобно на посредствен завод, но в съвременните времена добър завод. И в този завод те не правят пирони с кутии, но имат технологии, които просто не съществуват никъде в Русия. Съвременни технологиив най-точния смисъл на думата, а не в „модерното за Съветския съюз от 80-те години“. И този завод е наш собствен, а не такъв, където собствениците са „някъде там“ и ние просто събираме продуктите на купчина.
Така че това в никакъв случай не е академичен институт.

Но не и производство. Какъв вид производство е това, ако Институтът смята, че основният продукт е най-фундаменталният резултат, а цялото това прекрасно технологично пълнене и производство е просто начин да се получи този резултат?

Значи все пак е научен институт с фундаментален профил?
Но какво да кажем за факта, че БИНФ извършва най-широката гама от експерименти, свързани със синхротронно лъчение (по-нататък SR) или лазер на свободни електрони (по-нататък FEL), и това са изключително приложни експерименти за десетки наши институти? И, между другото, те почти нямат друга възможност да провеждат такива експерименти.

Значи това е мултидисциплинарен институт?
да И много, много повече...

Тази история може да започне с историята на института. Или от днес. От описания на инсталации или хора. От разказ за състоянието на руската наука или постиженията на физиката през последните дни. И аз се колебаех много дълго време, преди да избера посока, докато не реших да разкажа за всичко малко, искрено се надявах, че някой ден ще напиша повече и ще публикувам този материал някъде.

И така, INP SB RAS кръстен след. G.I.Budkera или просто Института по ядрена физика.
Основан е през 1958 г. от Герш Ицкович Будкер, чието име в института е Андрей Михайлович, бог знае защо. Не, разбира се, той беше евреин, еврейските имена не бяха добре дошли в СССР - това е ясно. Но не успях да разбера защо казва Андрей Михайлович, а не Николай Семенович.
Между другото, ако чуете нещо като „Андрей Михайлович каза...“ в INP, това означава, че Будкер каза.
Той е основателят на института и вероятно, ако не беше той и ако не беше Сибир, никога нямаше да имаме толкова развита ускорителна физика. Факт е, че Будкер е работил за Курчатов и според слуховете там му е било просто тясно. И те никога не биха го оставили да се „завърти“ така, както го направи в Русия, където тепърва се създаваха нови институции и се откриваха нови направления. И не биха му дали института веднага в Москва на тази възраст. Първо щяха да го изкарат зле на поста шеф на лабораторията, после зам.-директор, въобще, видиш ли, щеше да се изнерви и да си отиде.

Будкер отиде в Новосибирск и оттам започна да кани различни изключителни и не толкова известни физици. Изключителните физици нямаха желание да отидат в изгнание, така че залогът беше поставен върху младото училище, което беше основано веднага. Училищата бяха НГУ и Физическото и Музикалното училище към НГУ. Между другото, в Академията плочите дават авторството на FMS изключително на Лаврентиев, но живи свидетели на тази история, които сега живеят в Америка и публикуват своите мемоари, твърдят, че авторът на школата е Будкер, който „продаде“ идеята на Лаврентьев за някаква поредна административна отстъпка.
Известно е, че двама велики хора - Будкер и Лаврентьев, меко казано, не се разбираха много добре и това все още се отразява не само в отношенията на хората в Академгородок, но и в писането на неговата история. Погледнете всяка академична изложба, която се провежда в Дома на учените (DU), и лесно ще видите, че почти няма, да речем, снимки от огромния архив на INP и като цяло малко се говори за най-големия институт в нашата Академия на науките ( около 3 хил. служители) , а третият данъкоплатец в НСО. Не е много честно, но е така.
С една дума, на Будкер дължим Института, неговите постижения и атмосферата му. Между другото, и производството също. Някога INP беше наречен най-капиталистическият от всички институти в страната - той можеше да произвежда продуктите си и да ги продава. Сега го наричат ​​най-социалистическото - все пак всички спечелени пари отиват в общ казан и от него се разпределят за заплати, договори и най-важното - провеждане на научни експерименти.
Това е много скъп въпрос. Една промяна (12 часа) на работа на ускорител с детектор може да струва стотици хиляди рубли и по-голямата част от тези пари (от 92 до 75%) се печелят от служители на BINP. BINP е единственият институт в света, който сам печели пари за фундаментални физически изследвания. В други случаи такива институции се финансират от държавата, но у нас - нали разбирате - ако чакаш помощ от държавата, няма да умреш за дълго.

Как INP печели пари? Продажба на магнитни ускорителни системи на други страни, желаещи да изградят свои собствени ускорители. С гордост можем да кажем, че определено сме сред първите две-три най-добрите производителиускорителни пръстени в света. Произвеждаме както вакуумни системи, така и резонатори. Ние произвеждаме промишлени ускорители, които работят в десетки области извън нашата икономика, помагайки за дезинфекция на медицинско оборудване, зърно, храна, пречистване на въздуха и отпадъчни води, добре, като цяло, всичко, на което никой не обръща внимание тук. BINP произвежда медицински ускорители и рентгенови апарати за рентгеново облъчване на хора, да речем, на летища или медицински институции. Ако се вгледате внимателно в етикетите на тези скенери, ще откриете, че те се намират не само на новосибирското летище Толмачево, но и много в столицата Домодедово. BINP прави десетки, ако не и стотици малки поръчки за високотехнологични производства или наука по целия свят. Произвеждаме ускорители и подобно оборудване за САЩ, Япония, Европа, Китай, Индия... Построихме част от LHC пръстена и постигнахме голям успех. Делът на руските поръчки тук е традиционно нисък и ние не можем да направим нищо по въпроса - правителството не дава пари, а местните власти или собствениците на предприятия просто не разполагат с достатъчно - обикновено сметката е милиони долари. Но трябва честно да си признаем, че имаме и обикновени руски грантове и договори и също се радваме за тях, защото Институтът винаги има нужда от пари.

3. Фрагмент от ускорителя, който в момента се произвежда от Института по ядрена физика за лабораторията Brookhaven (САЩ)

Нашата средна заплата е по-малка от тази на нашите съседи и разпределението й не винаги изглежда справедливо, но мнозинството яфисти приемат това, защото разбират какво работят и защо отказват да увеличат заплатите си. Всеки процент, поставен в него означава минус дните на работа на инсталациите. Просто е.
Да, понякога трябва да ги спрете напълно, имало е и такива случаи. Но, за щастие, те продължиха само шест месеца.
BINP може да си позволи да ръководи скъпото строителство луксозни къщи, докато някои от апартаментите отиват на служителите, изпраща тези служители на дълги командировки в чужбина, поддържа един от най-добрите ски курорти в страната, където ежегодно се провежда „Ски пистата на Русия“ (между другото, базата сега е под заплаха от затваряне поради поредния нелеп строителен проект), поддържа собствена база за отдих в Бурмистрово („Разлив“), като цяло може да си позволи много неща. И въпреки че всяка година се говори, че това е твърде разточително, ние все още се държим.

Какво ще кажете за науката в INP?
Науката е по-трудна. Основен научни направленияБИНФ четири:
1. физика елементарни частици— FEC (т.е. от какво се състои нашият свят на много, много микро ниво)
2. физика на ускорителите (т.е. устройства, с помощта на които може да се достигне това микрониво (или по-добре да се каже "нано", следвайки съвременната мода? :))
3. физика на плазмата
4. физика, свързана със синхротронното лъчение.

Има няколко други области в BINP, по-специално тези, свързани с ядрена и фотоядрена физика, медицински приложения, радиофизика и много други по-малки.

4. Инсталация Dayton VEPP-3. Ако ви се струва, че това е пълен хаос от жици, тогава като цяло е напразно. Първо, VEPP-3 е инсталация, в която просто няма място, и второ, снимането се извършва от страната на кабелния маршрут (полага се отгоре). И накрая, трето, Дейтън е една от онези инсталации, които понякога се вграждат в структурата на VEPP-3 и след това се премахват, т.е. Тук просто няма смисъл да създаваме глобални системи за „възстановяване на реда“.

Разполагаме с два постоянно работещи ускорителя: VEPP-2000 (съкращението VEPP, което често ще се среща, означава „сблъскващи се електронно-позитронни лъчи“), на които работят два детектора - KMD и SND (криогенен магнитен детектор и сферичен неутрален детектор) и VEPP -4M с детектор КЕДР. Комплексът VEPP-4M съдържа друг ускорител - VEPP-3, където се провеждат експерименти, свързани със SR (VEPP-4 също има SR, но това са нови станции, все още са в начален стадий, въпреки че напоследък активно се развиват и една от последните кандидатски дисертации от СИшници е защитена именно в тази посока).

5. SI бункер VEPP-3, станция за рентгенофлуоресцентен елементен анализ.

6. SI бункер VEPP-3, станция за рентгенофлуоресцентен елементен анализ.

Освен това имаме FEL, който е директно проектиран да работи с терагерцово излъчване за всеки отвън, тъй като BINP все още не е измислил „пряко“ предназначение за него. Между другото, след тази екскурзия стана известно, че ръководителят на FEL Николай Александрович Винокуров е избран за член-кореспондент на РАН.

Правим първото си спиране тук за пояснение (въз основа на съвети от читатели). Какво е FEL или лазер със свободни електрони? Не е много лесно да се обясни това, но ще приемем, че знаете, че в конвенционален лазер радиацията се появява по следния начин: използвайки някакъв метод, ние нагряваме (възбуждаме) атомите на веществото до такава степен, че те започват да излъчват. И тъй като ние подбираме това лъчение по специален начин, попадайки в резонанс с енергията (и следователно честотата) на лъчението, получаваме лазер. Така че в FEL източникът на радиация не е атом, а самият електронен лъч. Той е принуден да премине през така наречения wiggler (ондулатор), където много магнити принуждават лъча да „потрепва“ от една страна на друга в синусоида. В същото време той излъчва същото синхротронно лъчение, което може да бъде събрано в лазерно лъчение. Чрез промяна на силата на тока в магнитите Wiggler или енергията на лъча, можем да променим честотата на лазера в широк диапазон, което в момента е непостижимо по друг начин.

В Русия няма други FEL инсталации. Но в САЩ ги има, такъв лазер се строи и в Германия (съвместен проект на Франция, Германия и нашия институт, цената надхвърля 1 милиард евро.) На английски такъв лазер звучи като FEL - free electron laser.

8. Свободен електронен лазерен електронен пистолет

9. Система за следене нивото на водно охлаждане на резонаторите на ФЕЛ

10. FEL резонатори

11. Този и следващите два кадъра показват FEL, гледан отдолу (той е окачен „от тавана“).

14. Олег Александрович Шевченко затваря вратата към залата на LSE. След задействане на крайния изключвател от ударената радарна защитна врата (бетонен блок вдясно), лазерът може да започне да работи.

15. Контролна зала на FEL. На масата има очила за защита от лазерно лъчение.

16. Една от станциите на FEL. Вдясно се виждат оптични стойки, върху които има листове с изгоряла хартия ( тъмни петнаВ центъра). Това е следа от FEL лазерно лъчение

17. Рядък изстрел. Стар лъчев осцилоскоп в контролната зала на FEL. Малко са останали такива осцилоскопи в БИЯФ, но ако се вгледате ще ги намерите. Наблизо (вляво) е напълно модерен цифров Tektronix, но какво е интересното в него?

Имаме собствено направление в областта на физиката на плазмата, свързано със задържането на плазмата (където трябва да протича термоядрената реакция) в отворени капани. Такива капани има само в BINP и, въпреки че няма да позволят да се постигне основната задача на „термоядрената“ - създаването на контролиран термоядрен синтез, но те позволяват да се постигне значителен напредък в областта на изследването на параметрите на тази CTS.

18. Инсталацията AMBAL е амбиполярен адиабатен капан, в момента не работи.

Какво се прави във всички тези инсталации?

Ако говорим за FEC, тогава ситуацията е сложна. Всички постижения на FCH през последните години са свързани с ускорители-коллайдери от типа LHC (ELH-C, както го нарича целият свят, и LHC - Large Hadron Collider, както го наричаме само ние). Това са ускорители с огромна енергия – около 200 GeV (гигаелектронволта). В сравнение с тях VEPP-4 със своите 4-5 GeV, който работи почти половин век, е старец, където е възможно да се провеждат изследвания в ограничен диапазон. И още повече VEPP-2000 с енергия само около 1 GeV.

Ще трябва да остана малко тук и да обясня какво е GeV и защо е много. Ако вземем два електрода и приложим потенциална разлика от 1 волт върху тях и след това прекараме заредена частица между тези електроди, тя ще придобие енергия от 1 електронволт. Той е отделен от по-познатия джаул с цели 19 порядъка: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
За да се получи енергия от 1 GeV, е необходимо да се създаде ускоряващо напрежение от 1 гигаволт по траекторията на полета на електрона. За да получите енергия от LHC, трябва да създадете напрежение от 200 гигаволта (гига е милиард волта, 10 9 или 1 000 000 000 волта). Е, представете си по-нататък какво е необходимо за това. Достатъчно е да се каже, че LHC (LHC) се захранва от една от френските атомни електроцентрали, разположени наблизо.

21. Ускорител VEPP-2000 – модернизация на предишния ускорител VEPP-2M. Разликата от предишната версия е по-висока енергия (до 1 GeV) и реализирана идеятака наречените кръгли кокове (обикновено кокът прилича повече на панделка, отколкото на нещо друго). Миналата година ускорителят заработи след дълъг период на реконструкция.

23. Контролна зала VEPP-2000.

24. Контролна зала VEPP-2000. Над таблицата има схема на ускорителния комплекс.

25. Бустер на електрони и позитрони BEP за VEPP-2000

Как INP печели от тази област? Най-висока точност на техните изследвания. Факт е, че животът е устроен по такъв начин, че все по-леките частици допринасят за раждането на по-тежки и колкото по-точно знаем тяхната маса-енергия, толкова по-добре знаем приноса за раждането дори на Хигс бозона. Това прави BINP – получава супер точни резултати и изследва различни редки процеси, за чието „улавяне“ е необходим не просто уред, а много хитрост и сръчност от изследователите. Накратко, с мозък, какво друго? И в този смисъл и трите BINP детектора се отличават добре - KMD, SND и KEDR (няма декодиращо име)

26. SND е сферичен неутрален детектор, който ви позволява да регистрирате частици, които нямат заряд. Картината го показва близо до окончателното сглобяване и започване на работа.

Най-големият от нашите детектори е KEDR. Наскоро беше завършена поредица от експерименти върху него, които направиха възможно измерването на масата на така наречения тау лептон, който по всякакъв начин е аналогичен на електрона, само че много по-тежък, и частицата J/Psi, първата на частиците, където „работи“ четвъртият по големина кварк. И пак ще обясня. Както е известно, има общо шест кварка - те имат много красиви и дори екзотични имена, с които се наричат ​​​​частиците, към които принадлежат (да речем, "чаровни" или "странни" частици означават, че съдържат чар и странни кварки, съответно) :

Имената на кварките нямат нищо общо с реалните свойства на различните неща - произволна фантазия на теоретиците. Имената, дадени в кавички, са приети руски преводи на условията. Мисълта ми е, че „хубав“ кварк не може да се нарече красив или красив – терминологична грешка. Такива са лингвистичните трудности, въпреки че t-кваркът често се нарича просто топ кварк :)

И така, всички познати за нас частици се състоят от два най-леки кварка; доказателство за съществуването на останалите четири е работата на ускорители и детектори на сблъскващи се лъчи. Доказването на съществуването на s-кварка не беше лесно, това означаваше правилността на няколко хипотези наведнъж, а откриването на J/psi беше изключително постижение, което веднага показа огромното обещание на целия метод за изследване на елементарните частици, и в същото време ни отвори пътя за изучаване на процесите, които се случиха в света по време на Голямата Велика експлозия и това, което се случва сега. Масата на „циганина” след експеримента KEDR е измерена с точност, надминаваща само измерването на масите на електрон и протон с неутрон, т.е. основни частици на микросвета. Това е фантастичен резултат, с който и детекторът, и ускорителят могат да се гордеят още дълго време.

28. Това е детекторът KEDR. Както можете да видите, сега е разглобен, това е рядка възможност да видите как изглежда отвътре. В процес на ремонтсистеми и модернизация след дълъг период на работа, който обикновено се нарича „експериментиране“ и обикновено продължава няколко години.

29. Това е детекторът KEDR, поглед отгоре.

31. Криогенна система на детектора KEDR, резервоари с течен азот, използвани за охлаждане на свръхпроводящия магнит на детектора KEDR (охлажда се до температурата на течния хелий, предварително охладен до температурата на течния азот.)

32. В пръстена VEPP-4M

В областта на физиката на ускорителите ситуацията е по-добра. БИНФ е един от създателите на колайдери изобщо, т.е. Можем уверено да се считаме за един от двата института, където този метод се е родил почти едновременно (с разлика от няколко месеца). За първи път се сблъскахме с материята и антиматерията по такъв начин, че беше възможно да се провеждат експерименти с тях, вместо да се наблюдава самата тази антиматерия като нещо невероятно, с което не може да се работи. Ние все още предлагаме и се опитваме да реализираме идеи за ускорители, които все още не съществуват в света, а нашите специалисти понякога остават в чужди центрове, готови да се заемат с внедряването им (у нас това е скъпо и отнема много време). Ние предлагаме нови дизайни на „фабрики“ - мощни ускорители, които могат да „раждат“ огромен брой събития за всяко завъртане на лъча. С една дума, тук, в областта на ускорителната физика, БИЯФ може уверено да претендира за институт от световна класа, който не е загубил своето значение през всичките тези години.

Ние изграждаме много малко нови инсталации и те отнемат много време за завършване. Например, ускорителят VEPP-5, който беше планиран да бъде най-големият в BINP, отне толкова много време за изграждане, че морално остаря. Освен това създаденият инжектор е толкова добър (и дори уникален), че би било погрешно да не го използвате. Частта от пръстена, която виждате днес, е планирана да се използва не за VEPP-5, а за канали за прехвърляне на частици от форинжектора VEPP-5 към VEPP-2000 и VEPP-4.

33. Тунелът за пръстена VEPP-5 е може би най-голямата структура от този тип в BINP днес. Размерът му е такъв, че тук може да пътува автобус. Пръстенът така и не е построен поради липса на средства.

34. Фрагмент от форинжектора - канал VEPP-3 в тунела VEPP-5.

35. Това са стойки за магнитните елементи на байпасния канал на Forinjector - VEPP2000 (каналите са все още в процес на изграждане днес).

36. Стая на LINAC (линеен ускорител) на предния инжектор VEPP-5

37. Този и следващият кадър показват магнитните елементи на предния инжектор

39. Линеен ускорител на Forinjector VEPP-5. Дежурният в комплекса и отговорникът за посетителите изчакват края на снимките

40. Хладилник за форинжектор, където влизат електрони и позитрони от LINAC за по-нататъшно ускорение и промяна на някои параметри на лъча.

41. Елементи на магнитната система на охладителя за съхранение. В този случай квадруполен обектив.

42. Много гости на нашия институт погрешно смятат, че 13-та сграда, където се намират ускорителите VEPP3, 4, 5, е много малка. Само два етажа. И грешат. Това е пътят надолу към етажите, разположени под земята (по-лесно е да направите радиационна защита по този начин)

Днес INP планира да създаде така наречената фабрика c-tau (tse-tau), която може да се превърне в най-големия проект в областта на фундаменталната физика в Русия през последните десетилетия (ако мегапроектът бъде подкрепен от руското правителство), очакваното резултатите несъмнено ще бъдат на нивото на най-добрите в света. Въпросът, както винаги, е за парите, които институтът едва ли ще може да спечели сам. Едно нещо е да поддържаш настоящите инсталации и много бавно да правиш нови неща, друго е да се конкурираш с изследователски лаборатории, които получават пълна подкрепа от своите страни или дори от асоциации като ЕС.

В областта на физиката на плазмата ситуацията е малко по-трудна. Това направление не се финансира от десетилетия, има силен отлив на специалисти в чужбина, но физиката на плазмата и у нас може да намери с какво да се похвали. По-специално се оказа, че турбулентността (вихрите) на плазмата, която трябва да унищожи неговата стабилност, понякога напротив, да помогне да се запази в определени граници.

43. Две основни инсталации за физика на плазмата - GOL-3 (на снимката, направена от нивото на крановата греда на сградата) и GDL (ще бъде по-долу)

44. Генератори GOL-3 (гофриран отворен капан)

45. Фрагмент от структурата на ускорителя GOL-3, така наречената огледална клетка.

Защо се нуждаем от плазмен ускорител? Всичко е просто - в задачата за получаване на термоядрена енергия има два основни проблема: ограничаване на плазмата в магнитни полета с сложна структура (плазмата е облак от заредени частици, които се стремят да се разпръснат и разпространят в различни посоки) и бързото й нагряване до термоядрени температури (представете си - вие сте чайник, преди да загреете 100 градуса за няколко минути, но тук ви трябват микросекунди до милиони градуси). BINP се опита да реши и двата проблема с помощта на ускорителни технологии. Резултат? При съвременните ТОКАМАКИ плазменото налягане спрямо полевото налягане, което може да се поддържа, е максимум 10%, в BINP в открити капани - до 60%. Какво означава това? Че в ТОКАМАК е невъзможно да се проведе реакцията на синтез на деутерий + деутерий, там може да се използва само много скъп тритий. В инсталация тип GOL би било възможно да се задоволи с деутерий.

46. ​​​​Трябва да се каже, че GOL-3 изглежда като нещо, създадено или в далечното бъдеще, или просто донесено от извънземни. Обикновено прави напълно футуристично впечатление на всички посетители.

Сега да преминем към друга плазмена инсталация в BINP - GDT (газодинамичен уловител). От самото начало този плазмен капан не беше фокусиран върху термоядрената реакция, той беше построен за изследване на поведението на плазмата.

50. GDL е доста малка инсталация, така че се побира изцяло в една рамка.

Физиката на плазмата също има свои собствени мечти, които искат да създадат нова инсталация- GDML (m - multi-mirror), развитието му започна през 2010 г., но никой не знае кога ще приключи. Кризата ни засяга най-осезаемо - първо се съкращават високотехнологичните производства, а с тях и нашите поръчки. При наличие на финансиране инсталацията може да бъде създадена за 4-6 години.

В областта на SI ние (говоря за Русия) изоставаме от цялата развита част на планетата, честно казано. В света има огромен брой източници на SR, те са по-добри и по-мощни от нашите. Те извършват хиляди, ако не и стотици хиляди, дейности, свързани с изучаването на всичко - от поведението на биологичните молекули до изследванията във физиката и химията на твърдото тяло. Всъщност е така мощен източникРентгенови лъчи, които не могат да бъдат получени по друг начин, така че всички изследвания, свързани с изучаването на структурата на материята, са SI.

Животът обаче е такъв, че в Русия има само три източника на SR, два от които са направени тук, а ние помогнахме да пуснем един (един се намира в Москва, друг в Зеленоград). И само един от тях постоянно работи в експериментален режим - това е „добрият стар“ VEPP-3, който е построен преди хиляда години. Факт е, че не е достатъчно да се изгради ускорител за SR. Също така е важно да се изгради оборудване за SI станции, но това е нещо, което не се предлага никъде другаде. В резултат на това много изследователи в нашите западни региони предпочитат да изпратят представител „да направи всичко готово“, отколкото да харчат огромни суми пари за създаването и развитието на SI станции някъде в района на Москва.

55. В пръстена VEPP-3

56. Това е изглед от птичи поглед на комплекс VEPP-4, или по-точно на третия етаж на „мецанина“. Точно отдолу бетонни блоковерад.защита, под тях - ПОЗИТРОН и ВЕПП-3, след това - синкава стая - контролната зала на комплекса, откъдето се управлява комплексът и експериментът.

57. „Началник” на VEPP-3, един от най-старите физици-ускорители в BINP и страната – Святослав Игоревич Мишнев

В INP, за почти 3000 души, има само малко повече от 400 научни работници, включително докторанти. И всички разбирате, че пред машината не стои научен сътрудник, а чертежите за новите ускоряващи пръстени не са направени от завършили студенти или студенти. В INP голям бройинженерно-технически работници, което включва огромен конструкторски отдел, технолози, електротехници, радиоинженери и... десетки други специалности. Имаме голям брой работници (около 600 души), механици, лаборанти, радиолаборанти и стотици други специалности, за които понякога дори не знам, защото никой не се интересува особено от това. Между другото, INP е едно от онези редки предприятия в страната, които ежегодно провеждат конкурс за млади работници - стругари и фрезисти.

62. Производство на БИНФ, един от цеховете. Оборудването е предимно остаряло, модерни машини се намират в работилници, в които не сме били, намиращи се в Chemy (има такова място в Новосибирск, до така наречения Изследователски институт по системи). Тази работилница също има CNC машини, те просто не бяха включени в снимката (това е отговор на някои коментари в блогове.)

Ние сме яфисти, ние сме единен организъм и това е основното в нашия институт. Въпреки че е много важно, разбира се, те да водят цялото технологичен процесфизика. Те не винаги разбират детайлите и тънкостите на работата с материали, но знаят как трябва да свърши всичко и помнят, че една малка повреда някъде в машината на работника ще доведе до инсталация за милиони долари някъде у нас или по света. И затова някой зелен студент може дори да не разбере обясненията на инженера, но когато го попитат „може ли да се приеме това“, той ще поклати отрицателно глава, спомняйки си точно, че му трябва точност от пет микрона на базата на метър, в противен случай неговата инсталацията е прецакана. И тогава задачата на технолозите и инженерите е да разберат как той, злодеят, може да отговори на немислимите си изисквания, които противоречат на всичко, което обикновено правим. Но те изобретяват и предоставят, и инвестират невероятно количество интелигентност и изобретателност.

63. Александър Иванович, озадаченият човек, отговорен за електрическото оборудване на комплекса VEPP-4M, Жмака.

64. Този зловещ кадър е заснет просто в една от сградите на института, в същата, където се намират VEPP-3, VEPP-4 и форинжекторът VEPP-5. И това просто означава факта, че ускорителят работи и представлява някаква опасност.

67. Първият колайдер в света, построен през 1963 г., за да проучи възможностите за използването им в експерименти във физиката на елементарните частици. VEP-1 е единственият колайдер в историята, в който лъчите циркулират и се сблъскват във вертикална равнина.

68. Подземни проходи между сградите на института

Благодаря на Елена Елк за организирането на снимките и подробните разкази за инсталациите.

Институтът по ядрена физика Г. И. Будкер СО РАН е най-големият академичен институт в Русия, един от водещите световни центрове в областта на физиката на високите енергии, физиката и технологията на ускорителите, източниците на синхротронно лъчение и лазерите на свободните електрони, физиката на плазмата и контролираната физика. термоядрен синтез. В много от своите области BINP SB RAS е единственият център в Русия.

Институтът е създаден през 1958 г. в Новосибирск Academgorodok на базата на лабораторията за нови методи за ускоряване на Института за атомна енергия, ръководен от Г. Будкер, ръководен от И. Курчатов. Академик Г. Будкер е основател и първи директор на института. Неговият директор Александър Скринский разказа пред агенция Интерфакс-Сибир за това, върху какви проблеми работи институтът днес.

- Александър Николаевич, как виждате перспективите на института в контекста на промените, които в момента се случват в академичната наука?

- Засега можем да кажем, че финансирането ни е следващата годинаняма да се промени, оставайки на тазгодишното ниво. В исторически план нашият институт е имал по-голям извънбюджетен компонент чрез договори, участие в колаборации и т.н. Например, от 2 милиарда рубли от общия бюджет на института за 2013 г., прякото бюджетно финансиране възлиза на около 800 милиона рубли. Останалото идва при нас, защото правим това, от което се нуждаят други научни центрове, основно чужди, макар че има и руски поръчки. И ние правим приложни неща, както се казва, за националната икономика - медицина, сигурност (системи за проверка на летищата), различни индустрии, както за Русия, така и за чуждестранни потребители. Стараем се, разбира се, нашите приложни разработки да не са някаква отделна дейност, а да произтичат естествено от това, което правим в областта на фундаменталната наука, защото за нас централната линия е физиката на елементарните частици и свързаните с нея въпроси.

Фундаменталната физика се развива само когато вървите през непозната страна, в посока, която не е пътувана от никого, и правите, научавате нещо, което другите все още не знаят в този момент. Ясно е, че почти винаги по едно и също време някой работи върху решаването на едни и същи проблеми, можете да изостанете - но това е вторият въпрос.

В идеалния случай ние сме принудени да измисляме и овладяваме нови технологии, за да се доближим до напълно нови явления, които по никакъв начин не са практически приложенияне са били използвани преди по простата причина, че тези явления не са били открити.

Например синхротронното лъчение, чиито първи изкуствени източници се появяват в средата на миналия век. Оттогава способността за генериране на синхротронно лъчение продължава да се подобрява, повишавайки неговото качество, яркост, интензитет, скъсявайки дължината на вълната или по-точно нейното регулиране. Надяваме се, че през следващите години ще успеем да изградим нов източник на синхротронно лъчение от поколението, както се казва сега, „3+“. По същия начин лазерът използва високоенергийни електронни лъчи. Той произвежда кохерентно излъчване, чиято честота може да се променя и ние показахме, че това е възможно. Първата степен на лазера беше пусната през 2003 г., втората - през 2009 г., надяваме се скоро да бъде пусната и третата степен. Днес нашият лазер на свободни електрони значително превъзхожда всички други източници на кохерентно лъчение в света по средна мощност на излъчване в диапазона на дължината на вълната 40-80 и 110-240 микрона. Първоначално мнозина казаха, че правим глупости - но това се случва почти винаги. Сега лазерът вече намира приложение, макар и не в техниката, а в други области на науката – биология, геология, химия. Например, може да се използва за разделяне на леки изотопи, работа с метаматериали и т.н.

- Какви задачи стои пред БИНФ във фундаменталната наука?

Искаме да направим много голяма стъпка в увеличаването на осветеността (производителността) на нашия следващ електрон-позитронен колайдер до относително ниска енергия - до 5 GeV. Производителността на този колайдер трябва да бъде около хиляда пъти по-голяма от постигнатата при понастоящем, дори повече от Големия адронен колайдер. Въпреки че енергията на колайдера ще бъде относително ниска, надяваме се, че ще даде отговори на важни въпроси, пред които е изправена не само физиката на елементарните частици, но и космологията. Тези науки, макар и много различни по своите инструменти, са необходими една на друга, когато става въпрос за разбиране на структурата на материята. Има надежда, че руското правителство, след като отново включи нашия колайдер сред научните мегапроекти, които ще бъдат подкрепени от държавата, както наскоро съобщи министърът на образованието и науката Дмитрий Ливанов, ще бъде последователно в изпълнението на това решение. Факт е, че общата цена на инсталацията е около 16 милиарда рубли. По световните стандарти това не е толкова много, от които успяхме да инвестираме около 15% чрез договорна работа, извършена за други центрове, индустрия в Русия и други страни, но, разбира се, невъзможно е изцяло да се реализира проектът само сами.

- Ще оцелее ли Стандартният модел?

Говорейки за стандартния модел ( съвременна теорияструктура и взаимодействия на елементарните частици - IF), трябва да се разграничат два момента: неговата надеждност и пълнота. Първо, относно надеждността.

Стандартният модел има изключително мощна предсказваща сила. Досега, въпреки много различни експерименти, насочени към намиране на пряка или косвена индикация за съществуването на отклонения от Стандартния модел, не беше възможно да се открият тези отклонения на някакво значително ниво на надеждност. В този смисъл Новосибирските експерименти, на първо място, нашият нов колайдер VEPP-2000, са своеобразен аванпост за тестване на Стандартния модел - един от най-големите естественонаучни теорииХХ век.

Но това, което може да се каже със сигурност е, че в сегашния си вид Стандартният модел е модел, който описва всичко фундаментални взаимодействия, непълна. В природата има явления, например тъмна материя, тъмна енергия, които не са описани от Стандартния модел и за да се обясни това, той (Стандартният модел) трябва да бъде разширен. Предстои огромен обем експериментална работа, предимно в областта на космологията, астрономията и, разбира се, физиката на високите енергии.

- Как върви работата на БИЯФ в термоядрено направление?

Инвестициите в разработването на реактори, базирани на системи за задържане на плазмата с отворен цикъл, с които се занимава нашият институт, в сравнение с инвестициите в токамаци (при които плазмата се ограничава от електрическо поле в тороидална камера – ИФ) в света са много по-малки. , следователно като цяло е напреднал по-скромно - както параметрите на плазмата, по отношение на близостта им до термоядрените параметри, така и по отношение на инженерното и технологично развитие на този подход. По принцип, разбира се, термоядрена реакция може да се получи по един или друг начин, но основната и най-трудна задача е да се направи процесът на получаване на тази енергия търговски привлекателен, както и технологично и екологично приемлив.

От тази гледна точка търговският токамак е много сложна технология, трудна за прилагане на практика и ако приемем, че търговският реактор може да бъде реализиран на базата на отворени системи за задържане на плазмата, тогава това може да бъде значително по-лесно, по-евтино и по-безопасен от токамак.

Важно е да отбележим, че не сме единствените, които работят по тази тема, в същата посока се движи например американската компания Three Alpha Energy, за която правим партида мощни атомни нагревателни инжектори в мегаватовия диапазон.

До каква степен, според вас, резултатът за нагряване и задържане на плазма в газодинамичен капан (GDT), получен наскоро в ИЯФ, приближава бъдещето? термоядрен реакторна основата, както се казва, на „коркова бутилка“?

Всъщност съвсем наскоро, през ноември тази година, в инсталацията GDL беше постигната рекордна електронна температура от 400 електрон-волта (4,5 милиона градуса) с допълнително микровълново (микровълново) нагряване на субтермоядрена плазма.

Този пробив в температурата (предишният рекорд беше около 250 електрон-волта) стана възможен благодарение на сътрудничеството с Новосибирския държавен университет и Института по приложна физика на Руската академия на науките (Нижни Новгород) като част от мегапроект, ръководен от изключителния немски учен професор Манфред Тум (Карлсруе). Понастоящем е използван само един от разработените от тях източници на микровълнова радиация с свързването на втория, очакваме по-нататъшен напредък в параметрите на плазмата (т.е. повишаване на нейната температура и времето на задържане на плазмата в капана - IF); ).

Полученият резултат е важна стъпка по пътя към термоядрената енергия - той потвърждава възможността за създаване на неутронни генератори и реактори за ядрен синтез на базата на отворени уловители, най-прости от инженерна гледна точка.

- Според вас възможен ли е чисто руски термоядрен проект?

Мащабът и съответно ресурсоемкостта на такъв проект са такива, че дори Америка не се ангажира да реши този проблем, разчитайки само на вътрешните си възможности. Нито токамаци, нито системи с отворен цикъл. И двете направления се развиват като международни.

ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) в процес на изграждане във Франция (International Thermonuclear Experimental Reactor е най-големият международен проект за създаване на експериментален термоядрен реактор в Карадас (Франция) – IF), например вече е наистина глобален проект, в който почти всички участват най-развитите в научно и технологично отношение страни, включително Русия, САЩ, Япония, европейски страни. Но и развитие отворени системиЗадържането на плазмата се извършва и в рамките на международни, кооперативни и не национални проекти. И въпросът дори не е, че например Америка няма достатъчно пари, за да направи сама термоядрен реактор. Те просто вероятно не искат да поемат целия риск да извървят „сами“ целия път, без да са сигурни в крайния резултат.

Освен това разработките, които например имаме в нашия институт, САЩ ги няма. Затова ние изпълняваме договорна работа за тях, те използват нашия научен и технически потенциал, за да напредват и да получават резултати възможно най-бързо. Въпреки че имаме резерви за бъдещето, няма държавни инвестиции в системи с отворен цикъл и поемаме чуждестранни поръчки, за да можем да подобрим технологиите и да намерим нови решения.

- В какви други международни проекти участва институтът?

Продължава участието в проекта CERN-LHC, тоест Големия адронен колайдер. Няколко десетки наши изследователи участват в експерименти с детекторите ATLAS и LHCb. Ние вземаме доста сериозно участие в модернизацията на ускорителния комплекс.

Ние участваме в създаването на B-фабрика с висока яркост, електрон-позитронен колайдер с енергийно ниво 10–11 GeV в Япония.

В Германия участваме в два големи проекта - късимпулсен лазер, използващ високоенергийни, много високоенергийни електронни лъчи, десетки GeV, който се строи близо до Хамбург. Очаква се това да бъде най-мощният рентгенов лазер в света.

Друг голям проект в Германия е проектът FAIR, Съоръжение за изследване на антипротони и йони, изпълняван от Центъра за изследване на тежки йони Хелмхолц във Викхаузен близо до Дармщат. Това е колайдер с тежки йони; ние участваме в разработването му от около 15 години.

И в двата проекта в Германия са вложени сериозни руски пари, много повече, отколкото ИНФП получава директно от държавата ни. Тези пари се използват за поръчка на оборудване както за лазера, така и за FAIR за нас и малък брой руски институти.

Защо се прави така, а не директно - държавата инвестира в нас, за да направим ние например нещо за тези проекти, това е неясен въпрос.

ITER не е устроен точно така: руската страна доставя оборудване за ITER, инвестира пари в нашите институти - в Курчатовски, в нашия, в някои други.

Между другото, за научния център Курчатов. Отпадна ли окончателно от дневния ред темата за евентуално сливане на ИНП с нея?

Разговорите за обединение възникнаха през лятото, когато активно се обсъждаше реформата на Руската академия на науките. Тогава РАН, с наше участие, предложи да не се променя ведомствената принадлежност на институтите и да се сливат различни организации в правния смисъл, а да се върне към изпълнението държавна програмаза създаването на инсталации Mega Science.

По едно време бяха избрани шест от тях, включително нашия електрон-позитронен колайдер с висока светимост при относително ниска енергия.

Вариантът на държавната програма ни харесва много повече, преди всичко защото работим не само по този проект, работим и по други неща. Включително по специални теми. И обединяването на всичко това в едно нещо е изключително нерационално; Виждам вредни последици в това, че в науката няма ръководство, което да знае всичко и да разбира всичко във всички области. Организации, които имат вид взаимно разбирателство, могат да развиват съвместно определена област. В тази област те могат да взаимодействат с едни организации - приложни, индустриални, а в други области - със съвсем други.

- Възникна ли идея по време на някоя от реформите например ИНП да се раздели на производство и самата наука?

- Разбира се, имаше много такива идеи и те се появиха на много етапи. Но в нашето производство, по-точно в проектно-производствения комплекс, ние правим цялото си ново оборудване, което не може да се купи никъде, което ни е необходимо за нашите фундаментални изследвания и за приложения в други области на науката, както и за промишлеността, медицината, и др. по-нататъшен характер.

Вижте, нашата индустриална наука беше убита или почти убита. Да кажем, че можем да изключим нашата част за проектиране и производство. И как ще живее по-добре от индустриалните институти, индустриалните дизайнерски бюра с производство в много по-голям мащаб от това, което имаме?

Подозираме, а и опитът показва, че сме оцелели и продължаваме да бъдем интересни както в чужбина, така и в страната, и от приложна гледна точка, защото имаме цялата верига - фундаментални изследвания, приложни изследвания и разработки, възможности за проектиране и високотехнологично производство.

- Защо приложните разработки на института са по-търсени в чужбина, отколкото в Русия?

До 1990 г. 85-90% от нашите продукти, а именно индустриалните ускорители, отиваха в съветски съюз. На това беше изградена цяла кабелна индустрия, където беше необходима топлоустойчива изолация. През следващите години фабриките загубиха възможността изобщо да купуват нещо ново. Сега някои предприятия, които оцеляха това време, започнаха да се развиват и започнаха да купуват отново нашето оборудване. Всяка година произвеждаме от 10 до 15 ускорителя (една такава машина струва от $500 хиляди до $2 милиона). Сега 20% от нашите потребители са руснаци. В Казахстан има малко потребители. Разбира се, ние сме готови да направим не само това, което направихме преди 30 години, ние сме готови да направим нови неща. Но за това трябва да има поръчки, както имаше поръчка например от електроиндустрията за производство на топлоустойчив кабел. Тогава веднага ни поръчаха 15 ускорителя - това беше около 1970 година. И на това всъщност ни расте производството, тогава нямахме ускорител, който да доставим, имаше проби, индивидуални разработки... Но ускорител работещ на високи параметри, с достатъчно страхотна енергия, с мощност десетки и стотици киловати - това никога не се е случвало. Освен това беше необходимо да работи не за нас, а във фабриката, за хора, които може би не разбират нищо от физика, така че да работи не за ден или месец.

Много от нашите ускорители работиха 20 години, понякога поръчваха резервни части от нас, но в повечето случаи фабриките ги управляваха сами. След това отиде в чужбина, главно в Китай. Сега има проблем с Китай. Първото нещо, което правят, когато получат новите ни устройства, новите ни коли, и не само нашите, вероятно е да ги копират възможно най-стриктно. Отне им около 15 години, за да усвоят ускорителите от типа ELV, най-разпространеният. Сега в Китай работят повече ускорители, отколкото някога са работили в СССР и Русия - около 50. Засега те купуват ускорители както от собствените си производители, така и от нас - приблизително едно към едно. След известно време те ще ни изместят, разбира се, със стари ускорители от Китай. Но те се опитват да навлязат на индийския пазар. За тях е по-трудно да влязат в Корея, защото ние произвеждаме ускорители заедно със Samsung. Те се използват както в самата Корея, така и се доставят в Китай. Като цяло Китай е голям и тези, които са свикнали с нашите коли, изглежда са с нас. Но това не може да продължава вечно, трябва да се развиваме, да вървим напред. Нуждаем се, разбира се, от революция в технологиите, част от нея е планирана, но засега почти няма руски потребители. Няма нужда да разчитате на чуждестранни потребители да финансират разработката, те могат да купуват само готово оборудване.

Да кажем, че руските лидери наистина се интересуват от развитието на науката, технологията, основана на науката, и така нататък. Да приемем, че това е вярно. В днешно време те често спорят така: ние (страната) изоставаме в тази и тази област на технологиите поради различни причини. Да инвестираме пари там. По правило това е празна работа, тоест се оказва бездънна бъчва, защото ако нямаш квалифициран екип, който е свикнал да работи и да дава резултати, няма да има резултати. Или друго разсъждение - нека купим всичко, цялата технология, да я докараме тук и да произвеждаме всичко, което е необходимо. Също така практически не работи, защото е почти невъзможно да се получи модерна технология. Това са все технологии от преди 15-20 години. Какво работят в чужбина на преден план, ние, разбира се, няма да ни бъде позволено да видим. Затова е редно да подкрепяте във вашата страна онези групи и организации, които вече дават резултати, които са интересни за световната общност, които имат положителна история и положително състояние зад гърба си, тоест са напреднали в световен мащаб. И трябва да инвестирате пари в такива организации; възвращаемостта ще бъде незабавна и гарантирана.

Междувременно пробивните технологии, например в нашия институт, същият лазер с електронни лъчи, се създават с парите, които сме спечелили, а не защото държавата ни поръча и финансира разработката ни, или ни инструктира да го направим, или подкрепя нашата усилие. Ние, осъзнавайки, че някой ден това ще бъде търсено в Русия, го построихме сами. Електронно-позитронният колайдер VEPP-2000 е построен по подобен начин - ние не получихме нищо от държавата за фундаментална наука в това отношение. Днес средствата, които държавата отделя за наука, не покриват заплати, комунални услуги и т.н. в нашия институт. Трудно е да се каже как ще се развие ситуацията по-нататък.
interfax-russia.ru

Институт по ядрена физика на името на. G.I. Budkera SB RAS е институт, създаден през 1958 г. в Новосибирския академичен град на базата на лабораторията за нови ускорителни методи на Института по атомна енергия, ръководена от И.В. BINP е най-големият институт на Руската академия на науките. Общ бройПерсоналът на института наброява около 2900 души. Сред научния персонал на института са 5 редовни членове на Руската академия на науките, 6 членове-кореспонденти на Руската академия на науките, около 60 доктори на науките, 160 кандидати на науките. BINP завърши доста впечатляващо количество работа за Големия адронен колайдер в CERN.

Ето откъде започна всичко: VEP-1 (противоелектронни лъчи)
Първият колайдер в света, построен през 1963 г. за изследване на възможностите за използването им в експерименти по физика на елементарните частици. VEP-1 е единственият колайдер в историята, в който лъчите циркулират и се сблъскват във вертикална равнина.

В момента в BINP SB RAS работят два ускорителя: VEPP-4 и VEPP-2000.
Електронно-позитронният колайдер VEPP-2000, чиято разработка също започна през 2000 г., стана един вид по-малък брат на Големия адронен колайдер. Ако енергията на частиците в европейския колайдер достигна 100 гигаелектронволта на лъч (обща енергия - 200 гигаелектронволта), то сибирският колайдер е точно 100 пъти по-слаб - 2000 мегаелектронволта или 2 гигаелектронволта.

Една от основните задачи на новия колайдер е да измерва с възможно най-висока точност параметрите на анихилацията на двойка електрон-позитрон в адрони - мезони и бариони. Позитрон и електрон - частица и античастица - могат да анихилират по време на сблъсъци, превръщайки се изцяло в електромагнитно излъчване. При някои енергии обаче тези сблъсъци могат да генерират други частици – състоящи се от два (мезони) или три кварка (бариони – протони и неутрони).
Вътрешната структура на протоните и неутроните все още не е напълно разбрана.

Незабавно охлаждане на краката с азот.

Това ми казаха на този моменттова е един от най-мощните магнити в света.

Управление на VEPP-2000

Ускорителният комплекс VEPP-4 е уникално съоръжение за провеждане на експерименти с високоенергийни сблъскващи се електронно-позитронни снопове. Комплексът VEPP-4 включва инжектор (енергия на лъча до 350 MeV), пръстен за съхранение VEPP-3 (до 2 GeV) и електрон-позитронен колайдер VEPP-4M (до 6 GeV).

Колайдерът VEPP-4M с универсален детектор на частици KEDR е предназначен за експерименти във физиката на високите енергии.

В ВЕПП-4М е внедрена система за измерване на енергията на частиците по метода на резонансната деполяризация с относителна грешка до 10-7, която не е постигана в никоя друга лаборатория в света. Тази техника дава възможност да се измерват масите на елементарните частици с изключително висока точност.

IN последните годиниЦелта на повечето експерименти е точно измерване на масите на елементарните частици.

В допълнение към физиката на високите енергии, в комплекса VEPP-4 се извършват изследвания с помощта на извлечени лъчи от синхротронно лъчение. Основните направления са материалознание, изследване на експлозивни процеси, археология, биология и медицина, нанотехнологии и др.

Повече от 30 руски и чуждестранни организации провеждат изследвания в съоръженията на комплекса VEPP-4, включително институти на РАН от Новосибирск, Екатеринбург, Красноярск, Томск, Санкт Петербург, Москва и др., както и чуждестранни институти от Германия, Франция, Италия, Швейцария, Испания, САЩ, Япония и Южна Корея.

Периметърът на VEPP-4m е 366 метра.

Неговите половин пръстени минават под земята

В пръстена за съхранение VEPP-3 се провеждат експерименти по ядрена физика върху вътрешна газова мишена, която представлява газова струя (деутерий или водород) с рекордна интензивност, въведена директно във вакуумната камера на пръстена за съхранение.

Дължината на пръстена за съхранение VEPP-3 е 74,4 m, енергията на инжектиране е 350 MeV, максималната енергия е 2000 MeV

Основните направления на работа на VEPP-3 в момента са натрупване и инжектиране на електрони и позитрони в колайдера VEPP-4M, работа като източник на синхротронно лъчение и експерименти с вътрешна газова мишена върху разсейването на електрони върху поляризирани дейтрони.

Акумулатор-охладител на инжекционния комплекс.

Инсталацията GDT (газодинамичен капан) е стенд за експериментално изследване на важни физически проблеми, свързани със задържането на термоядрена плазма в дълги магнитни системи отворен тип. Сред въпросите, които се изучават, са физиката на надлъжните загуби на частици и енергия, равновесието и магнитохидродинамичната стабилност на плазмата и микронестабилността.

Експериментите в съоръжението GDT дадоха отговори на няколко класически въпроса във физиката на горещата плазма.

В момента инсталацията GDL се модернизира. Целта на модернизацията е да се използват мощни атомни инжектори от ново поколение за нагряване на плазмата. Според изчисленията такива инжектори позволяват да се получат рекордни параметри на гореща плазма, което ще позволи провеждането на серия от експерименти за подробно изследване на физиката на задържане и нагряване на плазмата с параметри, характерни за бъдещите термоядрени реактори.

Многоогледален плазмен уловител GOL-3.
В съоръжението GOL-3 се провеждат експерименти за изследване на взаимодействието на плазмата с повърхността. Целта на тези експерименти е да се изберат оптимални структурни материали за елементите на термоядрения реактор в контакт с гореща плазма.

Инсталацията GOL-3 е соленоид, върху който са поставени множество намотки (110 броя), създаващи мощно магнитно поле вътре в тръбата. Преди да стартирате инсталацията, вакуумни помпиВъздухът се изпомпва от тръбата, след което вътре се инжектират атоми на деутерий. След това съдържанието на тръбата трябва да се нагрее до десетки милиони градуси, преминавайки през лъч от заредени частици.

Нагряването става на два етапа - благодарение на електрическия заряд се постига предварително нагряване до 20 хиляди градуса, а след това чрез „инжектиране“ на лъч електрони се получава нагряване до 50-60 милиона градуса. В това състояние плазмата се задържа само за част от секундата - през това време инструментите вземат показания за последващ анализ.

През цялото това време към намотките се прилага напрежение, което създава в тях магнитно поле от около пет тесла.
Такова силно поле, подчинявайки се на физичните закони, се стреми да разкъса намотките на парчета и за да се предотврати това, те са закрепени със здрави стоманени крепежни елементи.

Общо има няколко "изстрела" на ден, като всеки консумира около 30 MW електрическа мощност. Тази енергия идва от водноелектрическата централа Новосибирск чрез отделна мрежа.

Инсталиране на FEL в Института по химична кинетика и горене, в съседство с BINP.
Лазерите на свободните електрони се състоят от два блока - ондулатор и оптичен резонатор.
Идеята е следната: лъч от електрони лети през участък с променлив знак магнитно поле. Под въздействието на това поле електроните са принудени да летят не по права линия, а по определена синусоидална вълнообразна траектория. Извършвайки това люлеещо се движение, релативистките електрони излъчват светлина, която пада по права линия в оптичен резонатор, вътре в който има луд вакуум (10–10 милиметра живачен стълб).

В противоположните краища на тръбата има две масивни медни огледала. По пътя от огледало до огледало и обратно светлината придобива прилична мощност, част от която се извежда към потребителя. Електроните, които са предали енергия в електромагнитно излъчване, се обръщат чрез система от огъващи магнити, връщат се към радиочестотните резонатори и там се забавят.

Потребителските станции, от които днес има шест, се намират на втория етаж на сградата извън ускорителната зала, където не можете да присъствате по време на работата на FEL. Радиацията се пренася нагоре през тръби, пълни със сух азот.

По-специално, радиацията от тази инсталация е използвана от биолозите за разработване на нов метод за изследване на сложни молекулярни системи.

Химиците вече имат възможност да контролират реакциите по много енергийно ефективен начин. Физиците изучават метаматериали - изкуствени материали, които имат отрицателен показател на пречупване в определен диапазон на дължината на вълната, ставайки напълно невидими и др.

Както можете да видите от „вратата“, сградата вероятно има 100-кратна граница на безопасност за радиационна защита.

За всякакви въпроси относно използването на снимки, моля, изпратете имейл.