“O princípio do colisor é simples - para entender como uma coisa funciona, você precisa quebrá-la. Para descobrir como funciona um elétron, você também precisa quebrá-lo. Para fazer isso, eles criaram máquinas nas quais os elétrons estão. acelerados a energias colossais, colidem, aniquilam-se e transformam-se em outras partículas. É como duas bicicletas colidindo e carros passando um pelo outro", diz Goldenberg.

Após inúmeras curvas, passagens e escadas, chega-se a um painel no qual estão desenhados os anéis dos colisores VEPP-3 (construído em 1967-1971) e VEPP-4M (construído em 1979, modernizado no início dos anos 90). Segundo Goldenberg, o perímetro do VEPP-3 é de 74 m, e do VEPP-4M é de 360 ​​m “Quanto maior o dispositivo de armazenamento, mais energia ele pode bombear. , é só que você pode observar diferentes físicas e realizar diferentes experimentos”, explicou o físico. A operação dos colisores é controlada a partir da sala de controle; Segundo estimativas da equipe, os parâmetros dos aceleradores são controlados por aproximadamente 30 pessoas.

Experimentos com vigas são realizados em um dos bunkers subterrâneos. Boris Goldenberg relatou que neste momento o VEPP-4M está trabalhando atrás de uma parede de chumbo, na qual partículas descrevem círculos do tamanho de um estádio. Claro, não foi possível ver o colisor com meus próprios olhos. “O depósito contém doses letais [de radiação], você não pode estar lá. Estamos protegidos por um muro de um metro de altura e um corredor, todos os canais [dele] são retirados e lacrados com chumbo, tudo isso. está protegido”, assegurou o físico.

As instalações com as quais os cientistas trabalham no bunker são chamadas de estações - cada uma contém equipamentos experimentais. As partículas físicas dispersas pelo colisor podem ser usadas, ao que parece, em qualquer lugar. Por exemplo, uma fonte de radiação estável torna possível calibrar detectores para telescópios espaciais. Aqui você pode “iluminar” o granito denso para encontrar diamantes nele. A tomografia de raios X e a microscopia de raios X de amostras são 50 vezes mais nítidas do que, por exemplo, em dispositivos médicos. Um dos mais recentes desenvolvimentos dos cientistas é uma forma suave de combater o câncer. Neste experimento, camundongos infectados são irradiados com um feixe de “malha”, em vez de um feixe contínuo, para que o tecido saudável não seja danificado.

O projeto mais urgente atualmente é o trabalho em um novo acelerador de partículas. Agora, o próprio instituto financia a obra e investiu cerca de 2 bilhões de rublos no projeto ao longo de 10 anos. Um quarto do túnel da parte subterrânea do acelerador, cuja circunferência será de 800 m, já foi concluído no território do instituto. O diretor Pavel Logachev estimou o custo total do projeto em aproximadamente 34 bilhões de rublos. Os cientistas sugerem que este colisor elétron-pósitron será capaz de abrir uma “nova física” para o mundo.

Natália Gredina

A data de lançamento do colisor em Novosibirsk foi anunciada

​Diretor do Instituto de Física Nuclear em homenagem. G.I. Budker SB RAS (INP SB RAS) Pavel Logachev anunciou quando a construção de um novo colisor poderia começar em Novosibirsk. Os cientistas sugerem que este colisor elétron-pósitron - o projeto da fábrica Super Charm-Tau - será capaz de abrir uma “nova física” para. o mundo.

Instituto de Física Nuclear SB RAS comemora 60 anos

​​​​60 anos atrás, neste dia, foi emitido um decreto pelo Conselho de Ministros da URSS sobre a criação do Instituto de Física Nuclear em Novosibirsk. Até hoje, esta divisão da Academia de Ciências é uma das maiores e mais bem-sucedidas.

A Alemanha atribuirá 30 milhões de euros aos cientistas nucleares de Novosibirsk para desenvolvimentos científicos conjuntos

Um exemplo de cooperação é o projeto de laser de raios X, que está sendo desenvolvido com sucesso em Hamburgo. Esse equipamento, que pode ajudar a estudar a estrutura de qualquer substância com um único feixe de luz, foi fabricado na capital da Sibéria.

Tive a oportunidade de visitar o mundialmente famoso INP que leva o seu nome. G.I.Budkera SB RAS. O que vi lá só posso mostrar; uma história detalhada sobre as instalações e sobre o próprio instituto foi compilada por Elena Valerievna Starostina, pesquisadora do instituto.

(Total de 68 fotos)

Texto original retirado daqui .
Geralmente é difícil falar brevemente sobre o INP por vários motivos. Em primeiro lugar, porque o nosso Instituto não se enquadra nos padrões habituais. Este não é propriamente um instituto académico que trabalha com ciências fundamentais, porque tem uma produção própria, que se assemelha bastante a uma planta medíocre, mas nos tempos modernos é uma planta boa. E nesta fábrica eles não fazem pregos com latas, mas possuem tecnologias que simplesmente não existem em nenhum lugar da Rússia. Tecnologias modernas no sentido mais preciso da palavra, e não no “moderno para a União Soviética dos anos 80”. E esta fábrica é nossa, e não aquela onde os proprietários estão “lá fora em algum lugar” e estamos apenas empilhando produtos.
Portanto, este não é de forma alguma um instituto acadêmico.

Mas também não a produção. Que tipo de produção é essa se o Instituto considera o produto principal o resultado mais fundamental, e todo esse maravilhoso recheio tecnológico e produção é apenas uma forma de obter esse resultado?

Então ainda é um instituto científico com perfil fundamental?
Mas e o fato de o BINP realizar a mais ampla gama de experimentos relacionados à Radiação Síncrotron (doravante SR) ou laser de elétrons livres (doravante FEL), e estes serem experimentos aplicados exclusivamente para dezenas de nossos institutos? E, a propósito, eles quase não têm outra oportunidade de realizar tais experimentos.

Então este é um instituto multidisciplinar?
Sim. E muito, muito mais...

Essa história poderia começar com a história do instituto. Ou a partir de hoje. A partir de descrições de instalações ou pessoas. De uma história sobre o estado da ciência russa ou as conquistas da física nos últimos dias. E hesitei muito antes de escolher um rumo, até que resolvi contar um pouco de tudo, esperando sinceramente que um dia escreverei mais e postarei esse material em algum lugar.

Assim, INP SB RAS leva o seu nome. G.I.Budkera ou simplesmente Instituto de Física Nuclear.
Foi fundado em 1958 por Gersh Itskovich Budker, cujo nome no Instituto era Andrei Mikhailovich, Deus sabe por quê. Não, claro, ele era judeu, nomes judeus não eram bem-vindos na URSS - tudo isso está claro. Mas não consegui descobrir por que Andrei Mikhailovich, e não Nikolai Semenovich, disse.
A propósito, se você ouvir algo como “Andrei Mikhailovich disse...” no INP, significa que Budker disse.
Ele é o fundador do Instituto e provavelmente, se não fosse por ele, e se não fosse pela Sibéria, nunca teríamos tido uma física de aceleradores tão desenvolvida. O fato é que Budker trabalhava para Kurchatov e, segundo rumores, ele estava simplesmente apertado ali. E nunca teriam permitido que “oscilasse” como aconteceu na Rússia, onde novas instituições estavam a ser criadas e novas direcções estavam a abrir-se. E eles não teriam dado a ele o Instituto imediatamente em Moscou, naquela idade. Primeiro, eles teriam feito ele ficar mal no cargo de chefe do laboratório, depois o vice-diretor, em geral, você vê, ele teria perdido a paciência e ido embora.

Budker foi para Novosibirsk e de lá começou a convidar vários físicos destacados e não tão proeminentes. Físicos de destaque relutavam em exilar-se, por isso a aposta foi feita na jovem escola, que foi fundada imediatamente. As escolas eram a NSU e a Escola de Física e Música desta NSU. Aliás, na Academia as tabuinhas dão a autoria da FMS exclusivamente a Lavrentyev, mas testemunhas vivas dessa história, que hoje vivem na América e publicam suas memórias, afirmam que o autor da escola foi Budker, que “vendeu” a ideia a Lavrentyev de algum tipo de mais uma concessão administrativa.
É sabido que duas grandes pessoas - Budker e Lavrentyev não se davam muito bem, para dizer o mínimo, e isso ainda se reflete não apenas nas relações das pessoas em Akademgorodok, mas também na escrita de sua história. Olhe para qualquer exposição académica que tenha lugar na Casa dos Cientistas (DU), e facilmente verá que quase não há, digamos, fotografias do enorme arquivo do INP e geralmente pouco se fala sobre o maior instituto da nossa Academia de Ciências ( cerca de 3 mil funcionários) e o terceiro contribuinte do NSO. Não é muito justo, mas é assim.
Em suma, devemos o Instituto, as suas realizações e a sua atmosfera a Budker. Aliás, e produção também. Antigamente, o INP era considerado o mais capitalista de todos os institutos do país - podia produzir seus produtos e vendê-los. Agora é chamado de mais socialista - afinal, todo o dinheiro ganho vai para um pote comum e dele é distribuído para salários, contratos e, o mais importante, para a realização de experimentos científicos.
Este é um assunto muito caro. Uma mudança (12 horas) de operação de um acelerador com detector pode custar centenas de milhares de rublos, e a maior parte desse dinheiro (de 92 a 75%) é ganha pelos funcionários do BINP. O BINP é o único instituto no mundo que ganha dinheiro por conta própria com pesquisas físicas fundamentais. Em outros casos, essas instituições são financiadas pelo Estado, mas em nosso país - você entende - se você esperar pela ajuda do Estado, não morrerá por muito tempo.

Como o INP ganha dinheiro? Vendas de sistemas de aceleradores magnéticos para outros países que desejam construir seus próprios aceleradores. Podemos dizer com orgulho que estamos definitivamente entre os dois ou três primeiros os melhores fabricantes anéis de aceleração no mundo. Produzimos sistemas de vácuo e ressonadores. Produzimos unidades aceleradoras industriais que atuam em dezenas de áreas fora da nossa economia, ajudando a desinfetar equipamentos médicos, grãos, alimentos, purificar o ar e águas residuais, enfim, em geral, tudo que ninguém presta atenção aqui. A BINP produz aceleradores médicos e unidades de raios X para radiografar pessoas, por exemplo, em aeroportos ou instituições médicas. Se você olhar atentamente as etiquetas desses scanners, descobrirá que eles estão localizados não apenas no aeroporto de Novosibirsk Tolmachevo, mas também na capital Domodedovo. A BINP faz dezenas, senão centenas de pequenos pedidos para produção de alta tecnologia ou ciência em todo o mundo. Produzimos aceleradores e equipamentos similares para EUA, Japão, Europa, China, Índia... Construímos parte do anel LHC e tivemos muito sucesso. A parcela das encomendas russas é tradicionalmente baixa e não há nada que possamos fazer a respeito - o governo não dá dinheiro e as autoridades locais ou empresários simplesmente não têm dinheiro suficiente - geralmente a conta chega a milhões de dólares. No entanto, devemos admitir honestamente que também temos subvenções e contratos russos comuns, e também estamos satisfeitos com eles, porque o Instituto sempre precisa de dinheiro.

3. Fragmento do acelerador, atualmente produzido pelo Instituto de Física Nuclear para o Laboratório Brookhaven (EUA)

O nosso salário médio é inferior ao dos nossos vizinhos e a sua distribuição nem sempre parece justa, mas a maioria dos Iafistas aceita isto, porque entendem no que estão a trabalhar e porque se recusam a aumentar os seus salários. Cada percentual nele colocado significa menos os dias de funcionamento das instalações. É simples.
Sim, às vezes você tem que pará-los completamente, e também houve casos assim. Mas, felizmente, duraram apenas seis meses.
O BINP pode se dar ao luxo de liderar a construção de caros casas de luxo, desde que parte dos apartamentos vá para os funcionários, mande esses funcionários em longas viagens de negócios ao exterior, mantenha uma das melhores estações de esqui do país, onde acontece anualmente a “Pista de Esqui Russa” (aliás, a base está agora sob ameaça de encerramento devido a outro projecto de construção ridículo), manter o seu próprio centro recreativo em Burmistrovo (“Razliv”), em geral, pode pagar muitas coisas. E embora todos os anos se fale que isto é um desperdício demais, ainda estamos aguentando.

E a ciência no INP?
A ciência é mais difícil. Principal direções científicas BINP quatro:
1. física partículas elementares- FEC (ou seja, em que consiste o nosso mundo no nível muito, muito micro)
2. física dos aceleradores (ou seja, dispositivos com os quais você pode chegar a esse nível micro (ou é melhor dizer “nano”, seguindo a moda moderna? :))
3. física do plasma
4. Física relacionada com a radiação síncrotron.

Existem diversas outras áreas no BINP, em particular aquelas relacionadas à física nuclear e fotonuclear, aplicações médicas, radiofísica e muitas outras menores.

4. Instalação Dayton VEPP-3. Se lhe parece que se trata de um caos completo de fios, então, em geral, é em vão. Em primeiro lugar, o VEPP-3 é uma instalação onde simplesmente não há espaço e, em segundo lugar, a filmagem ocorre na lateral do percurso do cabo (é colocado em cima). Finalmente, em terceiro lugar, Dayton é uma daquelas instalações que às vezes são incorporadas na estrutura do VEPP-3 e depois removidas, ou seja, Simplesmente não faz sentido criar sistemas globais para “restaurar a ordem” aqui.

Temos dois aceleradores em operação constante: VEPP-2000 (a abreviatura VEPP, que será frequentemente encontrada, significa “colisão de feixes de elétrons-pósitrons”), nos quais operam dois detectores - KMD e SND (detector magnético criogênico e detector esférico neutro) e VEPP -4M com detector KEDR. O complexo VEPP-4M contém outro acelerador - VEPP-3, onde são realizados experimentos relacionados ao SR (o VEPP-4 também possui SR, mas são estações novas, ainda estão em sua infância, embora tenham se desenvolvido ativamente recentemente e uma das dissertações do último candidato do SIshniks foi defendida justamente nesse sentido).

5. Bunker SI VEPP-3, estação de análise elementar de fluorescência de raios X.

6. SI bunker VEPP-3, estação de análise elementar de fluorescência de raios X.

Além disso, temos um FEL, que é projetado diretamente para funcionar com radiação terahertz para qualquer pessoa de fora, uma vez que o BINP ainda não apresentou uma finalidade “direta” para isso. Aliás, após esta excursão soube-se que o chefe da FEL, Nikolai Aleksandrovich Vinokurov, foi eleito membro correspondente da RAS.

Fazemos aqui a nossa primeira parada para esclarecimentos (com base nas dicas dos leitores). O que é um FEL ou laser de elétrons livres? Não é muito fácil explicar isso, mas vamos supor que você saiba que em um laser convencional a radiação ocorre assim: usando algum método, aquecemos (excitamos) os átomos de uma substância a tal ponto que eles começam a emitir. E como selecionamos essa radiação de uma forma especial, entrando em ressonância com a energia (e, portanto, a frequência) da radiação, obtemos um laser. Portanto, num FEL, a fonte de radiação não é um átomo, mas o próprio feixe de elétrons. Ele é forçado a passar pelo chamado wiggler (ondulador), onde muitos ímãs forçam o feixe a “se contorcer” de um lado para o outro em uma senóide. Ao mesmo tempo, emite a mesma radiação síncrotron, que pode ser coletada em radiação laser. Ao alterar a intensidade da corrente nos ímãs wiggler ou a energia do feixe, podemos alterar a frequência do laser em uma ampla faixa, o que atualmente é inatingível de qualquer outra forma.

Não existem outras instalações FEL na Rússia. Mas eles existem nos EUA, tal laser também está sendo construído na Alemanha (um projeto conjunto da França, Alemanha e nosso instituto, o custo ultrapassa 1 bilhão de euros). Em inglês, esse laser soa como FEL - laser de elétrons livres.

8. Pistola de elétrons a laser de elétrons livres

9. Sistema de monitoramento do nível de resfriamento de água dos ressonadores no FEL

10. Ressonadores FEL

11. Este e os próximos dois quadros mostram o FEL, visto de baixo (está suspenso “no teto”).

14. Oleg Aleksandrovich Shevchenko fecha a porta do salão da LSE. Depois que a chave fim de curso da porta de proteção do radar impactada (bloco de concreto à direita) for acionada, o laser poderá começar a operar.

15. Sala de controle FEL. Sobre a mesa estão óculos de proteção contra radiação laser.

16. Uma das estações da FEL. À direita você pode ver suportes ópticos, nos quais há pedaços de papel com papel queimado ( manchas escuras no centro). Este é um traço de radiação laser FEL

17. Tiro raro. Um antigo osciloscópio de feixe na sala de controle FEL. Existem poucos osciloscópios desse tipo no BINP, mas se você olhar, poderá encontrá-los. Perto dali (à esquerda) está um Tektronix digital completamente moderno, mas o que há de interessante nele?

Temos nosso próprio direcionamento no campo da física dos plasmas, relacionado ao confinamento do plasma (onde deveria ocorrer a reação termonuclear) em armadilhas abertas. Tais armadilhas estão disponíveis apenas no BINP e, embora não permitam que a principal tarefa do “termonuclear” seja alcançada - a criação de um sistema controlado fusão termonuclear, mas permitem avanços significativos no campo da investigação dos parâmetros deste CTS.

18. A instalação AMBAL é uma armadilha adiabática ambipolar, atualmente não funciona.

O que está sendo feito em todas essas instalações?

Se falarmos da FEC, a situação é complicada. Todas as conquistas do FCH nos últimos anos estão associadas a aceleradores-colisores do tipo LHC (LHC, como o mundo inteiro o chama, e LHC - Large Hadron Collider, como só nós o chamamos). São aceleradores com enorme energia – cerca de 200 GeV (gigaelétron-volt). Comparado a eles, o VEPP-4 com seu 4-5 GeV, que está em operação há quase meio século, é um homem velho, onde a pesquisa pode ser realizada em um alcance limitado. E ainda mais VEPP-2000 com energia de apenas cerca de 1 GeV.

Terei que demorar um pouco aqui e explicar o que é GeV e por que é muito. Se pegarmos dois eletrodos e aplicarmos uma diferença de potencial de 1 volt neles, e depois passarmos uma partícula carregada entre esses eletrodos, ela adquirirá uma energia de 1 elétron volt. Ele está separado do joule mais familiar por até 19 ordens de grandeza: 1 eV = 1,6*10 -19 J.
Para obter uma energia de 1 GeV, é necessário criar uma tensão de aceleração de 1 gigavolt ao longo da trajetória do elétron. Para obter a energia do LHC, é necessário criar uma voltagem de 200 gigavolts (um giga equivale a um bilhão de volts, 10 9 ou 1.000.000.000 de volts). Bem, imagine ainda o que é necessário para isso. Basta dizer que o LHC (LHC) é alimentado por uma das usinas nucleares francesas localizadas nas proximidades.

21. Acelerador VEPP-2000 – modernização do acelerador VEPP-2M anterior. A diferença da versão anterior é maior energia (até 1 GeV) e ideia realizada os chamados pãezinhos redondos (geralmente o coque mais parece uma fita do que qualquer outra coisa). No ano passado, o acelerador começou a operar após um longo período de reconstrução.

23. Sala de controle VEPP-2000.

24. Sala de controle VEPP-2000. Acima da tabela está um diagrama do complexo acelerador.

25. Booster de elétrons e pósitrons BEP para VEPP-2000

Como é que o INP beneficia desta área? A mais alta precisão de suas pesquisas. O fato é que a vida está estruturada de tal forma que partículas cada vez mais leves contribuem para o nascimento de outras mais pesadas, e quanto mais precisamente conhecemos sua massa-energia, melhor conhecemos a contribuição para o nascimento até mesmo do bóson de Higgs. É isso que o BINP faz - obtém resultados superprecisos e estuda diversos processos raros, cuja “captura” exige não apenas um dispositivo, mas muita astúcia e destreza dos pesquisadores. Em suma, com cérebro, o que mais? E nesse sentido, todos os três detectores BINP se destacam bem - KMD, SND e KEDR (não possui decodificação do nome)

26. SND é um detector esférico neutro que permite registrar partículas sem carga. A foto o mostra perto da montagem final e iniciando os trabalhos.

O maior dos nossos detectores é o KEDR. Recentemente, foi realizada uma série de experimentos com ele, que permitiram medir a massa do chamado tau lepton, que é em todos os sentidos análogo a um elétron, só que muito mais pesado, e J/Psi - uma partícula, o primeira das partículas onde o quarto maior quark “funciona”. E vou explicar novamente. Como se sabe, existem seis quarks no total - eles têm nomes muito bonitos e até exóticos pelos quais as partículas às quais pertencem são chamadas (digamos, partículas “charme” ou “estranhas” significam que contêm quarks charmosos e estranhos, respectivamente) :

Os nomes dos quarks não têm nada a ver com as propriedades reais de coisas diferentes - uma fantasia arbitrária dos teóricos. Os nomes indicados entre aspas são traduções russas aceitas dos termos. O que quero dizer é que um quark “bonito” não pode ser chamado de bonito ou belo – um erro terminológico. Essas são as dificuldades linguísticas, embora o quark t seja frequentemente chamado simplesmente de quark top :)

Assim, todas as partículas do mundo que conhecemos consistem nos dois quarks mais leves. A prova da existência dos outros quatro é o trabalho da colisão de aceleradores e detectores de feixes. Provar a existência do s-quark não foi fácil, significou a correção de várias hipóteses ao mesmo tempo, e a descoberta de J/psi foi uma conquista notável, que mostrou imediatamente a enorme promessa de todo o método de estudo de partículas elementares, e ao mesmo tempo, abriu caminho para estudarmos os processos que ocorreram no mundo durante a Grande Grande Explosão e o que está acontecendo agora. A massa do “cigano” após o experimento KEDR foi medida com uma precisão que só é superada pela medição das massas de um elétron e de um próton com um nêutron, ou seja, partículas básicas do micromundo. Este é um resultado fantástico do qual tanto o detector quanto o acelerador poderão se orgulhar por muito tempo.

28. Este é o detector KEDR. Como você pode ver, agora está desmontado, esta é uma rara oportunidade de ver como é por dentro. Renovação em andamento sistemas e modernização após um longo período de trabalho, que costuma ser chamado de “experimentação” e costuma durar vários anos.

29. Este é o detector KEDR, vista superior.

31. Sistema criogênico do detector KEDR, tanques com nitrogênio líquido usados ​​​​para resfriar o ímã supercondutor do detector KEDR (é resfriado à temperatura do hélio líquido, pré-resfriado à temperatura do nitrogênio líquido).

32. No anel VEPP-4M

No campo da física dos aceleradores, a situação é melhor. BINP é um dos criadores de colisores em geral, ou seja, Podemos considerar-nos com segurança um dos dois institutos onde este método nasceu quase simultaneamente (com uma diferença de alguns meses). Pela primeira vez, encontramos matéria e antimatéria de tal forma que foi possível realizar experimentos com elas, em vez de observar essa mesma antimatéria como algo incrível com o qual não se pode trabalhar. Continuamos a propor e a tentar implementar ideias aceleradoras que ainda não existem no mundo, e os nossos especialistas por vezes ficam em centros estrangeiros prontos para empreender a sua implementação (no nosso país isto é caro e demorado). Propomos novos projetos de “fábricas” - aceleradores poderosos que podem “dar origem” a um grande número de eventos para cada revolução do feixe. Em suma, aqui, no campo da física dos aceleradores, o BINP pode afirmar com segurança que é um instituto de classe mundial que não perdeu a sua importância todos estes anos.

Estamos construindo muito poucas instalações novas e elas levam muito tempo para serem concluídas. Por exemplo, o acelerador VEPP-5, planejado para ser o maior do BINP, demorou tanto para ser construído que se tornou moralmente obsoleto. Além disso, o injetor criado é tão bom (e até único) que seria errado não utilizá-lo. A parte do anel que você vê hoje está planejada para ser usada não para VEPP-5, mas para canais de transferência de partículas do injetor VEPP-5 para VEPP-2000 e VEPP-4.

33. O túnel do anel VEPP-5 é talvez a maior estrutura desse tipo no BINP atualmente. Seu tamanho é tal que um ônibus poderia viajar até aqui. O anel nunca foi construído por falta de recursos.

34. Fragmento do Forinjector - canal VEPP-3 no túnel VEPP-5.

35. Estes são os elementos magnéticos do canal de bypass Forinjector - VEPP2000 (os canais ainda estão em construção hoje).

36. Sala do LINAC (acelerador linear) do injetor anterior VEPP-5

37. Este e o próximo quadro mostram os elementos magnéticos do Foreinjector

39. Acelerador linear do Forinjector VEPP-5. O plantonista do complexo e o responsável pelos visitantes aguardam o término da fotografia

40. Para armazenamento do refrigerador do injetor, onde elétrons e pósitrons do LINAC entram para maior aceleração e alteração de alguns parâmetros do feixe.

41. Elementos do sistema magnético do refrigerador de armazenamento. Lente quadrupolo neste caso.

42. Muitos convidados do nosso Instituto acreditam erroneamente que o 13º prédio, onde estão localizados os aceleradores VEPP3, 4, 5, é muito pequeno. Apenas dois andares. E eles estão errados. Este é o caminho até os andares localizados no subsolo (é mais fácil fazer proteção contra radiação desta forma)

Hoje, o INP planeia criar uma fábrica chamada c-tau (tse-tau), que poderá tornar-se o maior projecto de física fundamental na Rússia nas últimas décadas (se o megaprojecto for apoiado pelo governo russo), o esperado os resultados estarão, sem dúvida, ao nível dos melhores do mundo. A questão, como sempre, é sobre dinheiro, que dificilmente o Instituto conseguirá ganhar sozinho. Uma coisa é manter as instalações actuais e fazer coisas novas muito lentamente, outra coisa é competir com laboratórios de investigação que recebem total apoio dos seus países ou mesmo de associações como a UE.

No campo da física dos plasmas, a situação é um pouco mais difícil. Essa direção não é financiada há décadas, tem havido uma forte saída de especialistas para o exterior e, no entanto, a física do plasma em nosso país também pode encontrar algo para se gabar. Em particular, descobriu-se aquela turbulência (vórtices) do plasma, que. deveria destruir a sua estabilidade, por vezes, pelo contrário, ajudar a mantê-la dentro de limites específicos.

43. Duas instalações principais de física de plasma - GOL-3 (na foto tirada do nível da viga do guindaste do edifício) e GDL (será abaixo)

44. Geradores GOL-3 (armadilha aberta corrugada)

45. Fragmento da estrutura do acelerador GOL-3, a chamada célula espelho.

Por que precisamos de um acelerador de plasma? É simples - na tarefa de obter energia termonuclear existem dois problemas principais: confinar o plasma em campos magnéticos de estrutura complicada (o plasma é uma nuvem de partículas carregadas que se esforçam para se separar e se espalhar em diferentes direções) e seu rápido aquecimento a temperaturas termonucleares (imagine - você é um bule de chá antes de aquecer 100 graus por vários minutos, mas aqui você precisa de microssegundos a milhões de graus). O BINP tentou resolver ambos os problemas utilizando tecnologias aceleradoras. Resultado? Nos TOKAMAKs modernos, a pressão do plasma em relação à pressão de campo que pode ser retida é de no máximo 10%, no BINP em purgadores abertos - até 60%. O que isto significa? Que no TOKAMAK é impossível realizar a reação de síntese de deutério + deutério, apenas trítio muito caro pode ser usado; Numa instalação do tipo GOL seria possível contentar-se com deutério.

46. ​​​​É preciso dizer que o GOL-3 parece algo criado em um futuro distante ou simplesmente trazido por alienígenas. Geralmente causa uma impressão completamente futurística em todos os visitantes.

Agora vamos passar para outra instalação de plasma no BINP - o GDT (armadilha dinâmica de gás). Desde o início, esta armadilha de plasma não foi focada na reação termonuclear, foi construída para estudar o comportamento do plasma.

50. GDL é uma instalação bastante pequena, por isso cabe inteiramente em uma estrutura.

A física do plasma também tem seus próprios sonhos, eles querem criar nova instalação- GDML (m - multi-espelho), seu desenvolvimento começou em 2010, mas ninguém sabe quando terminará. A crise afecta-nos da forma mais significativa: as indústrias de alta tecnologia são as primeiras a ser cortadas, e com elas as nossas encomendas. Se houver financiamento disponível, a instalação poderá ser criada em 4 a 6 anos.

No campo da SI, nós (estou falando da Rússia) estamos atrás de toda a parte desenvolvida do planeta, para ser honesto. Há um grande número de fontes de RS no mundo, elas são melhores e mais poderosas que as nossas. Eles realizam milhares, senão centenas de milhares, de trabalhos relacionados ao estudo de tudo, desde o comportamento de moléculas biológicas até pesquisas em física e química do estado sólido. Na verdade é fonte poderosa Os raios X, que não podem ser obtidos de outra forma, portanto todas as pesquisas relacionadas ao estudo da estrutura da matéria são SI.

No entanto, a vida é tal que na Rússia existem apenas três fontes de RS, duas das quais foram feitas aqui, e ajudamos a lançar uma (uma está localizada em Moscou, outra em Zelenograd). E apenas um deles funciona constantemente em modo experimental - este é o “bom e velho” VEPP-3, que foi construído há mil anos. O fato é que não basta construir um acelerador para a RS. Também é importante construir equipamentos para estações SI, mas isto é algo que não está disponível em nenhum outro lugar. Como resultado, muitos investigadores nas nossas regiões ocidentais preferem enviar um representante “para fazer tudo pronto” em vez de gastar enormes quantias de dinheiro na criação e desenvolvimento de estações SI em algum lugar da região de Moscovo.

55. No anel VEPP-3

56. Esta é uma vista aérea do complexo VEPP-4, ou mais precisamente do terceiro andar do “mezanino”. Logo abaixo blocos de concreto rad.protection, abaixo deles - POSITRON e VEPP-3, então - uma sala azulada - a sala de controle do complexo, de onde o complexo e o experimento são controlados.

57. “Chefe” do VEPP-3, um dos físicos aceleradores mais antigos do BINP e do país – Svyatoslav Igorevich Mishnev

No INP, para quase 3 mil pessoas, há pouco mais de 400 trabalhadores científicos, incluindo estudantes de pós-graduação. E todos vocês entendem que não é um assistente de pesquisa diante da máquina, e os desenhos dos novos anéis aceleradores também não são feitos por estudantes de pós-graduação ou estudantes. No INP um grande número de trabalhadores técnicos e de engenharia, que inclui um enorme departamento de design, tecnólogos, eletricistas, engenheiros de rádio e... dezenas de outras especialidades. Temos um grande número de trabalhadores (cerca de 600 pessoas), mecânicos, auxiliares de laboratório, auxiliares de laboratório de rádio e centenas de outras especialidades, que às vezes nem conheço, porque ninguém está particularmente interessado nisso. Aliás, o INP é uma daquelas raras empresas do país que anualmente realiza um concurso para jovens trabalhadores - torneiros e fresadores.

62. Produção BINP, uma das oficinas. Os equipamentos estão em sua maioria desatualizados, as máquinas modernas estão localizadas em oficinas que não visitamos, localizadas em Chemy (existe um local assim em Novosibirsk, próximo ao chamado Instituto de Pesquisa de Sistemas). Esta oficina também conta com máquinas CNC, elas simplesmente não foram incluídas na foto (isso é uma resposta a alguns comentários em blogs).

Somos Iafistas, somos um organismo único, e isso é o principal do nosso Instituto. Embora seja muito importante, claro, que eles liderem todo o processo tecnológico física. Eles nem sempre entendem os detalhes e complexidades do trabalho com materiais, mas sabem como tudo deve terminar e lembram que uma pequena falha em algum lugar da máquina de um trabalhador levará a uma instalação multimilionária em algum lugar do nosso país ou do mundo. E portanto, algum estudante verde pode nem entender as explicações do engenheiro, mas quando questionado “isso pode ser aceito”, ele balançará a cabeça negativamente, lembrando exatamente que precisa de uma precisão de cinco mícrons com base em um metro, caso contrário seu a instalação está parafusada. E então a tarefa dos tecnólogos e engenheiros é descobrir como ele, o vilão, pode atender às suas demandas impensáveis, que vão contra tudo o que costumamos fazer. Mas eles inventam, fornecem e investem uma quantidade incrível de inteligência e engenhosidade.

63. O intrigado responsável pelo equipamento elétrico do complexo VEPP-4M, Alexander Ivanovich Zhmaka.

64. Esta cena sinistra foi filmada simplesmente em um dos prédios do Instituto, no mesmo onde estão localizados o VEPP-3, o VEPP-4 e o VEPP-5 parainjetor. E significa simplesmente que o acelerador está funcionando e representa algum perigo.

67. O primeiro colisor do mundo, construído em 1963 para estudar as possibilidades de sua utilização em experimentos de física de partículas. O VEP-1 é o único colisor da história em que feixes circularam e colidiram em um plano vertical.

68. Passagens subterrâneas entre os edifícios do instituto

Obrigado a Elena Elk pela organização das fotografias e histórias detalhadas sobre as instalações.

O Instituto G.I. Budker de Física Nuclear SB RAS é o maior instituto acadêmico da Rússia, um dos principais centros mundiais no campo de física de altas energias, física e tecnologia de aceleradores, fontes de radiação síncrotron e lasers de elétrons livres, física de plasma e controlada fusão termonuclear. Em muitas de suas áreas, o BINP SB RAS é o único centro na Rússia.

O Instituto foi criado em 1958 no Novosibirsk Academgorodok com base no Laboratório de Novos Métodos de Aceleração do Instituto de Energia Atômica, chefiado por G. Budker, chefiado por I. Kurchatov. O acadêmico G. Budker foi o fundador e primeiro diretor do instituto. Seu diretor, Alexander Skrinsky, contou à agência Interfax-Siberia sobre os problemas nos quais o Instituto está trabalhando hoje.

- Alexander Nikolaevich, como você vê as perspectivas do instituto no contexto das mudanças que estão ocorrendo atualmente na ciência acadêmica?

- Até agora podemos dizer que o nosso financiamento é Próximo ano não mudará, permanecendo no nível deste ano. Historicamente, nosso instituto teve mais um componente extra-orçamentário por meio de contratos, participação em colaborações e assim por diante. Por exemplo, dos 2 mil milhões de rublos do orçamento total do Instituto para 2013, o financiamento orçamental direto ascendeu a cerca de 800 milhões de rublos. O resto chega até nós porque fazemos o que outros centros de investigação precisam, principalmente estrangeiros, embora também haja encomendas russas. E fazemos coisas aplicadas, como dizem, à economia nacional - medicina, segurança (sistemas de triagem em aeroportos), diversas indústrias, tanto para a Rússia como para consumidores estrangeiros. Tentamos, é claro, que nossos desenvolvimentos aplicados não sejam algum tipo de atividade separada, mas fluam naturalmente do que fazemos no campo da ciência fundamental, porque para nós a linha central é a física de partículas e questões relacionadas.

A física fundamental se desenvolve apenas quando você caminha por um país desconhecido, em uma direção que ninguém percorreu, e aprende algo que outros ainda não sabem naquele momento. É claro que quase sempre ao mesmo tempo que alguém está trabalhando para resolver os mesmos problemas, você pode ficar para trás – mas essa é a segunda questão.

Idealmente, somos forçados a inventar e dominar novas tecnologias para abordar fenómenos completamente novos que não são de forma alguma aplicações práticas não foram usados ​​antes pela simples razão de que esses fenômenos não foram descobertos.

Por exemplo, a radiação síncrotron, cujas primeiras fontes artificiais surgiram em meados do século passado. Desde então, a capacidade de gerar radiação síncrotron tem continuado a melhorar, aumentando a sua qualidade, brilho, intensidade, encurtando o comprimento de onda, ou mais precisamente, a sua regulação. Esperamos que nos próximos anos possamos construir uma nova fonte de radiação síncrotron da geração, como dizem agora, “3+”. Da mesma forma, um laser utiliza feixes de elétrons de alta energia. Produz radiação coerente cuja frequência pode variar e mostramos que isso é possível. A primeira fase do laser foi lançada em 2003, a segunda em 2009, e esperamos que a terceira fase seja lançada em breve. Hoje, nosso laser de elétrons livres excede significativamente todas as outras fontes de radiação coerente do mundo em termos de potência média de radiação na faixa de comprimento de onda de 40-80 e 110-240 mícrons. No início, muitos disseram que estávamos fazendo bobagens - porém, isso quase sempre acontece. Agora o laser já está sendo utilizado, embora não em tecnologia, mas em outras áreas da ciência - biologia, geologia, química. Por exemplo, pode ser usado para separar isótopos leves, trabalhar com metamateriais e assim por diante.

- Que tarefas o BINP enfrenta na ciência fundamental?

Queremos dar um grande passo no aumento da luminosidade (desempenho) do nosso próximo colisor elétron-pósitron para uma energia relativamente baixa - até 5 GeV. O desempenho deste colisor deverá ser cerca de mil vezes maior do que o alcançado em atualmente, mais ainda do que o Grande Colisor de Hádrons. Embora a energia do colisor seja relativamente baixa, esperamos que forneça respostas a questões importantes enfrentadas não apenas pela física de partículas, mas também pela cosmologia. Essas ciências, embora muito diferentes em suas ferramentas, são necessárias umas às outras quando se trata de compreender a estrutura da matéria. Há esperança de que o governo russo, tendo mais uma vez incluído o nosso colisor entre os megaprojectos científicos que serão apoiados pelo Estado, conforme anunciado recentemente pelo Ministro da Educação e Ciência, Dmitry Livanov, seja consistente na implementação desta decisão. O fato é que o custo total da instalação é de cerca de 16 bilhões de rublos. Pelos padrões mundiais, não é tanto, do qual conseguimos investir cerca de 15% através de empreitadas realizadas para outros centros, indústria na Rússia e outros países, mas, claro, é impossível implementar totalmente o projeto apenas por conta própria.

- O Modelo Padrão sobreviverá?

Falando do Modelo Padrão ( teoria moderna estrutura e interações das partículas elementares - IF), dois pontos devem ser distinguidos: sua confiabilidade e completude. Primeiro, sobre confiabilidade.

O Modelo Padrão possui um poder preditivo excepcionalmente poderoso. Até agora, apesar de muitas experiências diferentes destinadas a encontrar indicações directas ou indirectas da existência de desvios do Modelo Padrão, não foi possível detectar esses desvios em qualquer nível significativo de fiabilidade. Nesse sentido, os experimentos de Novosibirsk, antes de tudo, nosso novo colisor VEPP-2000, são uma espécie de posto avançado para testar o Modelo Padrão - um dos maiores teorias das ciências naturais Século XX.

Porém, o que se pode dizer com certeza é que na sua forma atual o Modelo Padrão é um modelo que descreve tudo interações fundamentais, incompleto. Existem fenômenos na natureza, por exemplo, matéria escura, energia escura, que não são descritos pelo Modelo Padrão, e para explicar isso ele (o Modelo Padrão) precisa ser ampliado. Há um volume enorme pela frente Trabalho experimental, principalmente no campo da cosmologia, astronomia e, claro, física de altas energias.

- Como avança o trabalho do BINP na direção termonuclear?

Os investimentos no desenvolvimento de reatores baseados em sistemas de confinamento de plasma em malha aberta, nos quais nosso instituto está engajado, comparados aos investimentos em tokamaks (nos quais o plasma é confinado por um campo elétrico em uma câmara toroidal - IF) no mundo são muito menores , portanto, em geral, avançou de forma mais modesta - tanto nos parâmetros do plasma, em termos de proximidade com os parâmetros termonucleares, quanto em termos de engenharia e desenvolvimento tecnológico desta abordagem. Em princípio, é claro, uma reação termonuclear pode ser obtida de uma forma ou de outra, mas a principal e mais difícil tarefa é tornar o processo de obtenção dessa energia comercialmente atraente, bem como tecnologicamente e ambientalmente aceitável.

Deste ponto de vista, um tokamak comercial é uma tecnologia muito complexa, difícil de implementar na prática, e se assumirmos que um reator comercial pode ser implementado com base em sistemas abertos de confinamento de plasma, então isso pode ser visivelmente mais fácil, mais barato e mais seguro que um tokamak.

É importante ressaltar que não somos os únicos a trabalhar neste tema; por exemplo, a empresa americana Three Alpha Energy está caminhando na mesma direção, para a qual estamos fabricando um lote de potentes injetores de aquecimento atômico na faixa dos megawatts.

Até que ponto, na sua opinião, o resultado de aquecimento e confinamento de plasma em armadilha dinâmica de gás (GDT), obtido recentemente no BINP, aproxima o futuro? reator de fusão com base, como dizem, numa “garrafa de cortiça”?

Na verdade, muito recentemente, em novembro deste ano, uma temperatura recorde de elétrons de 400 elétron-volts (4,5 milhões de graus) foi alcançada na instalação GDL com aquecimento adicional por microondas (microondas) de plasma subtermonuclear.

Este avanço na temperatura (o recorde anterior era de cerca de 250 elétron-volts) tornou-se possível graças à cooperação com a NSU e o Instituto de Física Aplicada da Academia Russa de Ciências (Nizhny Novgorod) como parte de um megaprojeto liderado pelo notável cientista alemão Professor Manfred Thumm (Karlsruhe). Atualmente, apenas uma das fontes de radiação de micro-ondas desenvolvidas por eles tem sido utilizada com a conexão da segunda, esperamos maiores avanços nos parâmetros do plasma (ou seja, aumento de sua temperatura e do tempo de retenção do plasma na armadilha - IF); ).

O resultado obtido é um passo importante no caminho da energia termonuclear - confirma a possibilidade de criação de geradores de nêutrons e reatores de fusão nuclear baseados em armadilhas abertas, as mais simples do ponto de vista da engenharia.

- Na sua opinião, é possível um projeto termonuclear puramente russo?

A escala e, consequentemente, a intensidade de recursos de tal projecto é tal que mesmo a América não se compromete a resolver este problema, contando apenas com capacidades internas. Nem tokamaks, nem sistemas de circuito aberto. Ambas as direções estão se desenvolvendo como internacionais.

O ITER (Reator Termonuclear Experimental Internacional) em construção na França (Reator Termonuclear Experimental Internacional é o maior projeto internacional de criação de um reator termonuclear experimental em Caradas (França) - IF), por exemplo, já é um projeto verdadeiramente global, em que quase todos participam os países mais desenvolvidos científica e tecnologicamente, incluindo Rússia, EUA, Japão e países europeus. Mas também o desenvolvimento sistemas abertos A retenção plasmática também é realizada no âmbito de programas internacionais, cooperativos e não projetos nacionais. E a questão nem é que, por exemplo, os Estados Unidos não tenham dinheiro suficiente para construir eles próprios um reator termonuclear. Provavelmente apenas não querem correr todo o risco de percorrer todo o caminho “sozinho”, sem ter certeza do resultado final.

Além disso, os desenvolvimentos que, por exemplo, temos no nosso instituto, os Estados Unidos não têm. Por isso, realizamos trabalhos contratados para eles, eles utilizam o nosso potencial científico e técnico para avançar e obter resultados o mais rápido possível. Embora tenhamos algumas reservas para o futuro, não há investimento governamental em sistemas de circuito aberto e aceitamos encomendas estrangeiras para podermos melhorar tecnologias e encontrar novas soluções.

- De que outros projetos internacionais o instituto participa?

A participação no projeto CERN-LHC, ou seja, no Large Hadron Collider, continua. Várias dezenas de nossos pesquisadores participam de experimentos com os detectores ATLAS e LHCb. Estamos participando de forma bastante significativa na modernização do complexo de aceleradores.

Estamos participando da criação de uma fábrica B de alta luminosidade, um colisor elétron-pósitron com nível de energia de 10–11 GeV no Japão.

Na Alemanha, estamos participando em dois grandes projetos - um laser de pulso curto que utiliza feixes de elétrons de alta e muito alta energia, dezenas de GeV, que está sendo construído perto de Hamburgo. Espera-se que seja o laser de raios X mais poderoso do mundo.

Outro grande projeto na Alemanha é o projeto FAIR, Facility for Antiprotons and Ions Research, implementado pelo Centro Helmholtz para Pesquisa de Íons Pesados ​​em Wickhausen, perto de Darmstadt. Este é um colisor de íons pesados ​​e estamos envolvidos em seu desenvolvimento há cerca de 15 anos.

Muito dinheiro russo foi investido em ambos os projetos na Alemanha, muito mais do que o BINP recebe diretamente do nosso estado. Esse dinheiro é usado para encomendar equipamentos para laser e FAIR para nós e para um pequeno número de institutos russos.

Por que isso é feito assim, e não diretamente - o Estado investe em nós para que façamos, por exemplo, algo por esses projetos, essa é uma questão pouco clara.

O ITER não está estruturado exatamente assim: o lado russo fornece equipamentos ao ITER, investindo dinheiro nos nossos institutos - no Kurchatovsky, no nosso, em alguns outros.

A propósito, sobre o Centro Científico Kurchatov. O tema de uma possível fusão do INP com ele foi finalmente retirado da ordem do dia?

As conversas sobre a unificação surgiram no verão, quando a reforma da Academia Russa de Ciências foi discutida ativamente. Então a RAS, com a nossa participação, propôs não alterar a filiação departamental dos institutos e fundir diferentes organizações no sentido jurídico, mas voltar à implementação programa estadual na criação de instalações Mega Science.

Ao mesmo tempo, seis deles foram selecionados, incluindo nosso colisor elétron-pósitron com alta luminosidade e energia relativamente baixa.

Gostamos muito mais da versão do programa estadual, principalmente porque não estamos trabalhando apenas nesse projeto, mas também em outros trabalhos. Inclusive sobre temas especiais. E pegar tudo isso e fundir em uma coisa é extremamente irracional; a unificação administrativa de todos com todos é errada; Vejo consequências prejudiciais no facto de não existir uma liderança na ciência que saiba tudo e compreenda tudo em todas as áreas. Organizações que possuem um tipo de entendimento mútuo podem desenvolver uma determinada área em conjunto. Nesta área podem interagir com algumas organizações - aplicadas, industriais e em outras áreas - com outras completamente diferentes.

- Surgiu alguma ideia durante uma das reformas, por exemplo, de dividir o INP em produção e ciência propriamente dita?

- É claro que houve muitas dessas ideias e elas apareceram em vários estágios. Mas na nossa produção, mais precisamente, no complexo de design e produção, fabricamos todos os nossos novos equipamentos que não podem ser comprados em qualquer lugar, de que necessitamos para a nossa investigação fundamental, e para aplicações noutros campos da ciência, e para aplicações industriais, médicas, etc. mais personagem.

Veja, nossa ciência industrial foi morta ou quase morta. Digamos que podemos desconectar nossa parte de design e produção. E como viverá melhor do que os institutos industriais, as agências de design industrial com produção em uma escala muito maior do que a nossa?

Suspeitamos, e a experiência mostra que sobrevivemos e continuamos a ser interessantes tanto no exterior como no mercado interno, e do ponto de vista aplicado porque temos toda a cadeia - pesquisa básica, pesquisa e desenvolvimento aplicados, capacidades de design e fabricação de alta tecnologia.

- Por que os desenvolvimentos aplicados do instituto são mais procurados no exterior do que na Rússia?

Até 1990, 85-90% dos nossos produtos, nomeadamente aceleradores industriais, iam para União Soviética. Sobre isso foi construída toda uma indústria de cabos, onde era necessário um isolamento resistente ao calor. Nos anos seguintes, as fábricas perderam a oportunidade de comprar qualquer coisa nova. Agora, algumas empresas que sobreviveram desta vez começaram a se desenvolver e a comprar nossos equipamentos novamente. Todos os anos produzimos de 10 a 15 aceleradores (uma dessas máquinas custa de US$ 500 mil a US$ 2 milhões). Agora, 20% dos nossos consumidores são russos. Existem poucos consumidores no Cazaquistão. É claro que estamos prontos não apenas para fazer o que fizemos há 30 anos, mas também para fazer coisas novas. Mas para isso é preciso haver encomendas, como houve uma encomenda, por exemplo, da indústria elétrica para a produção de cabos resistentes ao calor. Então eles imediatamente nos encomendaram 15 aceleradores - isso foi por volta de 1970. E com isso, de fato, nossa produção cresceu, naquela época não tínhamos acelerador que pudéssemos fornecer, havia amostras, desenvolvimentos individuais... Mas um acelerador operando em parâmetros elevados, com suficiente grande energia, com potência de dezenas e centenas de quilowatts - isso nunca aconteceu. E além disso, era preciso que funcionasse não para nós, mas na fábrica, para quem, talvez, não entenda nada de física, para que não funcione por um dia ou um mês.

Muitos de nossos aceleradores funcionaram por 20 anos, às vezes nos encomendavam peças de reposição, mas principalmente as próprias fábricas os operavam. Depois foi para o exterior, principalmente para a China. Agora há um problema com a China. A primeira coisa que fazem quando adquirem os nossos novos dispositivos, os nossos novos carros, e não apenas os nossos, é provavelmente copiá-los da forma mais rigorosa possível. Demorou cerca de 15 anos para dominar os aceleradores do tipo ELV, os mais difundidos. Agora, há mais aceleradores trabalhando na China do que na URSS e na Rússia - cerca de 50. Até agora, eles estão comprando aceleradores de seus próprios fabricantes e de nós - aproximadamente um para um. Depois de um tempo, eles nos substituirão, é claro, por antigos aceleradores da China. Mas eles estão tentando entrar no mercado indiano. É mais difícil para eles entrarem na Coreia porque produzimos aceleradores em conjunto com a Samsung. Eles são usados ​​​​na própria Coréia e fornecidos à China. De um modo geral, a China é grande e aqueles que estão habituados aos nossos carros parecem ficar connosco. Mas isso não pode durar para sempre, precisamos desenvolver, avançar. Precisamos, é claro, de uma revolução na tecnologia, parte dela está planejada, mas até agora quase não há consumidores russos. Não há necessidade de contar com consumidores estrangeiros para financiar o desenvolvimento; eles só podem comprar equipamentos prontos.

Digamos que os líderes russos realmente se preocupam com o desenvolvimento da ciência, da tecnologia baseada na ciência e assim por diante. Vamos supor que isso seja verdade. Hoje em dia muitas vezes argumentam assim: nós (o país) estamos atrasados ​​em tal ou qual área da tecnologia por diversos motivos. Vamos investir dinheiro aí. Via de regra isso é um assunto vazio, ou seja, acaba sendo um barril sem fundo, pois se você não tiver uma equipe qualificada e acostumada a trabalhar e obter resultados, não haverá resultado. Ou outro raciocínio - vamos comprar tudo, toda a tecnologia, trazer aqui e produzir tudo o que for necessário. Também praticamente não funciona, pois é quase impossível obter tecnologia avançada. Todas essas são tecnologias de 15 a 20 anos atrás. O que eles estão fazendo na vanguarda no exterior, nós, é claro, não teremos permissão para ver. Portanto, é correcto apoiar no seu país aqueles grupos e organizações que já produzem resultados que são interessantes para a comunidade mundial, que têm uma história positiva e um estado positivo por trás deles, ou seja, que estão avançados à escala global. E você precisa investir dinheiro nessas organizações; o retorno será imediato e garantido.

Entretanto, tecnologias inovadoras, por exemplo, no nosso instituto, o mesmo laser em feixes de electrões, são criadas com o dinheiro que ganhamos, e não porque o Estado ordenou e financiou o nosso desenvolvimento, ou nos instruiu a fazê-lo, ou apoiou o nosso empreendimento. Nós, percebendo que algum dia isso seria procurado na Rússia, construímos nós mesmos. O colisor elétron-pósitron VEPP-2000 foi construído de maneira semelhante - não recebemos nada do estado para ciência fundamental a esse respeito. Hoje, os recursos alocados pelo Estado para a ciência não cobrem salários, utilidades, etc. em nosso Instituto. É difícil dizer como a situação irá evoluir.
interfax-russia.ru

Instituto de Física Nuclear em homenagem. G.I. Budkera SB RAS é um instituto criado em 1958 na cidade acadêmica de Novosibirsk com base no laboratório de novos métodos de aceleração do Instituto de Energia Atômica, liderado por I.V. BINP é o maior instituto da Academia Russa de Ciências. Número total O quadro de funcionários do instituto é de aproximadamente 2.900 pessoas. Entre a equipe científica do instituto estão 5 membros titulares da Academia Russa de Ciências, 6 membros correspondentes da Academia Russa de Ciências, cerca de 60 doutores em ciências, 160 candidatos em ciências. O BINP concluiu uma quantidade impressionante de trabalho para o Large Hadron Collider do CERN.

Foi aqui que tudo começou: VEP-1 (Counter Electron Beams)
O primeiro colisor do mundo, construído em 1963 para estudar as possibilidades de utilização em experimentos de física de partículas. O VEP-1 é o único colisor da história em que feixes circularam e colidiram em um plano vertical.

Atualmente, existem dois aceleradores operando no BINP SB RAS: VEPP-4 e VEPP-2000.
O colisor elétron-pósitron VEPP-2000, cujo desenvolvimento também começou em 2000, tornou-se uma espécie de irmão mais novo do Grande Colisor de Hádrons. Se a energia das partículas no colisor europeu atingiu 100 gigaelétron-volts por feixe (energia total - 200 gigaelétron-volts), então o colisor siberiano é exatamente 100 vezes mais fraco - 2.000 megaelétron-volts ou 2 gigaelétron-volts.

Uma das principais tarefas do novo colisor é medir com a maior precisão possível os parâmetros de aniquilação de um par elétron-pósitron em hádrons - mésons e bárions. Um pósitron e um elétron – uma partícula e uma antipartícula – podem se aniquilar durante as colisões, transformando-se inteiramente em radiação eletromagnética. Porém, em algumas energias, essas colisões podem gerar outras partículas – constituídas por dois (mésons) ou três quarks (bárions – prótons e nêutrons).
A estrutura interna dos prótons e nêutrons ainda não é totalmente compreendida.

Resfriamento instantâneo para pés com nitrogênio.

Me disseram isso em este momentoé um dos ímãs mais poderosos do mundo.

Gestão do VEPP-2000

O complexo acelerador VEPP-4 é uma instalação única para a realização de experimentos com feixes de elétrons-pósitrons em colisão de alta energia. O complexo VEPP-4 inclui um injetor (energia do feixe de até 350 MeV), um anel de armazenamento VEPP-3 (até 2 GeV) e um colisor elétron-pósitron VEPP-4M (até 6 GeV).

O colisor VEPP-4M com detector universal de partículas KEDR foi projetado para experimentos em física de alta energia.

O VEPP-4M implementa um sistema de medição de energia de partículas pelo método de despolarização ressonante com erro relativo de até 10-7, o que não foi alcançado em nenhum outro laboratório do mundo. Esta técnica permite medir as massas das partículas elementares com altíssima precisão.

EM últimos anos O objetivo da maioria dos experimentos é medir com precisão as massas das partículas elementares.

Além da física de altas energias, pesquisas com feixes extraídos de radiação síncrotron são realizadas no complexo VEPP-4. As principais direções são ciência dos materiais, estudo de processos explosivos, arqueologia, biologia e medicina, nanotecnologia, etc.

Mais de 30 organizações russas e estrangeiras realizam pesquisas nas instalações do complexo VEPP-4, incluindo institutos RAS de Novosibirsk, Yekaterinburg, Krasnoyarsk, Tomsk, São Petersburgo, Moscou, etc., bem como institutos estrangeiros da Alemanha, França, Itália, Suíça, Espanha, EUA, Japão e Coreia do Sul.

O perímetro do VEPP-4m é de 366 metros.

Seus meios anéis correm no subsolo

No anel de armazenamento VEPP-3, são realizados experimentos de física nuclear em um alvo de gás interno, que é um jato de gás (deutério ou hidrogênio) de intensidade recorde, introduzido diretamente na câmara de vácuo do anel de armazenamento.

O comprimento do anel de armazenamento VEPP-3 é de 74,4 m, a energia de injeção é de 350 MeV, a energia máxima é de 2.000 MeV

As principais direções de trabalho do VEPP-3 atualmente são o acúmulo e injeção de elétrons e pósitrons no colisor VEPP-4M, trabalho como fonte de radiação síncrotron e experimentos com um alvo de gás interno no espalhamento de elétrons em deutérios polarizados.

Acumulador-resfriador do complexo de injeção.

A instalação GDT (armadilha gasodinâmica) é um suporte para o estudo experimental de importantes problemas físicos associados ao confinamento de plasma termonuclear em sistemas magnéticos longos Tipo aberto. Entre as questões em estudo estão a física das perdas longitudinais de partículas e energia, equilíbrio e estabilidade magnetohidrodinâmica do plasma e microinstabilidade.

Experimentos nas instalações do GDT forneceram respostas a várias questões clássicas da física do plasma quente.

A instalação do GDL está sendo modernizada. O objetivo da modernização é utilizar potentes injetores atômicos de nova geração para aquecer o plasma. Segundo cálculos, tais injetores permitem obter parâmetros recordes de plasma quente, o que permitirá realizar uma série de experimentos para estudar detalhadamente a física do confinamento e aquecimento do plasma com parâmetros característicos de futuros reatores termonucleares.

Armadilha de plasma multiespelho GOL-3.
Experimentos estão sendo conduzidos nas instalações do GOL-3 para estudar a interação do plasma com uma superfície. O objetivo desses experimentos é selecionar materiais estruturais ideais para elementos de reatores termonucleares em contato com plasma quente.

A instalação GOL-3 é um solenóide no qual são colocadas várias bobinas (110 peças), criando um poderoso campo magnético dentro do tubo. Antes de operar a instalação, Bombas de vácuo O ar é bombeado para fora do tubo, após o que átomos de deutério são injetados em seu interior. Então, o conteúdo do tubo deve ser aquecido a dezenas de milhões de graus, passando um feixe de partículas carregadas.

O aquecimento ocorre em duas etapas - graças à carga elétrica, o aquecimento preliminar é alcançado até 20 mil graus e, em seguida, ao “injetar” um feixe de elétrons, o aquecimento ocorre até 50-60 milhões de graus. Nesse estado, o plasma é mantido por apenas frações de segundos - durante esse tempo, os instrumentos fazem leituras para análise posterior.

Todo esse tempo, a tensão é aplicada às bobinas, criando nelas um campo magnético de cerca de cinco tesla.
Um campo tão forte, obedecendo às leis físicas, tende a rasgar as bobinas em pedaços e, para evitar isso, elas são fixadas com fortes fechos de aço.

No total, são vários “disparos” por dia, consumindo cerca de 30 MW de energia elétrica para cada um. Essa energia vem da usina hidrelétrica de Novosibirsk por meio de uma rede separada.

Instalação de FEL no Instituto de Cinética Química e Combustão, adjacente ao BINP.
Os lasers de elétrons livres consistem em duas unidades - um ondulador e uma cavidade óptica.
A ideia é esta: um feixe de elétrons voa através de uma seção com sinal alternado campo magnético. Sob a influência desse campo, os elétrons são forçados a voar não em linha reta, mas ao longo de uma certa trajetória senoidal, semelhante a uma onda. Ao realizar esse movimento oscilante, os elétrons relativísticos emitem luz, que cai em linha reta em um ressonador óptico, dentro do qual existe um vácuo louco (10-10 milímetros de mercúrio).

Nas extremidades opostas do tubo existem dois enormes espelhos de cobre. No caminho de espelho em espelho e vice-versa, a luz ganha uma potência decente, parte da qual vai para o consumidor. Os elétrons que cederam energia à radiação eletromagnética são girados por meio de um sistema de ímãs curvados, retornados aos ressonadores de RF e aí desacelerados.

Os postos de usuários, que hoje são seis, ficam no segundo andar do prédio, fora da sala das aceleradoras, onde não é possível estar presente durante o funcionamento do FEL. A radiação é transportada para cima através de tubos cheios de nitrogênio seco.

Em particular, a radiação desta instalação foi utilizada por biólogos para desenvolver um novo método para estudar sistemas moleculares complexos.

Os químicos agora têm a oportunidade de controlar as reações de uma maneira muito eficiente em termos energéticos. Os físicos estão estudando metamateriais - materiais artificiais, que possuem índice de refração negativo em uma determinada faixa de comprimento de onda, tornando-se completamente invisíveis, etc.

Como você pode ver pela “porta”, o prédio provavelmente tem uma margem de segurança de 100 vezes para proteção contra radiação.

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