Российский коллайдер: в Дубне готовят к запуску уникальный коллайдер

Содержание

в Дубне готовят к запуску уникальный коллайдер

Российский ускоритель NICA, находящийся в финальной стадии строительства, позволит ученым проникнуть в тайны атомного ядра, воспроизвести первые мгновения после Большого взрыва Большой взрыв — начало расширения Вселенной; теория, принятая нынешней астрофизикой; переход вещества от состояния сингулярности, то есть невероятной плотности материи, к расширению и охлаждению; произошел примерно 14 млрд лет назад. и даже разработать новые способы лечения рака.

Наукоград Дубна расположен в 120 километрах от Москвы. Этот небольшой город навсегда вписал свое имя в историю ядерной физики. Еще в 1940-х годах здесь был основан Институт ядерных проблем АН СССР, а в 1956 году создана международная межправительственная организация Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ). Сегодня это сообщество объединяет 18 государств от Кубы и Вьетнама до Чехии и Польши; ассоциированными членами являются такие передовые в области физики государства, как Италия и Германия. В Дубне десятилетиями ведутся уникальные исследования и получаются результаты мирового уровня.

Институт, равного которому нет

ОИЯИ, по мнению его руководителя академика Виктора Матвеева, всемирно известный научный центр, являющий собой уникальный пример успешной интеграции фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований с разработкой и применением новейших технологий и университетским образованием. Институт опирается на мощный фундамент: традиции научных школ, имеющих мировое признание; базовые исследовательские установки с уникальными возможностями, позволяющие решать актуальные задачи во многих областях современной физики; статус международной межправительственной организации, зарегистрированной ООН. Рейтинг ОИЯИ в мировом научном сообществе очень высок. За более чем шестьдесят лет с момента образования ОИЯИ здесь выполнен широчайший спектр исследований и подготовлены научные кадры высшей квалификации для стран-участниц ОИЯИ. Устав института декларирует принцип открытости для участия всех заинтересованных государств, их равноправное взаимовыгодное сотрудничество.

Неоценимый и непревзойденный вклад ОИЯИ в современную физику отмечен Международным союзом теоретической и прикладной химии четырежды. 105-й элемент Периодической системы Д. И. Менделеева получил имя «дубний» в честь Дубны, где расположен ОИЯИ. Заслуги основателя Лаборатории ядерных реакций академика Георгия Флёрова отмечены в имени 114-го элемента, флеровия. Элемент 115 назван «московий» — так мир воздал должное ученым Московской области, где расположен ОИЯИ. Выдающуюся роль в синтезе сверхтяжелых элементов, поиске островка стабильности и организации работы сыграл научный руководитель Лаборатории ядерных реакций имени Г. Н. Флёрова ОИЯИ академик Юрий Оганесян, поэтому элемент 118 назван «оганесон». Выдающемуся ученому, открывшему новый класс ядерных реакций, сейчас 86 лет, но он продолжает плодотворно трудиться в институте.

Сегодня в ОИЯИ строится российский коллайдер Коллайдер — ускоритель элементарных частиц, в котором они двигаются навстречу друг другу; предназначен для исследования продуктов соударений частиц. NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility). Это проект класса «мегасайенс» — большая, дорогая и сложная научная установка, не имеющая на данный момент аналогов в мире. Сейчас строительство уже на финишной прямой: запуск ускорителя ожидается в конце 2021-го или начале 2022 года. Результаты, которые планируется на нём получить, пригодятся всем, от астрофизиков до медиков.

1 из 4

Фото из архива ОИЯИ

Как ранее отмечал первый заместитель министра науки и высшего образования Российской Федерации академик Григорий Трубников, «коллайдеры были предложены у нас еще в 1960-е годы в ИЯФ СО РАН академиком Г. И. Будкером. Дальше эта технология распространилась по всему миру, во многих местах заработали коллайдеры, несколько экспериментов на них получили Нобелевские премии, только не в России. То есть технологию предложили именно мы, мы являемся экспертами в этой области, но при этом самый лучший коллайдер — не у нас. Это неправильно. Советский Союз вообще предложил много технологий всему миру, при этом лучшие работающие образцы таких технологий, к сожалению, не нашли места и поддержки у себя в отечестве».

«В основе проекта NICA, — объяснял академик Трубников, — лежат идеи в том числе наших, дубнинских теоретиков о том, что именно в определенном диапазоне плотностей и температур и с определенными пучками сталкивающихся тяжелых ядер нужно искать эффекты фазовых переходов в сильновзаимодействующей ядерной материи. Если повезет, у нас будет проект born in Russia, который от идеи и до получения результата будет иметь абсолютно наш приоритет».

На заседании Научно-технического совета ОИЯИ констатировалось, что исследования ЦЕРН, ведущиеся в области сверхвысоких энергий, дополняют исследования ОИЯИ. Сотрудники ОИЯИ — непременные участники экспериментов ATLAS, CMS и ALICE на Большом адронном коллайдере (БАК). Такой установки, как БАК, в ОИЯИ, конечно, нет, но и ЦЕРН не располагает установкой, подобной NICА: диапазон энергий, который перекрывает NICА, не перекрывается БАКом. В Дубне работает и другое уникальное устройство — ускоритель Фабрики сверхтяжелых ионов. Ничего подобного ЦЕРН не имеет, как не имеет и такого мощного источника нейтронов, как реактор ИБР-2 в Дубне.

Дело в том, что NICA — это целый комплекс ускорителей, предшествующих главному коллайдеру. С помощью такого оборудования можно получить частицы очень разной энергии: от килоэлектронвольт Электронвольт — чуть больше, чем 10 в минус 19-й степени джоулей, внесистемная единица энергии, используется в ядерной физике и смежных науках. до гигаэлектронвольт. То есть нижняя граница возможной энергии отличается от верхней в миллионы раз, и для каждого варианта найдется свое применение.

Начало мира и тайны ядра

Прежде всего NICA позволит воспроизвести первые доли секунды после Большого взрыва. Тогда не было не только атомов, но и частиц, составляющих атомные ядра (протонов Протон — одна из составных частей ядра; элементарная частица, состоит из кварков, имеет положительный заряд. и нейтронов Нейтрон — одна из составных частей ядра; элементарная частица, состоит из кварков, не имеет заряда.). Вместо этого пространство было заполнено невероятно горячей «кашей» из их составных частей: кварков и глюонов. Такое состояние вещества называется кварк-глюонной плазмой Кварк-глюонная плазма (кварковый суп) — агрегатное состояние вещества, при котором частицы, имеющие составной характер, находятся в том же состоянии, что и электроны и ионы в обычной плазме; обычная же плазма — четвертое агрегатное состояние вещества, ионизированный газ..

Сегодня подобная плазма может быть воссоздана на ускорителях. Для этого нужно столкнуть тяжелые атомные ядра с подходящей энергией. В наиболее перспективном диапазоне энергий и будет работать NICA.

Подобные исследования помогут физикам проникнуть в тайны возникновения нашего мира, а также изучить условия в недрах нейтронных звезд, где кварк-глюонная плазма существует и ныне.

Кроме того, NICA станет незаменимым инструментом для изучения физики релятивистских атомных ядер. Российский ускоритель даст ученым сведения, которые они не могут получить даже на значительно более мощном БАКе. Дело в том, что для исследований по ядерной физике энергия сталкивающихся частиц должна быть не максимальной, а оптимальной.

«Если мы хотим получить большую плотность ядерной материи, энергию надо подобрать очень точно, и это стало известно не так давно», — рассказывает исполняющий обязанности вице-директора ОИЯИ по мегасайенс-проекту NICA Владимир Кекелидзе.

Многочисленные эксперименты на разных ускорителях показали, что оптимальная энергия для таких изысканий — от 5 до 12 гигаэлектронвольт на нуклон.

«Сегодня два проекта специально нацелены на эти энергии: NICA и FAIR», — говорит Владимир.

Ускоритель FAIR сейчас строится в Дармштадте, Германия, при участии многих государств, в основном европейских. При этом российский и европейский проекты не конкурируют, а сотрудничают и удачно дополняют друг друга (об этом мы подробнее расскажем ниже).

К новым источникам энергии

Своя причина ждать запуска коллайдера есть и у тех, кто создает энергетические технологии будущего. Ученые лелеют проекты подкритических реакторов. В таком реакторе в качестве активатора топлива используется не уран-235, который требует сложной и дорогой процедуры обогащения, а нейтронная «вспышка», образующаяся при взаимодействии пучка протонов с мишенью из тяжелых элементов. В этом случае в качестве «топлива» вместо урана-235 может быть использован , например, более распространенный в природе торий-232.

Схема устройства выглядит так. Ускоритель создает пучок протонов, который бьет в мишень из тяжелых элементов (например, свинца и вольфрама). Этот протонный «сгусток» выбивает из мишени нейтроны. Нейтрон, соединяясь с ядром тория-232, превращается в протон. Так получается ядро протактиния-233. Тот распадается с образованием урана-233. Нейтроны, которые продолжают выбиваться из мишени, вызывают реакцию деления урана, в которой выделяется энергия.

Важно, что такой реактор не требует создания критической массы урана. Это значит, что реакция немедленно прекратится, как только будет выключен ускоритель, обеспечивающий процесс нейтронами. Поэтому на реакторах подобного типа принципиально невозможны катастрофы, аналогичные чернобыльской.

Кроме того, подобная установка будет эффективно «дожигать» ядерные отходы. То, что от них в итоге останется, поступит на долговременное хранение и уже через пятьсот лет будет не опаснее угольной золы. Для сравнения: отходы современных АЭС остаются смертоносными в тысячу раз дольше.

Чтобы такие реакторы стали реальностью, нужно провести множество исследований, в том числе и с помощью ускорителей. Для этого на комплексе NICA создается экспериментальная зона и опытная установка.

Материалы, космос, далее везде

К ускорительному комплексу проявляют большой интерес и создатели принципиально новых материалов. Дело в том, что пучок заряженных частиц может служить своеобразным зондом, позволяющим изучить свойства материала и разработать технологии производства и использования, к примеру, высокотемпературных сверхпроводников Сверхпроводник — материал, электрическое сопротивление в котором при определенной температуре равно нулю. , а также новейших полимеров с высокой механической и радиационной стойкостью.

Инструмент пригодится и покорителям космоса. Дело в том, что космическое пространство пронизано потоком протонов и других атомных ядер, который непрерывно истекает из Солнца (солнечным ветром). По сути это радиация, опасная для всего живого. МКС защищена от нее магнитным полем Земли, но на пути к Марсу космонавты будут лишены такого щита многие месяцы. Как их уберечь? Насколько мощная требуется защита? Возможно ли вообще доставить человека до Красной планеты живым? Ответа на все эти вопросы пока нет. Чтобы их найти, нужны многочисленные эксперименты, в которых космический радиационный фон имитируется потоком заряженных частиц, созданных на ускорителе.

Наконец, установка необходима и медикам. Более полувека при лечении рака используется протонная терапия. Протоны разгоняются на расстоянии в десятки метров для получения энергии в 250–300 мегаэлектронвольт и потом прицельно направляются на нужное место. В зависимости от энергии ионного пучка можно локализовать энерговыделение на желаемой глубине. То есть здоровые участки биотканей, окружающие опухоль, не повреждаются. В этом принципиальное отличие от лучевой терапии, которая воздействует на все ткани человеческого организма, так что врачи-радиологи, назначая облучение, балансируют между терапевтическим эффектом и лучевой болезнью у пациентов. Новые эксперименты на NICA помогут сделать этот метод еще более эффективным и спасти миллионы жизней.

Заметим, что отдача от проекта не ограничивается исследованиями, которые можно провести на ускорителе. Строительство и эксплуатация любой установки класса «мегасайенс» — это создание и тестирование уникальных технологий, которые потом могут пригодиться в самых разных областях. В случае проекта NICA это даст народному хозяйству в частности:

— новое поколение метрологической техники буквально с микронной точностью измерений;

— тонкопленочные, толщиной в один атом, покрытия, которые резко повысят эффективность, к примеру, солнечных батарей;

— технологию нанолитографии для создания самых современных интегральных микросхем;

— специальные сплавы и технологии сварки таких металлов, как ниобий, вольфрам, титан и пр.;

— гигантские хранилища данных (до 50 терабайт) и высокоскоростные (с пропускной способностью свыше 100 Гб в секунду) каналы передачи данных.

Строительство и последующее развитие коллайдера — это огромный заказ для отечественной наукоемкой промышленности.

Как это работает

Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Суммарный заряд электронов равен заряду ядра, поэтому атом как целое нейтрален. Если лишить его одного или нескольких электронов, получится положительно заряженная частица — положительный ион.

Поскольку ион заряжен, на него влияют электрическое и магнитное поля. С помощью первого частицу можно ускорить, а второе определяет направление ее полета. Если значительное ускорение не требуется, иону позволяют двигаться по прямой и, пройдя всю длину устройства, вылетать из него. Такие ускорители называются линейными. В более крупных установках частицы летают кругами (специально подобранное магнитное поле искривляет их траекторию), на каждом обороте получая всё новую и новую энергию от электрического поля. Такова схема кольцевого ускорителя.

NICA — каскад ускорителей

В готовом виде комплекс NICA будет представлять собой многоступенчатый каскад ускорителей. Прежде чем попасть в главные кольца коллайдера, ионы будут предварительно разгоняться в других блоках установки.

Для разгона электронов предназначены две независимые линейные системы: инжектор легких ионов и инжектор тяжелых ионов. Первый производит легкие ионы, от водорода до магния. Второй — ионы золота Au31+: из 79 электронов атом золота теряет 31. После чего они поступают в кольцевой ускоритель — бустер — окружностью 211 метров, где становятся голыми атомными ядрами.

Следующий ускоритель — гордость Дубны, 252-метровый «Нуклотрон». Он может работать и сам по себе — и тогда выпускать пучки частиц в детектор [email protected] Но главное для него — подготовка частиц для коллайдера NICA, для двух его колец периметром 503 метра. «Кольцо» — термин: установка имеет две длинные прямые стороны, параллельные друг другу, и две короткие круглые дуги в качестве других сторон. В коллайдере два разогнанных пучка частиц сталкиваются, в точках столкновения расположены детекторы MPD и SPD. Их возможности сравнимы с возможностями детекторов Большого адронного коллайдера.

Вместе ради науки

Сверхсовременный комплекс NICA сооружается вокруг «Нуклотрона», запущенного еще в 1993 году, а теперь модернизированного. В свое время он стал первым в мире ускорителем, специально предназначенным для экспериментов с тяжелыми ионами.

«„Нуклотрон“ — действующий ускоритель, и на нём уже ведутся эксперименты в рамках программы NICA. Сейчас он остановлен на год или полтора в связи со строительством коллайдерных колец», — объясняет Кекелидзе.

«Нуклотрон» создан на основе технологий, разработанных в Дубне в 1980–1990-х годах.

«Эти технологии уникальны, и на их основе и разрабатывается проект всех остальных ускорительных колец», — подчеркивает ученый.

Часть изготовленного в Дубне оборудования, созданного по этим технологиям, поставляется в европейские ускорительные центры. Так, сверхпроводящие магниты типа «Нуклотрон» используются в комплексе FAIR. В свою очередь, и иностранные коллеги делятся своими знаниями и технологиями.

Отметим, что в создании NICA принимают участие ученые из 70 институтов 32 стран мира. Команда проекта активно сотрудничает с коллаборацией упомянутого ускорителя FAIR и Европейским центром ядерных исследований (ЦЕРН).

Кроме того, ускоритель такого масштаба генерирует огромное количество данных, которые нужно обрабатывать. Чтобы выделить золотую крупинку новой научной информации, нужно промыть целые горы песка (то есть шумов, рядовых событий и так далее). Для этого создается сеть, объединяющая многие мировые суперкомпьютерные, облачные и грид-центры.

«Солидарность ученых всегда так или иначе работает», — отмечает исследователь.

Два крыла будущего

Сотрудничество физиков ОИЯИ с командой FAIR обещает быть особенно плодотворным. Эти два ускорителя исследуют одну и ту же область природы каждый со своей стороны, и вместе они будут давать самую полную картину ее законов.

Дело в том, что в них реализованы разные схемы эксперимента. В FAIR поток частиц будет сталкиваться с неподвижной мишенью. Преимущества этого подхода в том, что почти все частицы пучка сталкиваются и взаимодействуют с атомами мишени. В то же время есть и недостатки. Во-первых, энергия столкновений не очень высока, поскольку вещество мишени неподвижно. Во-вторых, такая схема не позволяет наблюдать всю картину события. Будет ли зафиксирована частица, родившаяся в результате столкновения, зависит от направления ее движения. Пробелы приходится восстанавливать с помощью моделирования.

«Есть процессы, которые просто невозможно изучить таким образом», — констатирует Кекелидзе.

«Нуклотрон» как самостоятельный ускоритель тоже работает по этой схеме. При этом энергии частиц в нём меньше, чем у FAIR, так что российский ускоритель дополняет своего «коллегу» в области низких энергий.

Когда же вступят в строй коллайдерные кольца, начнутся другие опыты. Напомним, что коллайдер — это ускоритель, в котором сталкиваются пучки частиц, летящие навстречу друг другу.

«Столкновение двух пучков напоминает ситуацию, когда два снайпера с расстояния нескольких километров пытаются попасть пулей в пулю, — делится сравнением Владимир. — Попадает примерно каждая тысячная [частица]».

Поэтому в таких экспериментах количество столкновений частиц значительно меньше, чем в опытах с неподвижной мишенью. Зато гораздо выше энергия столкновений, ведь обе сталкивающиеся частицы движутся с околосветовой скоростью. К тому же детектор фиксирует все частицы, родившиеся в результате столкновения, так что физики получают полную картину события. В таком режиме энергия частиц у NICA будет значительно выше, чем у FAIR. Получается, что российский ускоритель дополняет «коллегу» с двух сторон: в области низких энергий в опытах с неподвижной мишенью и в области высоких — в экспериментах со встречными пучками.

«Других подобных установок в мире пока нет», — резюмирует Кекелидзе.

Частицы и люди

Около 30% работников проекта NICA моложе 35 лет. Это не случайно. В Дубне создан «университетский пояс», в который входят университет «Дубна», филиалы МГУ и МИРЭА, а также кафедры МФТИ и МИФИ, университетов — участников проекта «5-100». Школы и практики, проводимые ОИЯИ, ежегодно собирают сотни молодых ученых.

Молодой инженер Константин Шевченко — уроженец Дубны. Окончив Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА), он в 2011 году стал сотрудником Лаборатории физики высоких энергий (ЛФВЭ) ОИЯИ, где и сосредоточена работа над созданием NICA. МИРЭА — один из очевидных кандидатов в число университетов, которые примут участие в формировании сети национальных лидеров высшего образования в рамках федерального проекта «Молодые профессионалы».

«Это интересная, нестандартная работа, — рассказывает Шевченко. — Мы здесь разрабатываем с нуля уникальные вещи».

Свои дальнейшие карьерные планы инженер уверенно связывает с коллайдером.

«Когда его (ускоритель. — Прим. ред.) запустят, это не значит, что пропадет необходимость в разработке новых изделий и устройств, — подчеркивает специалист. — Время не стоит на месте. Чтобы ускоритель оставался современным и работал на высоком уровне, мы будем постоянно изготавливать нечто новое».

Молодые ученые из других стран также проявляют большой интерес к проекту. Крыстиан Рослон из Варшавского политехнического университета стал сотрудником ЛФВЭ ОИЯИ, приехав для этого из Польши в Россию.

«Обычно такой физик, как я, занимающийся физикой высоких энергий, работает с данными, то есть сидит возле компьютера и считает разные вещи, — рассказывает молодой ученый. — Но комплекс NICA сейчас строится. Это значит, что многие вещи можно увидеть [своими глазами] и сделать своими руками. Для такого физика, как я, интересно увидеть всё с самого начала, увидеть, как работают детекторы, какой детектор за что отвечает и так далее».

Рослона привлекают и другие стороны огромного начинания.

«Проект NICA иной, нежели другие проекты. Это совершенно другая физика, — отмечает эксперт. — Энергия, с которой будут сталкиваться тяжелые ионы, [очерчивает] очень интересный регион, который еще не был хорошо исследован. Можно получить много интересной информации».

Рослон собирается работать в проекте как минимум до запуска коллайдера. Он не строит планов на десятилетия: в мировой науке сильны традиции мобильности, когда исследователь каждые несколько лет меняет место работы. Таким путем молодой ученый сможет принести в любой университет мира уникальный опыт, полученный в работе над созданием российского коллайдера. А на его место придет новый специалист, который привнесет в команду свои знания и индивидуальный взгляд на задачи. Так устроен огромный бурлящий котел науки.

Большая наука большой страны

NICA — один из мегасайенс-проектов, которые прицельно поддерживаются государством в рамках национального проекта «Наука». Начало международных научных исследований на коллайдере внесено в календарь событий национального проекта и намечено на 2022 год. Создавая научные установки такого масштаба и степени уникальности, Россия формирует точки притяжения как для собственных, так и для иностранных ученых. Ускоритель мирового класса, безусловно, соответствует статусу мировой научной державы, который постепенно возвращает себе наша страна.

Федеральные проекты в сфере высшего образования включены в национальный проект «Образование». Их цель — обеспечение глобальной конкурентоспособности российской высшей школы. «Молодые профессионалы» — проект, направленный на формирование сети национальных лидеров высшего образования.

Университеты-лидеры проведут обновление содержания образовательных программ за счет реализации проектов в ходе обучения, решения профессиональных задач (практико- и проектно-ориентированные программы) в кооперации с работодателями, а также обеспечат переход на модульное построение образовательных программ с включением «коротких» программ (адаптивность и гибкость). Со стороны государства будут обеспечены технологическая инфраструктура онлайн-обучения, нормативно-правовая база для использования онлайн-курсов и развития академической мобильности студентов. Также будут созданы условия для академической мобильности (в первую очередь внутрироссийской) научно-педагогических работников и поддержаны лучшие практики. Системным эффектом от реализованных мероприятий будет являться повышение востребованности выпускников организаций высшего образования на рынке труда.

Российский коллайдер: как ученые готовят “большой взрыв” в Дубне

https://na.ria.ru/20180620/1522983745.html

Российский коллайдер: как ученые готовят “большой взрыв” в Дубне

Российский коллайдер: как ученые готовят “большой взрыв” в Дубне – РИА Новости, 20.07.2018

Российский коллайдер: как ученые готовят “большой взрыв” в Дубне

В подмосковной Дубне с 2013 года идет строительство уникального коллайдерного комплекса NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility). Этот комплекс может… РИА Новости, 20.06.2018

2018-06-20T09:00

2018-06-20T09:00

2018-07-20T13:26

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1522983745.jpg?15229755231532082364

московская область (подмосковье)

дубна

москва

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2018

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://na.ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

наука в университете, московская область (подмосковье), дубна, москва, национальный исследовательский ядерный университет “мифи”, университетская наука

Строительство российского коллайдера NICA вышло на финальный этап

алиса алова

Страна и мир 11 ноября 2020

В подмосковном городе Дубна на базе Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) начался финальный этап строительства российского коллайдера NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility). Его основная миссия – воспроизведение первых мгновений жизни Вселенной после Большого взрыва. Однако процесс создания комплекса помогает и развитию промышленности, способствуя формированию уникальных производств. Об этом рассказал заместитель главного инженера Лаборатории физики высоких энергий (ЛФВЭ), главный конструктор проекта NICA-MPD, профессор Николай Топилин.

ФОТО pixabay

– Николай Дмитриевич, в петербургском порту «Бронка» недавно была перегружена важная деталь российского коллайдера, которую везут в Дубну из Италии. Поясните, что это такое?

– Это ключевой элемент коллайдера, его «сердце». Это огромный 70-тонный соленоид (разновидность катушки индуктивности) сверхпроводящего магнита MPD. Соленоид был произведен в Италии по проекту ученых ОИЯИ. Компаний, которые могли бы сделать что-то подобное, в мире очень мало. Мы выбрали итальянцев, работа которых оказалась в разы дешевле, чем в Японии. А поскольку это самый дорогой компонент нашего комплекса и речь идет о многих миллионах евро, это имеет значение. Вторая часть устройства, магнитное ярмо, была изготовлена в Чехии и успела прибыть в Россию до пандемии.

– В свое время российская промышленность принимала активное участие в создании Большого адронного коллайдера (БАК), расположенного на границе Швейцарии и Франции. А петербургские «Ижорские заводы» и «НИИ Электрон» даже получили золотые медали от центра Европейского совета ядерных исследований (ЦЕРН). А что для создания проекта NICA производится в России?

– Специально для реализации этого проекта в Дубне был открыт завод по производству уникальных сверхпроводящих магнитов. Эти сложнейшие устройства, работающие в вакууме, являются основными элементами комплекса. Мы делаем два типа магнитов – прямолинейные для кольца коллайдера и криволинейные для бустера (ускорителя). Кроме нас такие магниты в мире больше никто не производит.

– Что собой представляет коллайдер NICA?

– Это сверхпроводящий коллайдер протонов и тяжелых ионов. Название ускорителя выбрали созвучно красивому имени греческой богини победы Ники. Разработка проекта началась в 2006 году. Создание коллайдера проходит на базе ускорителя «Нуклотрон», представляющего собой сильнофокусирующий синхротрон. Он был сооружен в Дубне в течение 1987 – 1992 годов в том же здании, где расположен ускоритель прошлого поколения (синхрофазотрон ОИЯИ). «Нуклотрон» создан на основе уникальной технологии сверхпроводящих магнитов, предложенной и развитой в лаборатории высоких энергий, которая в настоящее время носит имя академиков В. И. Векслера и А. М. Балдина. Конструкторские разработки, испытания и монтаж элементов «Нуклотрона» целиком выполнены силами коллектива нашей лаборатории.

В итоге этот комплекс будет состоять из нескольких зданий, самое большое из которых займет наземный коллайдер. Создаваемый в Дубне коллайдер – самый маленький в мире. Его периметр составляет 503 метра, по форме он схож с беговыми дорожками на стадионе: два прямолинейных участка порядка ста метров каждый и две радиусные части. В центре прямолинейных участков находятся точки пересечения пучков, вокруг которых находятся детектирующие процессы распада установки. Строить NICA начали в 2013 году. Монтаж коллайдера планируют завершить в конце 2021 года, а циркуляция ионов в нем начнется уже в 2022 году.

– Каким образом пандемия коронавирусной инфекции повлияла на реализацию проекта?

– Ситуация с пандемией отразилась только на процессах, связанных с зарубежными компаниями. Работы на территории России идут без сбоев. Несмотря на то что часть наших сотрудников теперь работают удаленно, линии по производству магнитов функционируют в обычном режиме. На установленный график строительства проекта коллайдера NICA пандемия пока не оказала заметного воздействия.

– Зачем нужен маленький коллайдер, если в Европе уже существует Большой адронный коллайдер?

– У него другие задачи. Чем меньше частичку мы хотим поймать, тем больше нужна установка. Коллайдер в Женеве не подходит для наших исследований из-за слишком большой мощности. Он рассчитывался на столкновения протонов с суммарной энергией 14 ТэВ в системе центра масс налетающих частиц, а также на столкновения ядер свинца с энергией 1150 ТэВ, или 10 ТэВ на каждую пару сталкивающихся нуклонов. Но если разгонять частицы до слишком высокой энергии, то они пролетают сквозь друг друга, не образуя плотного вещества. NICA же нацелен на более низкие энергии (до 11 ГэВ). При таких энергиях частицы в момент столкновения объединяются в горячую и сверхплотную материю. Изучив такое вещество, можно найти зону перехода вещества из одного состояния в другое.

Представьте, что вы кипятите воду в кастрюле. При этом можно наблюдать переходный процесс – и саму воду, и пузырьки пара. Но если выплеснуть воду на раскаленные камни, то никакого перехода увидеть не удастся – вода моментально испарится. Наш коллайдер как раз предназначен для изучения переходного состояния первых систем материи. Его запуск даст возможность воссоздать в лабораторных условиях особое состояние вещества, в котором пребывала наша Вселенная примерно на десятой микросекунде после Большого взрыва, произошедшего около 13,7 миллиарда лет назад, – кварк-глюонную плазму (КГП).

– Какое может быть практическое применение работы коллайдера NICA кроме вклада в фундаментальную науку?

– Все, что связано с коллайдером, имеет широкий прикладной потенциал. В этом направлении разработано несколько инновационных проектов. Прежде всего это создание революционной электроники, которая будет стойко работать в условиях высокой радиации и космического излучения, что необходимо для полетов в космос.

К ускорительному комплексу проявляют большой интерес создатели принципиально новых материалов. Речь идет о создании металлических тонкостенных многослойных оболочек, выдерживающих перепады давления 10 – 12 атмосфер, крупных сверхпроводящих устройств, специальных сплавов и новых технологий сварки различных металлов (сталь, медь, титан, ниобий, вольфрам и др.), новейших полимерных материалов с высокой механической и радиационной стойкостью, работающих при температурах жидкого гелия.

Еще одно перспективное инновационное направление связанно с развитием альтернативной энергетики, в частности, в области переработки и утилизации отработанного ядерного топлива.

Достаточно актуально на сегодняшний день практическое применение технологии в протонной компьютерной томографии при радиотерапии злокачественных новообразований протонами и ионами углерода. В настоящее время в мире введено в эксплуатацию более 60 центров протонной и ионной терапии.

– В каких еще странах ведутся работы по созданию коллайдеров?

– Помимо России разработками в этой области занимаются ученые из США и Германии. В Германии разрабатывается похожий проект под названием FAIR. Как раз для него поставляются промышленные образцы сверхпроводящих магнитов, которые производятся на нашем заводе в ЛФВЭ ОИЯИ.

Что касается Большого адронного коллайдера ЦЕРН, то с начала его работы в 2008 году было сделано несколько важных открытий. Несмотря на то что БАКу предстоят еще почти два десятилетия исследований, уже начались работы над проектом коллайдера нового поколения. ЦЕРН намерен построить новый циклический суперколлайдер будущего (Future Circular Collider, FCC), который позволит во много раз увеличить энергию частиц и значительно расширить возможности исследований. Стоимость ускорителя оценивают в девять миллиардов евро, из которых пять миллиардов пойдет на строительство 100-километрового подземного тоннеля, который будет проходить под Женевским озером и частично под Альпами. Для сравнения: тоннель Большого адронного коллайдера имеет протяженность около 27 километров. Но строить новый коллайдер начнут не раньше 2040 года.

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 205 (6803) от 11.11.2020 под заголовком ««Кастрюля» для кваркового супа».


Материалы рубрики

Российские физики приступили к основному этапу создания детектора коллайдера NICA – Наука

МОСКВА, 29 июля. /ТАСС/. Сотрудники Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) установили самый сложный объект одного из двух главных детекторов коллайдера NICA, что позволяет начать основной этап его создания. Об этом в четверг ТАСС сообщила пресс-служба института.

“Это уникальная операция в рамках сборки всего детектора MPD, потому что сегодня мы установили самый тяжелый объект. Его вес составляет 70 тонн, и с учетом веса траверсы мы приблизились к предельно допустимым для крана значениям. Но все прошло штатно, и все отработали просто на отлично. Следующий этап – это тестирование криостата и соленоида, будет измерено положение холодной массы, положение криостата относительно магнитопровода и в случае необходимости проведены необходимые корректировки их положения”, – сказал главный конструктор проекта NICA/MPD Николай Топилин, слова которого приводятся в сообщении.

Экспериментальная установка MPD (Multi-Purpose Detector – “многоцелевой детектор”) коллайдера NICA предназначена для анализа столкновений тяжелых ионов в не исследованной ранее области больших барионных плотностей. Она будет располагаться в одной из двух точек пересечения пучков коллайдера NICA, который создается в Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) в рамках нацпроекта “Наука и университеты”.

Директор ОИЯИ, академик РАН Григорий Трубников отметил, что сборка магнитно-криостатной системы детектора MPD – важный этап в реализации проекта NICA. Криостат – это сложная сверхпроводящая гелиевая криогенная система, и, по словам главы института, он создавался и проектировался около пяти лет.

Криостат изготовили партнеры из Италии – компания ASG Superconductors, а затем его ждало путешествие из Генуи в Дубну, рассказал Трубников. Криостат был установлен в его штатном положении.

NICA – один из шести проектов класса “мегасайенс” в России, согласно которому в ОИЯИ будет построен коллайдер. Эта установка, как надеются ученые, позволит понять, как в первые мгновения после Большого взрыва во Вселенной образовались протоны и нейтроны. В полную силу коллайдер должен начать работать в 2023 году. ОИЯИ – крупный международный научный центр, которым руководит комитет представителей 18 стран-участниц.

В Дубну доставили уникальную катушку для российского коллайдера

Важнейшая логистическая операция в подмосковной Дубне, где сегодня встречали итальянскую баржу. Она доставила уникальный сверхпроводящий магнит, который станет частью российского коллайдера. Его строят в Объединенном институте ядерных исследований в рамках нацпроекта “Наука”.

Этот грузовой рейс ожидали, как никогда, в Дубне. Баржа из Италии подходит не спеша, чуть раньше швартуется небывалой грузоподъемности мобильный портовый кран. Всему есть объяснение: на барже оборудование, надежно законсервированное в этом желтом, величиной в двухэтажный дом, саркофаге. И самое сложное – это выгрузить высокоточную систему для первого российского коллайдера NICA.

И вот мы можем наблюдать один из ключевых и важных моментов, как речной кран грузоподъемностью в 350 тонн поднимает контейнер весом в 125 тонн. И вот то мгновение, пока контейнер будет находиться в воздухе, оно, наверное, будет самым важным и ответственным. Ведь это эксклюзивное оборудование, которое стоит немалых денег.

15 миллионов евро только за часть высокоточного магнита, который разработали наши ученые, а итальянские инженеры сумели его построить. Так называемый детектор в коллайдере NICA должен фиксировать результаты сложнейших физических исследований и космических процессов.

Простым языком: частицы ускоряются по полукилометровому вакуумному тоннелю с огромной скоростью и сталкиваются. Сразу серия экспериментов. Первые из них уже идут. Адронный коллайдер в ЦЕРН и коллайдер NICA – не каждая страна может себе позволить изыскания такого уровня, не говоря уже о собственном коллайдере.

“Это катушка для магнита. И катушка непростая, сверхпроводящая, которая будет работать при температуре, близкой к нулю по Кельвину”, – рассказывает директор Лаборатории высоких энергий Владимир Кекелидзе.

Что еще в контейнере? Тайна за семью печатями. Таких исследований еще не проводили нигде в мире. Версия о том, что ученые в Дубне создали чуть ли не машину времени. Ведь они теперь смогут заглянуть назад, в пучину времени, на 13 миллиардов лет, увидеть самые первые мгновения Большого взрыва.

“Этот эксперимент очень важен еще и потому, что Россия сейчас делает большие и очень серьезные шаги в этом направлении, в развитии фундаментальной науки”, – говорит начальник ускорительного отделения Лаборатории физики высоких энергий Андрей Бутенко.

Теперь, благодаря собственному коллайдеру, мы сможем изучить состояние ядерной материи. Развить инженерную науку. Один из вдохновителей коллайдера, ученый из Польши, очень ждал прибытие оборудования в Россию и от переполняющих его эмоций даже заговорил на русском.

“Да, это очень важно, что он приехал в Дубну, и что мы можем уже так делать работу в месте, где детектор будет уже стоять”, – заявил профессор Варшавского политехнического университета Адам Кищель.

И еще один очень существенный момент: всю эту конструкцию еще нужно довезти до лаборатории. А по пути высоковольтные линии электропередач, которые надо отключать, и город Дубна останется без электричества на целых два часа.

Но все согласовано, и никто не пострадает: жители города оповещены, будут подключены альтернативные источники питания. Уже через несколько месяцев коллайдер NICA заработает на полную мощность.

ЦЕРН отдыхает. Чем российский коллайдер NICA лучше Большого адронного

Можно сказать, половина подмосковной Дубны — почти весь правый берег Волги — на три с лишним часа осталась без электричества. И не из-за какой-то аварии, а по статусу наукограда. По улицам на тягаче величественно проследовал гигантский жёлтый металлический саркофаг весом в 120 тонн. Он оказался таким высоким, что пришлось убирать с дороги электрокабели.

Провода поднимали с таким расчётом, чтобы между грузом и проводами оставался просвет в один метр. А высота груза с учётом автомобиля составляла 7,6 метра. Это нестандартный груз, и мы знали с самого начала, что будут такие сложности

Владимир Кекелидзе

Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований

Внутри — стальной цилиндр: восемь метров в длину, 5,6 метра в диаметре. Он обмотан сверхпроводниками — особой металлической “проволокой”, которая при очень и очень низких температурах проводит ток беспрепятственно, то есть с нулевым сопротивлением. Очень и очень низкие температуры обеспечит жидкий азот. Его будут заливать в эту огромную трубу. Она называется криостатом. Это крупнейшая часть мощного сверхпроводникового магнита для нового коллайдера NICA. Её сделали в итальянской Генуе и сначала ровно месяц везли морем в Санкт-Петербург, а затем ещё неделю — по Неве, Ладожскому, Онежскому, Белому озёрам, Рыбинскому водохранилищу, Волге и, наконец, по реке Дубне.

Мы были очень ограничены во времени, потому что надо было довезти до реки Дубны до завершения навигации. А груз нельзя оставлять на холоде, он очень чувствителен к температурному режиму, ко всяким вибрациям. Мы очень волновались, нам дали координаты корабля, и мы следили за ним в приложении, каждый день по нескольку раз смотрели на карту, где он находится

Владимир Кекелидзе

Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований

Почему эта труба так важна?

Благодаря советскому кино множество совершенно далёких от физики и математики людей наизусть знают, что положено в основу работы синхрофазотрона. Итак, это… Правильно, с ударением на последние слова: принцип ускорения заряженных частиц магнитным полем. Так вот, синхрофазотрон — это и есть ускоритель. И запущен он впервые был именно в Дубне. Впервые в мире. Это произошло в 1957 году, за полгода до запуска “Спутника”, и эти два события считают равными по значимости.

Так что без нужного магнита эксперименты на новейшем уникальном ускорителе были бы совершенно невозможны: именно магнитное поле позволяет наблюдать за “поведением” сталкивающихся частиц.

Без магнитного поля частицы летят по прямой линии, и всё, и вы ничего не знаете, какая же у них энергия. А если есть магнитное поле, они летят не по прямой линии, а закручиваются, по кругу летят. И если измеришь кривизну этого круга, радиус кривизны этого круга, то узнаешь энергию этой частицы

Иван Кооп

Заведующий кафедрой физики ускорителей Новосибирского государственного университета

Что будет происходить в коллайдере

На НИКЕ главная задача — понаблюдать, как протоны и нейтроны ударяются друг в друга и разбиваются на составные части: кварки и глюоны. Кварки — это составные части любого протона и любого нейтрона, а глюоны — это такие безмассовые частицы, которые обеспечивают кваркам взаимодействие. Глюон — от слова glue, “клей”. Так вот, то, что получается после такого раздробления, называется кварк-глюонной плазмой. По современным представлениям физиков, именно так выглядела Вселенная в самом-самом начале — в первые доли секунды после Большого взрыва.

Частицы будут сталкивать золотые. Кроме шуток — ионы золота. В них очень много протонов и нейтронов, а как раз это и нужно для интересных наблюдений.

ЦЕРН работает со свинцом, Брукхейвенская лаборатория (коллайдер RHIC в США. — Прим. Лайфа) использует золото. Мы хотели бы использовать те же самые ядра, чтобы сравнивать результаты одних и тех же наблюдений. Если будет сделано открытие, мы должны доказать, что результаты согласуются с другими, тогда можно претендовать на открытие. Если это будет другое ядро, могут сказать: “Ребята, это особенности ядра”, и доказать будет сложно

Владимир Кекелидзе

Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований

За что “сидят” кварки?

После возникновения в коллайдере “первичного бульона” самых что ни на есть элементарных частиц в таком состоянии он живёт недолго — всё очень быстро снова склеивается в привычные протоны и нейтроны. Это называется фазовым переходом. И всей мировой науке это не даёт покоя. Предстоящие эксперименты в Дубне — попытка разгадать одну из величайших загадок теоретической физики.

Это позволит теоретикам более чётко сформулировать, почему кварки заключены, как в тюрьме, в любом нуклоне, в любом адроне. Кварк никогда не существует отдельно, даже если его вырвать, он тут же ищет себе либо антикварк, либо ещё два кварка, чтобы образовать частицу. Это большая загадка, это одна из задач тысячелетия

Владимир Кекелидзе

Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований

И ни Брукхейвен, ни даже сам ЦЕРН не в силах повторить то, на что нацелена NICA, подчёркивают учёные. Они не могут полноценно наблюдать фазовый переход. И, как ни странно, как раз потому, что Большой адронный коллайдер и американский RHIC — слишком мощные.

Фазовый переход происходит на низких энергиях, а “церновские” энергии большие очень, поэтому там явление исследуется, но не полностью. Ближе к параметрам NICA находится установка RHIC в Брукхейвене, США. Но там тоже энергии великоваты. Вот по результатам “риковских” экспериментов было установлено, что нужно иметь коллайдер на чуть меньшую энергию, чем RHIC. И NICA нацелена как раз на очень важный диапазон энергий, где происходит как раз фазовый переход. Они хотят попасть в точку

Иван Кооп

Заведующий кафедрой физики ускорителей Новосибирского государственного университета

Мы выбрали те энергии, при которых достигается максимальная плотность ядерной материи — такая, какая существует только в недрах нейтронных звёзд

Владимир Кекелидзе

Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований

А людям какая польза?

Оказывается, очень большая. Учёные подчеркнули, что многие изобретения вошли в нашу жизнь благодаря дотошным попыткам решить какой-нибудь далёкий, казалось бы, от простого человека фундаментальный научный вопрос. Точно так же и с коллайдерами.

Основные базовые элементы ускорителя — сверхпроводящие магниты, разработанные по нашей технологии ещё в 80-х годах. Эти уникальные и очень экономичные магниты могли бы быть наиболее эффективны в медицинских аппаратах для лучевой терапии. Мы такие наработки делаем и, возможно, будем двигать

Владимир Кекелидзе

Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований

Проект таких аппаратов уже много лет разрабатывают в Объединённом институте ядерной физики. И надеются создать их в ближайшие годы.

Ядерная медицина непосредственно вытекает из того, что создаётся для фундаментальной физики. То есть, в частности, терапия рака с помощью пучков да просто рентгеновские малодозные установки, компьютерная томография, позитронно-электронная томография — все эти приборы возникают на основе разработок для физики элементарных частиц

Иван Кооп

Заведующий кафедрой физики ускорителей Новосибирского государственного университета

И это ещё не всё. Создатели НИКИ с самого начала обозначили государству, что намерены заниматься в том числе и прикладной наукой, рассказал Владимир Кекелидзе. По его словам, в коллайдере радиация такая же, как в дальнем космосе, то есть за пределами земного магнитного поля. Значит, можно исследовать, как поведёт себя электроника на космическом корабле и как будут себя чувствовать будущие марсианские колонисты во время полёта к Красной планете.

Мы уже облучали на наших ускорителях приматов небольшими дозами. Примерно такими, какими люди облучаются, когда рентген делают. И наши учёные следят в том числе за тем, как меняются их когнитивные способности, когда гиппокамп облучается. Например, я на одном из семинаров узнал, что значительные дозы радиации сначала повышают когнитивные способности, а потом они резко падают

Владимир Кекелидзе

Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований

Когда запустят НИКУ?

На самом деле частично она уже работает — на одном из ускорителей уже с 2018 года запускают пучки частиц. Надо сказать, в Дубне построили не один, а целых пять ускорителей частиц. Криостат, который с такими треволнениями везли из Италии, предназначен для самого коллайдера — эллипса диаметром в 503 метра. “Бочку” — как её называют учёные, благополучно ввезли в тот зал, где она будет работать, но пока что она стоит “нераспакованной”. И всё из-за пандемии.

Мы не можем извлечь этот криостат из саркофага без представителей компании-производителя, а их сейчас не выпускают из Италии, потому что там куча ограничений. Мы надеемся, что к концу ноября хотя бы они приедут, чтобы мы могли хотя бы извлечь этот груз. Магнит будет испытываться в лучшем случае где-то весной следующего года

Владимир Кекелидзе

Директор лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований

Магнит — составная часть одного из главных детекторов, в которых будут происходить столкновения частиц. Он называется многоцелевым детектором — MPD (Multipurpose detector). Его планируют подготовить к работе примерно к середине 2022 года. Но, собственно, коллайдер, по расчётам учёных, к тому времени ещё не будет полностью готов — на нём удастся лишь провести первые испытания с пучком частиц. Первые эксперименты по их сталкиванию намечены лишь на весну 2023 года.

Ученые, возможно, обнаружили “пятую силу природы”, до сих пор не известную науке

  • Паллаб Гош
  • Обозреватель Би-би-си по вопросам науки

Автор фото, Reidar Hahn / FermiLab

Подпись к фото,

Открытие было сделано в ходе работы с элементарными частицами – мюонами

Вся наша жизнь подчинена законам физики, будь то магнитик из поездки, который мы крепим к дверце холодильника, или мяч, залетающий в баскетбольное кольцо.

И все эти силы, с которыми мы имем дело каждый день, можно свести к четырем фундаментальным категориям взаимодействий: электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное.

Четыре фундаментальных силы определяют взаимодействие всех объектов и частиц во вселенной.

К примеру, сила тяжести, она же гравитация, заставляет объекты падать на землю и не позволяет отрываться от нее без приложения другой силы.

Но, как утверждает международная команда физиков, в ходе исследований в рамках эксперимента Muon g-2 (“Мюон джи минус два”), проводившихся в лаборатории городка Батавия рядом с Чикаго, они, возможно, обнаружили новую, пятую силу природы.

Британский Совет по научно-техническому оборудованию объявил, что результаты экспериментов дают весомые подтверждения существованию доселе неизвестной субатомной частицы или новой силы.

К сожалению, результаты эксперимента Muon g-2 не дают пока оснований однозначно заявить о совершенном открытии.

Имеется один шанс из 40 тыс. на то, что это статистическая погрешность. Иными словами, так называемый статистический уровень значимости (или достоверности) составляет 4,1 сигма.

А для того, чтобы открытие было признано, этот уровень должен составлять 5 сигма, то есть погрешность не должна превышать одного шанса на 3,5 млн.

“Мы обнаружили, что взаимодействие мюонов не согласуется со Стандартной моделью, – рассказал в интервью Би-би-си руководитель эксперимента с британской стороны профессор Марк Ланкастер. – Понятно, что мы все в восторге, потому что это открывает будущее с новыми законами физики, новыми частицами и новыми, невиданными до сих пор силами”.

Стандартная модель – общепринятая на данный момент теоретическая конструкция, описывающая взаимодействие всех элементанных частиц во Вселенной.

Новое открытие стало последним в целой серии многообещающих результатов, полученных в ходе экспериментов по физике частиц в США, Японии и, в первую очередь, на Большом адронном коллайдере (БАК), который расположен на границе между Францией и Швейцарией.

Автор фото, Fermilab

Подпись к фото,

Фермилаб – главная лаборатория по исследованию физики элементарных частиц в США

Но вернемся к нашему эксперименту.

Он был поставлен в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (Фермилаб) в городе Батавия, штат Иллинойс, с целью изучения поведения субатомной частицы под названием мюон.

Дело в том, что вся наша Вселенная построена из частиц размером меньше атома. Некоторые из этих частиц состоят из еще более мелких частиц, другие же более не дробятся – это так называемые элементарные частицы.

Мюоны как раз и являются такими элементарными частицами: они похожи на электроны, только в 200 раз тяжелее.

Автор фото, GIROSCIENCE / SPL

Подпись к фото,

Поведение мюонов выходило за рамки обычного, что и натолкнуло ученых на мысль о пятой силе

В ходе эксперимента Muon g-2 частицы разгонялись по 14-метровому кольцу в циркулярном коллайдере под воздействием мощного магнитного поля.

Согласно известным законам физики это должно было приводить к колебанию мюонов с определенной частотой. Однако физики обнаружили, что частота их колебаний оказалась выше предполагаемой. По их мнению, это может свидетельствовать о действии силы, ранее не известной науке.

Никто не знает точно, что еще, кроме воздействия на мюон, подвластно этой новой силе.

Теоретики полагают, что она может быть каким-то образом связана с еще не открытой субатомной частицей.

Насчет этой гипотетической частицы есть сразу несколько предположений. Это может быть так называемый лептокварк (частица, переносящая информацию между кварками и лептонами) или Z-бозон (который сам для себя служит античастицей).

Еще в прошлом месяце физики, проводившие эксперимент на Большом адронном коллайдере, отмечали, что полученные результаты могут свидетельствовать о наличии новой частицы и силы.

“Сейчас идет настоящая гонка за тем, чтобы получить доказательства тому, что мы обнаружили нечто новое, – говорит доктор Митеш Патель из Имперского колледжа в Лондоне, принимавший участие в эксперименте на БАК. – Понадобится больше данных и больше измерений, и, если повезет, мы получим свидетельства того, что эти эффекты – реальные”.

Автор фото, ESA/Hubble and NASA

Подпись к фото,

В последние годы ученые столкнулись со множеством загадок Вселенной, и доказанное наличие новой силы очень помогло бы в их разгадке

Помимо хорошо знакомых гравитационных и электромагнитных сил за поведение субатомных частиц отвечают так называемые сильные и слабые силы.

И пятая сила могла бы дать ответ на многочисленные загадки Вселенной, которые возникли перед учеными в последние десятилетия.

К примеру, согласно наблюдениям, наша Вселенная расширяется с ускорением, и это относят на счет загадочного феномена под названием темная энергия. Но ученые и раньше выдвигали предположение, что это может быть та самая неведомая пятая сила.

“Это просто уму непостижимо, – признается соведущая программы Би-би-си Sky at Night (“Ночное небо”) доктор Мэгги Эдерин-Покок. – Потенциально это может перевернуть всю физику с ног на голову. У нас было много неразгаданных загадок, и мы, возможно, обнаружили ключ к их решению”.

Россия испытывает первый высокочастотный генератор для создания собственного уничтожителя атома

Российские физики строят свой первый генератор клистрона, критически важный компонент ускорителя частиц, для которого стране ранее приходилось полагаться на внешних поставщиков из Европы или Японии. Сейчас исследователи из Института ядерной физики им. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук тестируют модель, которая, по их мнению, может быть запущена в течение года.

Клистроны – это высокочастотные, особо мощные генераторы.Они позволяют исследователям создавать сильные электромагнитные поля, которые ускоряют частицы внутри коллайдеров, сообщил заместитель директора Института ядерной физики Евгений Левичев, сообщает российское информационное агентство РИА Новости. Генератор клистрона или что-либо подобное ранее в России не производилось.

Способность России создать свой собственный функциональный генератор клистрона имеет решающее значение для успеха ее научного «мегапроекта» – уникального электрон-позитронного коллайдера, получившего название Super Tau Charm Factory, как сообщает международное информационное агентство Sputnik.

Super Tau Charm Factory будет изучать распад тау-лептона, частицы, расположенной вдоль линий электрона, и распад очарованных частиц, третьей по величине из шести категорий кварков. Это облегчит изучение столкновений материи и антивещества и вещей, которые не могут быть объяснены Стандартной моделью физики элементарных частиц, которая, согласно Европейской организации ядерных исследований (более известной как ЦЕРН), является широко используемой теорией, разработанной в начало 1970-х годов, объясняющее четыре фундаментальные силы, управляющие структурой материи.

Это означает, что он также будет искать новые формы материи, такие как теоретические частицы, называемые «глюболами». Коллайдеры, такие как Большой адронный коллайдер ЦЕРНа – самая большая машина в мире – используются для различных целей в физике элементарных частиц, но в настоящее время в мире нет другого коллайдера, посвященного преимущественно этой области исследований, как ранее сообщало РИА Новости.

Российский научный фонд выделил грант на создание генератора клистрона в знак признания его жизненно важной роли в создании функционального коллайдера.В общей сложности ожидается, что коллайдер будет стоить 27 миллиардов рублей (что эквивалентно примерно 470 миллионам долларов), согласно предыдущему сообщению РИА Новости.

Завершение такого проекта вывело бы Россию на передовые позиции в области физики элементарных частиц. Левичев сказал, что российский клистрон уже был собран и испытан в «не генерирующем режиме», пробный запуск, чтобы продемонстрировать, что пучок частиц летит так, как задумано, сообщает РИА Новости.

В 2015 году Левичев и его коллеги выиграли конкурс на создание Кругового коллайдера будущего – суперколлайдера ЦЕРН, который возьмет на себя управление после того, как Большой адронный коллайдер выйдет из строя – на основе их разработок, сообщает информационное агентство Russia InfoCentre

.

Новости – Правительство России

Премьер-министр посетил Европейскую организацию ядерных исследований.

Встреча Дмитрия Медведева с российскими учеными, работающими в ЦЕРН

Встреча Дмитрия Медведева с Генеральным директором Европейской организации ядерных исследований Фабиолой Джанотти

Экскурсия по детектору эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН)

Раньше во время встречи Дмитрий Медведев осмотрел Большой адронный коллайдер и АТЛАС. детектор в CERN (Европейская организация для ядерных исследований).

Встреча Дмитрия Медведева с российскими учеными, работающими в ЦЕРН

Выдержки из расшифровки:

Встреча Дмитрия Медведева с российскими учеными, работающими в ЦЕРН

Дмитрий Медведев: Наша сегодняшняя встреча проходит в уникальном месте.Это мир крупнейший исследовательский центр физики высоких энергий. Наше партнерство с ЦЕРН и нашими участие в разработке Большого адронного коллайдера и исследованиях проведенные здесь весьма впечатляющие. Достигнутые здесь результаты известны весь мир. Ученые были удостоены Нобелевской премии и нескольких другие награды.

Россия имеет собственное производство достойного качества. Все-таки это невозможно для современных науки, чтобы добиться прогресса без таких проектов, как ЦЕРН, особенно с учетом перспективы второго этапа развития Большого адронного коллайдера и возможности, которые это может принести.

Уверен, что перспективы нашей работы в эта область весьма вдохновляет.

Татьяна Харламова (сотрудник института Будкера Ядерной физики в Новосибирске и член коллаборации ATLAS в ЦЕРНе) : Россия теперь имеет статус наблюдателя в ЦЕРНе. Поэтому граждане России участвующие в эксперименте лишены всех возможностей, которые граждане ЦЕРН страны-члены. Планирует ли Россия стать полноправным членом ЦЕРН?

Дмитрий Медведев: Мы очень тесно сотрудничаем с ЦЕРН, и мы имеют особые традиции.Советский Союз и ЦЕРН подписали первое соглашение о сотрудничестве соглашения 1967 года. С каждым годом это сотрудничество становится все теснее, больше продуктивно и важнее для России и, надеюсь, для всего ЦЕРН участников.

Россия получила статус так называемого привилегированного наблюдателя. Есть помощник участников, в том числе ряда стран, и есть полноценные участники соответствующих проектов ЦЕРН. На мой взгляд, только статус полноправный член соответствовал бы масштабам развития Физика России.

Любое участие стоит денег. Естественно, постоянное членство – это самый дорогой вариант и рассчитывается по экономической мощности любого конкретная страна. Но нам придется заплатить, если мы хотим играть полноценную роль. во всем.

Виктор Саврин (координатор рабочей группы по сотрудничеству с ЦЕРН при Министерстве образования и Science ): ЦЕРН сейчас очень активно работает над модернизацией Большого адрона. Частица коллайдера ускоритель, детекторы и др.Этот проект модернизации направлен на расширение потенциал крупнейшего в мире объекта для получения новых знаний и делать разные открытия. Первый этап модернизации, в котором задействованы все ЦЕРН стран, включая Российскую Федерацию, сейчас заканчивается. Министерство Образование и наука, а также правительство оказали поддержку, что сделало возможным выделить субсидии, чтобы мы, российские физики, могли взять участие в этой работе. ЦЕРН признает, что мы успешно выполнили свою задачу, и российская общественность тоже это знает.Второй период модернизации, названный второй этап должен начаться в ближайшее время. Кроме того, Большой адрон Частица коллайдера ускоритель будет модернизирован с целью увеличения его светимости.

Вот мой вопрос: продолжит ли правительство финансировать наши дальнейшие участие в этой программе, в которой заинтересованы все страны, включая Россию, которая входит в число самых передовых стран в этой области?

Дмитрий Медведев: Разумеется, поддержим Большой Второй адронный коллайдер этап модернизации и усилия по увеличению его светимости.Наш бюджет сейчас предусматривает все финансирование второй фазы. Это финансирование было выделено последним год, и он также будет предоставлен в этом году. Нам нужно подписать финал договор, но я не сомневаюсь, что мы его подпишем. Следовательно, мы имеем рассчитали все финансовые условия для участия во втором БАК этап модернизации заблаговременно, и мы заложили их в бюджет. Здесь проблем не будет.

Конечно, мы по праву гордимся своими достижениями и работой главные центры этой страны.С другой стороны, фундаментальные и абсолютные знаковые открытия, а также инженерные решения, такие как коллайдер (когда по существу возникает необходимость создать подземный город), возможно только если мы объединим наши усилия. Нам не нужно что-то делать самостоятельно, когда мир задает определенную траекторию движения. Нам нужно сделать свои собственные вклад, а это гораздо важнее. Будем исходить из этого предположения.

Сергей Гниненко ( Институт ядерных исследований, Москва; руководитель экспериментальной NA64 в ЦЕРН ): Прорывные решения, идеи и открытия ожидаются, а не только на Большом адронном коллайдере.Например, ряд инициатив, новые идеи и эксперименты были начаты на протонном суперсинхротроне в прошлом году. Большинство идей основано на возможности обнаружения сигналов из темноты. материи с помощью суперсинхротрона. Такой эксперимент разработали российские ученые. и в настоящее время проводится, в основном, в российских институтах. Русский эксперимент дал отличные результаты за последние несколько лет привлёк международное внимание и получил высокую оценку CERN, и я могу с уверенностью сказать, что NA64 является одним из важнейших элементов CERN исследовательская программа.

Теперь мы сталкиваемся с проблема нехватки средств на такого рода эксперименты, на модернизацию их для проведения новых измерений. Этот эксперимент уже проводился одобрен исследовательским советом CERN. Планируем начать измерения в 2021 году. Перед этим объект необходимо модернизировать. Помимо поддержки российских специалистов в ЦЕРН, планирует ли Правительство России вносить взносы в совместные фонды, которые необходимо для обновления объекта и покрытия текущих расходов? Это касается не только к экспериментам на Большом адронном коллайдере, а также к более мелким экспериментам где заметно участие и вклад российских институтов.

Дмитрий Медведев: Беру там Есть несколько фондов, один из них называется Upgrade Common Fund. У нас есть деньги зарезервированы в бюджете для этого фонда.

Григорий Трубников (первый заместитель Министра науки и высшего образования Российской Федерации) : Помимо Большого адронного коллайдера и связанной с ним физики, существуют также много интересных направлений, которые однозначно прорывные и многообещающие – кое-что в ЦЕРНе, который находится за пределами Большого адрона, они называют физику без ускорения. Коллайдер.У нас есть координационный комитет Россия-ЦЕРН, который рассматривает список проектов и приоритеты проектов с соответствующим финансированием из их бюджет.

Если Правительство поддерживает Участие России во втором этапе и в модернизации ускорителя. мы обсудим это в нашей рабочей группе, чтобы выявить наиболее важнейших, приоритетных проектов и поддержать их в рамках выделенных на совместные фонды.

Дмитрий Медведев: Тогда будешь произведите расчеты и предоставьте всю необходимую информацию? Если они спросят за дополнительные решения, дополнительные средства, давайте их рассмотрим.Мы можем это сделать.

Алексей Дзюба ( Курчатовский НИИ Cen t re – ПИЯФ ): Хотелось бы, вернувшись в Россию, продолжить работу с новейшими приборами в российских исследовательских центрах чтобы использовать потенциал, который мы приобрели в ЦЕРНе.

Я знаю, что на В настоящее время в России реализуются два мегапроекта – Коллайдер НИКА и ПИК. реактор для нейтронных исследований. Планируется ли открытие новых исследовательских центров с современное оборудование по национальным проектам, чтобы российские ученые могли работать в своей стране? Если да, то каковы приблизительные даты открытия?

Дмитрий Медведев: Действительно, по науке нацпроект у нас есть средства, зарезервированные для создания не имеющего аналогов объектов так называемого мега-научного класса: объектов НИКА, которые вы упоминается в Дубне.Кстати, буквально несколько дней назад я встречался с президентом Китая. Си Цзиньпин, он также затронул этот вопрос в ходе переговоров. Я говорю это только для того, чтобы показать что интерес к ней есть во всем мире. Объекты – реактор ПИК. в Гатчине, в Протвино построят рентгеновский источник синхротронного излучения, и источник “Скиф” в Новосибирске. Также есть планы по установке соответствующего источника фотонов на Русском. Остров на Дальнем Востоке. Все это часть национального проекта, касающегося наука.В соответствии с принятыми нами решениями нам предстоит создать 16 объектов мирового уровня. центры и 15 научно-образовательных центров. Это очень важная задача для нашей страны. Мы приближаемся к нему впервые, с ясным видением задач по исследованиям и с необходимым финансированием.

Впервые, по крайней мере, в нашем современном История, все это имеет очень хорошую основу со значительным финансированием. Мы уже взяли пять решений по этим центрам в этом году.Они появятся в нескольких регионах. страны. А по оставшимся центрам мы будем принимать решения на основа проведения конкурсных торгов.

Илья Горбунов ( Объединенный Институт для Ядерный Исследования , Дубна ) : Я чувствую, что прогресс ускорительной техники идет к технологическому пределу. Во всем мире существует большой интерес к альтернативным методы ускорения частиц, такие как методы коллективного ускорения в плазменное и лазерное ускорение.Например, ОИЯИ много над этим работал. тема еще в советское время. Новосибирск также имеет значительный опыт. Новосибирск вообще является мировым лидером в вопросах ускорения. В связи с этим у меня есть вопрос – можем ли мы спроектировать программа развития ускорительного оборудования с учетом новых появляются идеи, которые реализуются по всему миру – в Штатах, в ЦЕРНе, в Швеции?

Дмитрий Медведев: Я вам коротко отвечу – из курс. Но расскажите, пожалуйста, о себе, о том, как идут дела с тобой.

Илья Горбунов : Конечно, международное сотрудничество всегда очень интересно; это культурный обмен с людьми со всего мира.

Дмитрий Медведев: Надо расширить свой мировоззрение, обогатить человека. Речь идет даже не об обмене конкретными идеями, хотя это тоже может случиться. Но важен даже образ мышления; кто думает о твоих проблемах имея дело с.

Будем честны, мы переживаем непростой период с нашими партнерами, в том числе, кстати, в Европа.Я думаю, что проекты, подобные тем, что есть в ЦЕРНе, доказывают, что существуют более высокие ценности. которые нельзя приносить в жертву политическим разногласиям или даже просто политическим подходы.

Очень хорошо что научные контакты, совместные исследования не подвержены политическим веяниям. Это то, что я думаю, мы должны сохранить. Потому что много решений может быть принято в особая политическая ситуация, которая повлияет на науку.

Илья Горбунов : Но важно понимать, что каждая страна пытается получить выгоду для своей национальной экономики и развития.

Дмитрий Медведев: Вы правы, мы так или иначе представляем разные страны, и должны заботиться о прогрессе наших стран, чтобы было больше возможностей в этой области, что в конечном итоге будет способствовать развитию нашей страна в широком смысле слова. Тем более что открытия сделаны и исследования, проводимые в ЦЕРН, часто имеют прикладной аспект, даже если они: по сути, фундаментальная физика.

Очевидно, что альтернативные методы также должны быть в поле зрения нашей науки в широком смысле слова и быть частью программ, чтобы мы не остались позади.Есть ЦЕРН – это чудесно. Но человеческая мысль на этом не останавливается, есть и другие подходы. Позволять мы включаем все это в соответствующую программу. Для этого у нас должны быть готовы деньги, чтобы мы могли более широкое восприятие этого исследования.

Данила Тлисов ( Институт для Ядерная Исследования , Российская Академия из Наука ): Вы говорили об исследовательских центрах, которые будут созданы в Россия, а некоторые центры уже работают.Вопрос в том, можно ли пригласить работающие специалисты в нашей стране, чтобы также работать в ЦЕРН, например, обновление второй этап проекта?

Вот иллюстрация. Собираем так называемые считывающие модули на кремниевых фотоэлектронных умножителях. Так что же происходит? В ЦЕРН используются различные компоненты со всего мира. мир, затем приходят ученые, они их проверяют, собирают и работают с ними. В принципе, некоторая работа могла делать дома, в России. К сожалению, такая идеология натыкается на Проблема простая – покупка комплектующих.Они облагаются налогами, взимаются и все такое становится дороже как минимум на 30 процентов. Вопрос в том, может ли наука быть чем-то освобожден от налогового бремени?

Дмитрий Медведев: Полностью согласен с вы, что в такой работе вам нужно бежать быстрее, потому что, если вы не бежите, кто-то другой будет оказывать эти услуги. Это плохо для нас – плохо для ученых, и плохо для всей нашей страны как нации. Я также полностью согласен с тем, что желательно собрать дома некоторые элементы работающей здесь большой системы.Этот то, что произошло в отношении некоторых элементов. Мне только что показали где и что делается – впечатляет.

Возможно, это вообще можно поправить, но, по крайней мере, у нас есть особые налоговые и таможенные правила в особых местах. Эти разные зоны, где производятся результаты научных исследований и где прикладное производство тоже существует. Например, так устроено Сколково. Сколково действует по специальному закону, у них есть особые, отдельные налоговые и таможенные правила.Там можно наладить какое-то производство, если нужно что-то производить немедленно. Мы можем взглянуть шире и увидеть полную налоговую разгрузка для такого рода работ. Но это всегда деликатный подход, потому что мои коллеги из Минфина и Таможенной службы скажут, что это хорошо, мы любим ученых, но мошенники закрадываются в систему и крадутся совсем по-другому продукты в систему освобождения от налогов и так далее. Итак, ответ состоит из двух частей. Уже может сделать это сейчас в особых зонах, но мы посмотрим, что можно сделать в целом.

Тагир Аушев ( Зав. из Лаборатория Высокая Энергия Физика , МФТИ ) : Есть определенный степень открытости, свойственная международным организациям, это позволяет как обмениваться идеями, так и менять людей. В этом контексте я есть предложение. Для России сейчас хороший момент, чтобы привлечь достаточно профессиональных кадров со всего мира, молодых перспективных людей.В России вообще есть выгодные условия для инвестирования в науку, в мегапроекты. Но есть некоторые проблемы. Например, система найма и общая система Работа в России несколько отличается от других принятых в мире систем. Я говорю о системе постдокторантов. Если бы мы могли адаптировать нашу систему и согласовать Благодаря международной системе мы смогли привлечь довольно хороший персонал.

Дмитрий Медведев: Вероятно, это следует применять более комплексно.Я не скажу, что мы нет, но он не так широко распространен, и Кстати, это не противоречит никакому законодательству. Я думаю, мы можем с этим справиться в в рамках наших национальных проектов и систем обучения. Это не просто вопрос системы постдокторантуры, но об улучшении высшего образования в целом.

Встреча Дмитрия Медведева с генеральным директором Европейской организации ядерных исследований Фабиолой Джанотти

Выдержки из стенограммы:

Встреча с генеральным директором Европейской организации ядерных исследований Фабиолой Джанотти

Фабиола Джанотти (как переведено) : Г-н Медведев, мы рады приветствовать вас здесь.

Как мы увидели сегодня во время экскурсии по ЦЕРНу, что наша организация является крупнейшей в мире лаборатория фундаментальной физики. Естественно, мы являемся движущей силой инноваций; мы разрабатываем множество новых технологий, которые широко используются в повседневной жизни. Часть наша миссия – продвигать науку, обучать и просвещать молодое поколение, среди прочего.

Для десять лет Россия была нашим надежным партнером.

А вы сегодня видели, сколько хорошего русского с нами работали ученые, физики, инженеры и техники.А также мы очень надеемся, что это очень крепкое партнерство будет продолжаться, поскольку у нас очень важные амбиции на будущее. Мы должны модернизировать Большой адрон Коллайдер, и в будущем мы тоже думаем о создании ускоритель побольше, туннель побольше, сотня километров вместо 27 километров, и нам нужна поддержка, помощь и сотрудничество наших сильнейшие партнеры по всему миру, а Россия – один из наших сильнейших партнеры. Нам нужны ваши технологии, нам нужны ваши ноу-хау, нам нужны ваши ученых, и мы надеемся, что сможем и дальше работать вместе.Конечно, мы очень рады также принять участие в нашем технологическом вкладе в ваш мегасайенс проекты в России. Так что я надеюсь, что, в частности, благодаря вашему посетите здесь сегодня, мы можем продолжить наше сотрудничество в будущем с еще большим интенсивность. Большое спасибо, господин Премьер-министр.

Дмитрий Медведев : Г-жа Джанотти, коллеги,

Если честно, мне интересно посетить Европейскую организацию ядерных исследований и ознакомиться с ее операционной инфраструктурой.

Действительно, мы очень продуктивно сотрудничаем уже давно, и нам нужно думать, как продолжить это сотрудничество в будущем. Я только что встретился здесь с российскими учеными, и, конечно же, они вдохновлены нашей совместной работой и научным сотрудничеством, которое, по сути, лежит в основе CERN с момента его основания, потому что невозможно достичь текущих результатов без исследований. сотрудничество с участием ученых со всего мира.

Это выдающиеся результаты.Вы только что сказали мне об этом. Большое спасибо за эту увлекательную экскурсию и за то, что рассказали мне историю проектов ЦЕРН.

Говоря о будущем, я считаю, что различные традиции, утвердившиеся в прошлом, дают Российской Федерации все основания смотреть на будущее сотрудничество с большим оптимизмом.

Российские ученые здесь только что спросили меня, почему Россия не имеет статуса полноправного члена. Я спросил их, нужен ли нам этот статус. Они сказали, что это необходимо в связи с высоким уровнем сотрудничества России и ЦЕРН и высокой актуальностью подобных исследований … Поэтому мы обязательно все рассмотрим и продолжим общаться с вами по этому вопросу, обсуждая будущее такой работы.

Еще раз большое спасибо за то, что показали нам все это сегодня. Мне и моим коллегам из правительства это очень интересно, тем более что некоторые из нас никогда здесь не бывали. Спасибо вам за ваше гостеприимство.

Анатолий Бугорский: Человек, засунувший голову в ускоритель частиц

Из всех мест, куда можно сунуть голову, ускоритель элементарных частиц был бы одним из худших. Однако в тот роковой день 13 июля 1978 года 36-летнему российскому ученому Анатолию Бугорскому просто пришлось это сделать.

Ускоритель элементарных частиц, с которым он работал в Институте физики высоких энергий в Протвино, недалеко от Серпухова, Россия, обнаружил проблему. Чтобы понять, что случилось, Бугорский просунул голову в канал, через который проходит очень мощный пучок протонов. Бугорски не знал, что ускоритель все еще работал, а сигнальные лампы, которые должны были предупредить Бугорского об опасности, были выключены во время предыдущего эксперимента и больше не включались. Как только его голова пересекла невидимый пучок протонов, его мозг отключился.Бугорский не чувствовал боли, но, как сообщается, он видел вспышку «ярче тысячи солнц».

Участок протонного синхротрона У-70 Института физики высоких энергий в Протвино. Фото: Сергей Величкин / ТАСС

Бугорский знал, что попал в пучок протонов, но никому не сказал. Вместо этого он спокойно завершил свою работу, записал в журнал о своем посещении канала ускорителя, а затем с тревожным предчувствием ждал появления симптомов.В ту ночь левая сторона его лица начала опухать, и после неудобной бессонной ночи Бугорский решил явиться к врачам. Бугорского срочно доставили в Москву и поместили в специальную клинику, где лечили пострадавших от радиационного отравления.

Источники, похоже, расходятся во мнениях относительно того, сколько именно ионизирующего излучения поглощал Бугорский, но некоторые говорят, что оно достигало 200 000–300 000 рад. Ни один другой человек никогда не испытывал такого сфокусированного луча излучения с такой высокой энергией.Обычно для убийства человека достаточно дозы от 400 до 1000 рад. Но Бугорский выжил, потому что это был сфокусированный луч. В отличие от Чернобыля или Хиросимы, где жертвы омывались гамма-лучами высокой энергии с головы до пят, Бугорский перенес удар на небольшую территорию с минимальным рассеянием. Луч вошел через затылок и вышел через нос. Он прожег дыру в его мозгу, разрушив ткани и нервы и оставив одну сторону его лица парализованной, но его жизненно важные органы, такие как костный мозг и желудочно-кишечный тракт, остались.Хотя шрамы на затылке и на лице со временем зажили, левая сторона его лица осталась парализованной, и он потерял слух на левое ухо. У Бугорского также стали часты приступы судорог. Но его интеллект оставался таким же острым, как всегда.

Опухшее лицо Анатолия Бугорского после аварии. На рисунке справа показан путь пучка протонов через его череп.

Бугорский вернулся на работу через 18 месяцев, но пообещал регулярно появляться в московской клинике не реже двух раз в год.Бугорский продолжил заниматься наукой, защитил кандидатскую диссертацию и занимал пост координатора физических экспериментов на протонном синхротроне У-70, где произошел инцидент. Из-за политики Советского Союза по сохранению секретности по вопросам, связанным с ядерной энергетикой, Бугорский не говорил об аварии более десяти лет. Его история стала известна только после чернобыльской катастрофы.

Анатолий Бугорский не только выжил, но и пережил изувечивший его ускоритель протонов. Распад Советского Союза и экономические изменения в стране привели к истощению государственного финансирования, и проект был остановлен и в конечном итоге заброшен.Бугорский до сих пор живет в Протвино. На момент написания этой статьи ему не хватило нескольких месяцев до 78. Он изо всех сил пытается заплатить за лекарства от эпилепсии, так как город урезал бюджет института и его бывшего рабочего места. В 1996 году он подал заявление о предоставлении статуса инвалида, но его заявление было отклонено.

Анатолий Бугорский. Фото: Андрей Соломонов / Global Look Press

Ссылки:
# eco-pravda.ru, https://web.archive.org/web/20120425115650/http://www.eco-pravda.ru/page.php?al=bugorsky_ Caucasus
# Wired, https://www.wired.com/1997/12/science-2/
# Quartz, https://qz.com / 964065 / это-то, что случилось с ученым, который засунул голову в ускоритель частиц /

Русский забытый двойник БАК.

Практически каждый, по крайней мере, каждый, кому небезразлична наука, знает о Большом адронном коллайдере, построенном в Швейцарии; По сути, это ускоритель частиц, устройство , использующее электромагнитные поля для продвижения заряженных частиц до высоких скоростей и удержания их в четко определенных лучах , согласно википедии.Но не так много людей знают о другом ускорителе элементарных частиц, построенном далеко на востоке…

Этот футляр был построен в небольшом городке под Москвой, и в то время это был крупнейший ускоритель элементарных частиц в мире.

Сегодня он выглядит не как высокотехнологичный объект, а скорее как старый постапокалиптический военный объект или какой-то пост-ядерный научно-фантастический образ.

Я бы, честно говоря, никому не рекомендовал бы посещать это место, но если бы вы пошли туда, вы бы нашли много оборудования, немногие из которого на самом деле в приличном состоянии.

Только одна шахта все еще в хорошем состоянии, и почти все, что могло быть украдено, уже было украдено – следы грузовиков довольно хорошо на это указывают.

Однако природа здесь процветает, занимая большую часть теперь уже безлюдной огромной территории.

Внутри ускорителя частиц открывается совершенно новый мир.

Длина туннеля примерно равна средней линии метро в Москве – городе с самыми длинными линиями метро в мире.

Интересно то, что на самом деле не было необходимости в том, чтобы он был таким огромным, но у рабочих было только оборудование для строительства метро, ​​поэтому они работали с тем, что у них есть – вот почему он так похож на метро.

Честно говоря, я не знаю как вы, но эти фотографии заставляют меня думать о Придорожном пикнике или компьютерных играх, никогда бы мне в голову не пришло, что это место могло быть ускорителем частиц.

Однако этот так и не стал активным из-за распада Советского Союза и связанных с ним проблем.

Как и в случае с большинством российских научных проектов, здесь очень мало информации, поэтому мало известно о том, что могло бы быть, если бы этот наполовину законченный ускоритель элементарных частиц когда-либо «увидел бы свет».

Тайна таится в огромных коридорах, а внутри можно найти даже самые удивительные вещи, например, стол со стульями, газеты и даже чашки – наверное, кто-то там не так давно развлекался.

Что будет теперь с этой гигантской структурой, не совсем ясно, но жаль, что что-то такое внушительное осталось незавершенным.

Извините за фотошоп некоторых картинок, без него я их не нашел.

ТВЭЛ прошел испытания ниобий-оловянного сверхпроводника: нормативы и безопасность

16 июня 2021

Европейская организация ядерных исследований (CERN) завершила приемочные испытания российских ниобий-оловянных сверхпроводников, изготовленных в рамках программы развития проводников ЦЕРН в рамках Future Circular Collider (FCC).ТВЭЛ, дочерняя компания Росатома по производству ядерного топлива, заявила, что высокие характеристики провода полностью соответствуют спецификации CERN.

(Изображение: Google Earth / TVEL)

Конструкция сверхпроводящих нитей и технология их изготовления были разработаны в Институте Бочвара в Москве, а квалификационная партия нитей длиной 50 км была изготовлена ​​на Чепецком механическом заводе в Глазове, Удмуртская Республика. Это обе дочерние компании ТВЭЛ.

ЦЕРН, расположенный в Швейцарии, также произвел резерфордские кабели с доставленными проводами, сообщает ТВЭЛ. Испытания показали «рекордные результаты» для российских технологий сверхпроводимости, включая критическую плотность тока в электромагнитном поле, коэффициент остаточного сопротивления, а также эффективный диаметр жилы.

Магнитная система – один из ключевых элементов «коллайдера будущего», – сказали в ТВЭЛ.

«Огромные размеры» FCC – окружность около 100 км – потребуют значительных поставок сверхпроводящих нитей, которые могут быть предоставлены только совместными усилиями стран, обладающих такой технологией, заявил ТВЭЛ.В то же время потенциальное будущее строительство FCC, которое предполагается осуществить в Швейцарии, является ключевым международным проектом мирового научного сообщества, заявил ТВЭЛ, поскольку он позволит ученым довести фундаментальные исследования физики элементарных частиц до новый уровень. В частности, это поможет понять природу темной материи, асимметрию антиматерии в наблюдаемой Вселенной и другие вопросы, выходящие за рамки так называемой Стандартной модели современной физики.

Наталья Никипелова, президент ТВЭЛ, сообщила, что, помимо нитей ниобий-олово, компания также разрабатывает ниобий-титановые нити для коллайдера будущего, а также сверхчистый резонаторный ниобий, который потребуется для производства ускорительных систем коллайдера. .

ТВЭЛ заявляет, что прикладная сверхпроводимость является одним из стратегических направлений развития неядерных технологий. Помимо проектов фундаментальной науки, низкотемпературные сверхпроводящие материалы незаменимы для создания современного медицинского оборудования (систем магнитно-резонансной томографии), а также для аналитического оборудования высокого и сверхвысокого разрешения, такого как спектрометры ядерного магнитного резонанса.По заявлению ТВЭЛ, первостепенное значение для технологий сверхпроводимости имеет разработка высокотемпературных сверхпроводящих материалов, которые значительно улучшат характеристики обычных устройств в электроэнергетике.

Исследовано и написано World Nuclear News



Модернизация Большого адронного коллайдера не представляет риска образования черной дыры

Аль-Анбат –

ЖЕНЕВА (Sputnik). Модернизация Большого адронного коллайдера (LHC) не представляет угрозы коллапса Земли, сообщила Sputnik генеральный директор Европейской организации ядерных исследований (CERN) Фабиола Джанотти.

«На LHC мы просто немного повысили энергию, с 13 ТэВ до 14 ТэВ, а затем увеличили интенсивность лучей. Вы знаете, нас постоянно бомбардируют космические лучи, и ни один ускоритель на Земле никогда не сможет достичь энергии и интенсивности этих космических лучей. И мы все еще там, это более чем безопасно, нет проблем », – сказал Джанотти, отвечая на вопрос о возможных рисках, связанных с LHC.

Большой адронный коллайдер
ЦЕРН
Ускорители частиц могут вызвать черную дыру или уменьшить Землю – астрофизик
С января 2019 года работа БАК будет приостановлена ​​на двухлетний период для его модернизации и увеличения мощности ускорителя.
LHC, самый большой и мощный ускоритель элементарных частиц в мире, был создан в 2008 году с целью раскрыть тайну темной материи. Он состоит из 27-километрового кольца сверхпроводящих магнитов с несколькими ускоряющими структурами, увеличивающими энергию частиц.

Участие России в модернизации

Директор

ЦЕРН также выразил надежду, что российские ученые примут участие в обновлении коллайдера.

«У нас очень активное участие российских ученых.У нас около 1000 ученых из России, так что это второй по величине контингент из стран, не являющихся членами. Русские физики и инженеры действительно отличные, действительно очень высокого уровня. И, конечно же, мы надеемся, что их вклад будет продолжен. В настоящее время мы модернизируем Большой адронный коллайдер, поэтому нам нужно, чтобы Россия присоединилась к нам в этом проекте “, – сказал Джанотти.

С января 2019 года LHC будет остановлен на двухлетний период для его модернизации и вывода ускорителя на мощность 14 ТэВ.

ПОДРОБНЕЕ: Астрономы обнаружили чудовищную черную дыру размером в 20 миллиардов солнц

ЦЕРН ожидает получить разъяснения от России относительно ратификации соглашения о международном сотрудничестве в конце этой недели, сказал генеральный директор.

«Соглашение о международном сотрудничестве находится в руках России. Оно было одобрено Советом ЦЕРН, и теперь Россия должна его ратифицировать. В конце этой недели мы едем в Россию, чтобы встретиться с [первым] заместителем министра [науки и Высшее образование Григорий] Трубников и я надеюсь, что тогда у нас будут новости », – сказал Джанотти.

Российские ученые изучают кварки красоты в ЦЕРНе
© ФОТО: ЦЕРН
Руководитель SHiP: Российские ученые будут изучать кварки красоты в ЦЕРН
По ее словам, встреча, скорее всего, состоится в пятницу.
На встрече стороны обсудят будущее научное сотрудничество между Россией и ЦЕРН, в том числе вклад России в LHC, участие в экспериментах, а также то, как ЦЕРН может поддержать проекты в России, сказал Джанотти.

Самый большой ускоритель частиц

Генеральный директор также объявил, что к 2020 году ученые могут принять решение о создании самого большого в истории ускорителя элементарных частиц.

«Сейчас мы начинаем – в начале следующего года – процесс, который называется обновлением Европейской стратегии по физике элементарных частиц. Это процесс, который длится около 1,5 лет, когда европейское сообщество физиков элементарных частиц собирается вместе, чтобы разработать стратегию и дорожная карта на ближайшие годы. Обычно это происходит каждые 6-7 лет, чтобы подвести итоги того, что произошло за предыдущие годы, проектов, которые ЦЕРН разрабатывает с точки зрения будущего коллайдера, таких как CLIC [и] FCC, а также других проектов в условия установки антивещества… Все это будет обсуждаться в рамках этой структуры, а затем будут установлены приоритеты.Так что в 2020 году мы узнаем, каковы приоритеты », – сказала она.

ПОДРОБНЕЕ: Русский коллайдер: подготовка к «Большому взрыву» в Дубне

FCC еще не утвержденный проект, подчеркнула она.

«В настоящее время ЦЕРН разрабатывает на уровне проектных исследований две возможные версии ускорителей. Один – это линейный коллайдер, электрон-позитронный коллайдер под названием CLIC. Другой – это круговой коллайдер под названием Future Circular Collider, FCC. ,” она сказала.

Джанотти считает, что лучшим открытием на Большом адронном коллайдере (LHC) будет обнаружение частиц, составляющих темную материю.

Художник рисует черную дыру по имени Лебедь X-1. Она образовалась, когда обрушилась большая звезда. Эта черная дыра вытягивает материю из голубой звезды рядом с собой.
© НАСА. CXC / M.WEISS
«Как шестое чувство»: ученые обнаружили потрясающую «частицу-призрак», заключенную в гигантский ледяной куб
«Независимо от наград, которые, конечно, важны, но мы занимаемся наукой ради улучшения наших знаний. Конечно, для меня лучшим открытием в ЦЕРНе будет, если мы сможем открыть частицу темной материи. , частицы, составляющие темную материю.Но все в руках природы. Мы не знаем, какую новую физику или новые частицы природа решила вложить в энергию LHC или в более высокую энергию, которая потребует будущего коллайдера », – сказала она.

Джанотти напомнил, что в 2019 и 2020 годах LHC будет временно остановлен для проведения работ по модернизации ускорителей и перевода его на более высокий уровень мощности с 13 ТэВ до 14 ТэВ. «Надеюсь, в 2021 году мы увидим очень красивую физику», – заключила она.

Российских мегапроектов

СССР – окончательный источник синхротронного излучения

  • Текущее состояние: начальная стадия проекта; на стадии проектирования
  • Стоимость и финансирование проекта: ориентировочно 1 миллиард евро; финансирование со стороны правительства РФ
  • Ultimate источник синхротронного излучения на базе 1.Накопитель с ограничением дифракции 3 км с предполагаемой энергией электронов 6 ГэВ
  • Исследования: фундаментальные и прикладные исследования в области физики конденсированных сред, нано- и биосистем, гибридных систем, функциональных и биосовместимых материалов, медицинских диагностических систем и адресной доставки лекарств

CREMLINplus объективы синхротрона СССР

  • Дайте определение научному обоснованию и предполагаемому сообществу пользователей для установки в СССР – как в России, так и в Европе – включая определение начального набора из примерно 10 каналов пучка, охватывающих основные методы рентгеновской визуализации, дифракции / рассеяния и спектроскопии, все представляет интерес для российского сообщества пользователей синхротронов, но также и для европейских сообществ пользователей синхротронов
  • Создайте хорошо структурированную и надежную структуру управления проектом в рамках соответствующего управления проектом для этапов концептуального и технического проектирования СССР, включая определение полномочий, распределение задач и ответственности за проект и его управление в трех основных областях: (i) инфраструктура, (ii) ускоритель, (iii) эксперименты
  • Внедрить два международных консультативных комитета: Консультативный комитет по машинам (MAC) и Научно-консультативный комитет (SAC) для СССР
  • Foster ссылается на европейскую платформу LEAPS (Лига европейских источников фотонов на основе ускорителей)
  • Разработка концептуальных и технических решений, необходимых для CDR и TDR для СССР, включая соответствующие исследования и разработки соответствующих технологий: конструкция главного кольца, прототип испытательной установки RF-фотопушки, компоненты и технологии для линейного ускорителя с инжекцией электронов, компоненты диагностики пучка.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *