أين هو الكنز الأغلى في روسيا ، وربما على الكوكب بأسره؟ بعد أن تعلموا الإجابة ، سيسعد جميع الباحثين عن الكنوز في نفس الوقت ، لكن من ناحية أخرى ، سيصابون بخيبة أمل ، لأن هذا الكنز لا يمكن استرداده أو سرقته ، لأنه يقع تحت الأرض ويبلغ طوله عدة كيلومترات. هذا الاسم كائن غامض- مصادم هادرون.

بالطبع ، إنه مكان قيم للعلماء ، وربما يثير اهتمامًا كبيرًا بين من يسمى الحفارون. ينتمي مجمع مسرع التخزين المهجور إلى معهد فيزياء الطاقة العالية ويقع في بروتفينو. في الواقع ، تم إيقاف المصادم ببساطة والآن تجذب المنشأة الموجودة تحت الأرض العديد من المغامرين بتاريخها.

مشروع جرانديوس

يمتلك المصادم في بروتفينو أبعادًا مثيرة للإعجاب حقًا ، لأن طول الحلقة يبلغ واحدًا وعشرين كيلومترًا. يمتد النفق الرئيسي خمسة كيلومترات ، ويتراوح العمق الذي يقع فيه من عشرين إلى ستين متراً ، كل هذا يتوقف على التضاريس الطبيعية. طوال سنوات بناء مصادم الهادرون في بروتفينو ، كانت المنطقة الواقعة تحت الأرض مليئة بغرف مختلفة كانت متصلة بسطح الأرض بواسطة مناجم تم إنشاؤها بشكل عمودي على الكائن نفسه.

من يدري ، ربما لو كان البرنامج السوفيتي قد اكتمل قبل LHC ، لكان قد أصبح نقطة البداية لجميع الاكتشافات المثيرة في فيزياء المستقبل.

قبل عدة سنوات من اتخاذ القرار: لبناء أكبر مصادم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم إنشاء قرية ذات أغراض خاصة تسمى Serpukhov-7 في منطقة موسكو. كانت بمثابة قاعدة بحثية لمعهد فيزياء الطاقة العالية. في تلك الفترة البعيدة عام 1960 ، اختار العلماء المنطقة وفقًا للبيانات الجيولوجية. وفي هذا الجزء من المنطقة كان للتربة خصائص إيجابية لوضع الأجسام تحت الأرض ، لأنها كانت قاع البحر في العصور القديمة. بالإضافة إلى أن هذه المنطقة محمية من الزلازل عن طريق الإغاثة الطبيعية.

ظهور بروتفينو

بعد خمس سنوات من ظهور Serpukhov-7 ، تقرر تعريفها على أنها مستوطنة من النوع الحضري وإعادة تسميتها تكريما لنهر Protva-Protvino الذي يتدفق هنا. بالإضافة إلى فكرة إنشاء مصادم هادرون ، تم بناء أكبر مسرع بمعايير ذلك الوقت في بروتفينو في عام 1967. كان السنكروترون البروتوني ، الذي لا يزال يعمل حتى اليوم. مع الطاقة المنبعثة من 109 إلكترون فولت ، فإن U-70 السنكروترون هو الأكثر نشاطاً في الاتحاد الروسي بأكمله.

منذ أن كان لدى الاتحاد في ذلك الوقت الوسائل اللازمة لإجراء البحوث الفيزيائية الأساسية ، تميزت الثمانينيات بإنشاء مشروع ضخم تم تقديمه في شكل مجمع تخزين معجل ، أو بشكل أكثر بساطة ، نوع من مصادم هادرون. في بروتفينو ، طوال هذه السنوات ، استمرت قاعدة IHEP في العمل باستقرار يحسد عليه.

إذا نظرنا إلى الكائن من الناحية الفنية ، فيمكن مقارنته ببناء مترو موسكو ودواره ، ولكن عدة مرات أكثر تكلفة وأكثر تعقيدًا. لماذا كان من الضروري وضع المصادم في بروتفينو تحت الأرض بالضبط؟ يوجد معياران رئيسيان هنا: الحفاظ على درجة حرارة مثالية ثابتة لـ بحث علمي(ناقص مائتين وواحد وسبعين درجة مئوية) والحد الأدنى من وصول التداخل الأرضي الخارجي إلى المعدات التي تعمل على ترددات عالية. على الرغم من حقيقة أن آفاق مصادم Protvino لم يكن لها في البداية أي فائدة محددة لعلم المستقبل ، يمكن أن يوفر البحث طبقة ضخمة من المعلومات حول بنية عالمنا من وجهة نظر الفيزياء.

مسرع جديد

إن تطوير أحدث مشروع لمصادم البروتون-البروتون بطاقة ألف واثني عشر إلكترون فولت كانت مدفوعة بفكرة إنشاء أقوى معجل في العالم. تم تنفيذ جميع الأعمال المتعلقة ببناء المصادم في بروتفينو تحت قيادة الأكاديمي أناتولي لوجونوف. كان فيزيائيًا نظريًا وموظفًا في IHEP. علاوة على ذلك ، وفقًا لخططه ، كان من المقرر أن يصبح السنكروترون 70 الموجود هو الرابط الأولي في تسريع المسرع الجديد.

افترض مشروع مصادم الهادرون المهجور الآن في بروتفينو وجود مرحلتين: الأولى كانت قبول البروتونات بطاقة سبعين جيجا إلكترون فولت ومنبعثة من السنكروترون ، ثم رفعها لاحقًا إلى قيمة وسيطة تساوي ستمائة جيجا إلكترون فولت ؛ المرحلة الثانية (الحلقة) ترفع البروتونات إلى أقصى حد لها.

كان من المقرر وضع كل من المرحلتين الأولى والثانية من المصادم في بروتفينو في نفق دائري واحد ، أبعاده أكبر بعدة مرات من خط المترو الدائري الموجود في موسكو. علاوة على ذلك ، كان نفس الأشخاص هم من قطع ممرات قطارات الأنفاق في الأرض.

تحتوي الحلقة التي يبلغ طولها 21 كيلومترًا على أنبوب من المرحلة الأولى ، محشو بمغناطيس دافئ ، بالإضافة إلى أنبوبين من الحلقة الثانية ، محشورين بمغناطيس بارد له خصائص فائقة النفاذية. تم تعيينهم باستخدام الاختصار "UNK" والأرقام من 1 إلى 3. هذه المغناطيسات هي بالضبط المعجلات ، تعمل على حزمة الجسيمات ، وتوجهها في الاتجاه الصحيح. تم تصميم النفق نفسه للمصادم المهجور في بروتفينو في منطقة موسكو بحيث إذا حدث شيء ما ، يمكن للعمال الوصول إلى المكان المطلوب وإجراء الصيانة. عرضه أكبر بكثير من عرض مرفق مماثل في CERN.

لذا ، دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل مثل هذا العملاق؟ بعد تشكيل حزمة من الجسيمات ، تتسارع سرعتها في مسرع صغير - سنكروترون. ثم ، بمساعدة القناة الأولى التي تربط الحلقة الكبيرة والمسرع الصغير ، ينتقلون إلى المكان الرئيسي لعملهم باتجاه المغناطيس الدافئ ، ويتحركون عكس اتجاه عقارب الساعة. علاوة على ذلك ، بعد أن تسارعت إلى السرعة المطلوبة ، اصطدمت بالمغناطيسات فائقة التوصيل. بحلول هذا الوقت ، يتم تحضير الجزء التالي من حزمة الجسيمات في U-70 الصغير ، والذي يتبع في حلقة كبيرة عبر قناة أخرى ، ويتحرك في اتجاه عقارب الساعة ، ويحل محل الأجزاء السابقة على المغناطيس الدافئ. يتم أيضًا نقل المجموعة الثانية من الجسيمات إلى مغناطيس فائق التوصيل وتصطدم بالمجموعة الأولى.

عمل فريد من نوعه للعلماء

بحلول الثمانينيات من القرن الماضي ، لم يكن أي بلد قادرًا على إنشاء آلة تسريع تنافسية وفعالة. حتى المنشآت الأمريكية وجنيف ، على الرغم من قوتها ، لم تستطع تزويد العلم بالأداة الضرورية جدًا لتنفيذ أحدث التجارب في مجال الظواهر الفيزيائية.

في ذلك الوقت ، كان لدى اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بالفعل مسرع يقع في دوبنا وتم إنشاؤه في عام 1956. في تلك السنوات ، كانت الأقوى ، وكانت طاقتها تساوي عشرة جيجا إلكترون فولت ، لكن الطول كان فقط مائتي متر ، ومع ذلك ، فقد قام الفيزيائيون بأداء أعمالهم. اكتشافات مثيرة، على سبيل المثال ، سجلت وجود نواة المادة المضادة. استند مشروع المصادم الجديد إلى احتمال اكتشاف تدفق النيوترينو الموجود على مسافة بعيدة جدًا من الحلقة نفسها.

ببساطة ، كان يجب إعادة توجيه الجسيمات ذات السرعة العالية نحو منطقة إيركوتسك - إلى بحيرة بايكال. كل هذا كان يفترض دون استخدام نفق بالطبع. وهذا يعني أن الجسيمات التي تم إزالتها من الحلقة اخترقت طبقات صخور الأرض ، وبعد أن تغلبت على آلاف الكيلومترات ، كان عليها أن تسقط في قاع البحيرة وأن يتم تسجيلها بواسطة كاشف خاص.

يقع هذا الكاشف في الواقع بالقرب من بحيرة بايكال. بعد كل شيء ، الجسيمات ، بسبب الشكل الدائري لكوكبنا ، تتحرك في الفضاء تحت الأرض بزاوية معينة ، لذلك تم وضع الجهاز على بعد ثلاثة كيلومترات ونصف من أكبر خزان للمياه العذبة ، على عمق كيلومتر واحد. إنه يسمى تلسكوب نيوترينو. تم تشغيل ماسك الجسيمات بايكال في عام 1998 ، وعمل لمدة عقد كامل.

كيف تم بناء المصادم

بدأ بناء المصادم المهجور في بروتفينو عام 1983. لإنشائه ، تم استخدام طريقة التعدين: تم حفر ستة وعشرين عمودًا رأسيًا. حتى عام 1987 ، كان البناء يسير في حالة ركود ، حتى أصدرت الحكومة قرارًا باستئناف النشاط. ثم ، بعد عام ، استحوذ الاتحاد السوفياتي لأول مرة على مجمعات حفر الأنفاق الأجنبية المصنعة من قبل شركة Lovat. باستخدام هذه الآلات تمكن العمال من تسريع طريقة حفر الأنفاق.

كانت خدعة مجاميع حفر الأنفاق هي أنها لم تحفر بدقة عالية فحسب ، بل كانت تصطف في نفس الوقت طبقة خرسانية يبلغ طولها ثلاثين سنتيمترا على طول قوس النفق. وتم تركيب العزل المعدني في الخرسانة نفسها.

انهيار الاتحاد السوفياتي والصعوبات اللاحقة

بحلول بداية 90 ، تم الانتهاء من حوالي سبعين بالمائة من النفق الدائري الرئيسي ، وكانت قناة الحقن جاهزة بالفعل بنسبة خمسة وتسعين بالمائة (كان من المفترض أن ينقل الحزم). من بين المباني الاثني عشر المخطط لها ، تم بناء ثلاثة فقط ؛ كانت في طبيعة الدعم الهندسي والفني. تم بناء المرافق الأرضية بشكل أسرع. هكذا تم تجهيز أكثر من عشرين موقعًا بها مبانٍ صناعية من عدة طوابق ، تم فيها تركيب أنابيب إمداد بالمياه ومسارات تدفئة وخطوط طاقة عالية الجهد.

لكن كانت هذه الفترة هي التي تميزت بأكبر قدر من الفشل المالي. بعد انهيار الاتحاد السوفيتي ، تم التخلي عن موقع البناء على الفور تقريبًا. ولكن ، تبين أن الحفاظ على المصادم كان مكلفًا للغاية ، علاوة على أنه قد يتسبب في أضرار بيئة، لأن غمر الأنفاق بالمياه الجوفية يشكل تهديدًا مباشرًا للحالة البيئية لمنطقة بروتفينو بأكملها. وكيفية الدخول في مصادم هادرون في السنوات القادمة سيكون لغزًا كبيرًا ومشكلة (إذا تم استئناف المشروع).

إنشاء نظام مغناطيسي

على الرغم من كل الصعوبات ، كانت الحلقة تحت الأرض للنفق لا تزال مغلقة ، ولكن الأهم من ذلك ، أن منطقة التسريع تم إنشاؤها فقط ثلاثة أرباع المنشأة بأكملها. كانت المغناطيسات فائقة التوصيل متوفرة ، ولكن بكميات صغيرة جدًا ، لأن إنتاجها لم يكن عملاً سهلاً ، لأن كل مغناطيس كان يجب أن يصل وزنه إلى عشرة أطنان ، ووفقًا لمتطلبات المشروع يجب أن يكون هناك ألفان وخمسمائة قطعة.

بشكل عام ، يعد هذا النظام المغناطيسي هو الرابط الأكثر أهمية في المسرع بأكمله. في الواقع ، كلما زادت سرعة الجسيمات ، زادت صعوبة توجيهها في دائرة المجالات المغناطيسيةيجب أن يكون قويا جدا. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تركيز جميع الجسيمات حتى لا تتمكن من صد بعضها البعض أثناء الطيران ، وبالتالي ، كان إدخال مغناطيس التركيز مطلوبًا في النظام المغناطيسي.

نفق الحقن

لكن هل كان هناك أي شيء جاهز تمامًا؟ نعم ، هذا نفق حقن تمكنا من إكماله بنسبة مائة بالمائة. بالنسبة له ، كانت المعدات ذات نظام الفراغ جاهزة ، وتم تطوير نظام الضخ والتحكم والمراقبة. كان من المفترض أن يساوي الضغط في الأنبوب المفرغ المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ سبعة ملليمترات من الزئبق ، وكانت هي أساس الهيكل بأكمله. كان من المخطط أن يبلغ الطول الإجمالي لجميع هذه الأنابيب المفرغة في قناة الحقن ، بالإضافة إلى الحلقتين الموجودتين من المسرع والأنفاق لاستخراج وإخراج حزمة البروتون سبعين كيلومترًا.

النجاح قريب!

بعد الاقتراب الشديد من خط الاستواء في موقع البناء ، أقيمت قاعة ضخمة تسمى "نبتون". أبعادها مذهلة حقًا - خمسة عشر في ستين مترًا مربعًا. في الواقع ، تم إنشاؤه فقط من أجل التثبيت في غرفته من المسرع نفسه ومعدات التحكم التي تقيس شحنة الجسيمات.

داخل النفق الرئيسي ، عند كل ارتفاع كيلومتر ونصف ، تم إنشاء قاعات أخرى للمعدات الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك أيضًا غرفة خاصة مخصصة لاستيعاب مجموعة متنوعة من الكابلات والأنابيب.

تشغيل المصادم LHC

بحلول عام 1994 ، وبجهود مشتركة ، كانوا لا يزالون قادرين على إكمال جزء يبلغ طوله 21 كيلومترًا ، وهو الأصعب من بين كل ما هو متاح بسبب وجود المياه الجوفية. في نفس العام ، انتهت أخيرًا جميع الأموال المتبقية من الحقبة السوفيتية البعيدة. كانت تكلفة المصادم بأكمله مساوية للتكلفة التقريبية لبناء محطة للطاقة النووية. بحلول عام 1995 ، لم يكن هناك أي ذكر لأي دفع لأجور العمال ، على التوالي ، لم يكن هناك تمويل لشراء المعدات اللازمة.

في عام 1998 ، اندلعت أزمة حادة ، وتفاقم الموقف مع المصادم من خلال إطلاق LHC (مصادم الهادرونات الكبير). في النهاية ، نظرًا لكونه أقوى بكثير من مصادم Protvinsky ، فقد منع المصادم LHC طريقه إلى العمل تمامًا. تم تأجيل إعادة إحياء المنشأة الروسية إلى أجل غير مسمى.

بالطبع ، كان الأمر مخالفًا تمامًا للقواعد لأخذ مثل هذا الهيكل وإلقائه. في كل عام ، يخصص المسؤولون مبالغ ضخمة من المال لهذه "الحقيبة بدون مقبض". يتم دفع رواتب الحراس والعاملين الذين يضخون المياه من الهياكل تحت الأرض. أيضًا ، يتم إنفاق الميزانية على صب غرف التفتيش المختلفة للمصادم في بروتفينو. كيف تصل إلى أي مبنى مهجور؟ الأمر بسيط - ما عليك سوى عمل مقطع.

إحياء الأفكار

على مدار العقد الماضي ، ظهرت باستمرار أفكار جديدة لترميم مجمع المصادم وتجديده. على سبيل المثال ، يمكن وضع جهاز تخزين التعريفي بقوة فائقة داخل النفق ، والذي يمكن أن يتحكم في استقرار شبكات الطاقة في جميع أنحاء منطقة موسكو.

هناك أيضًا مقترحات لتشكيل مزرعة فطر داخل المصادم ، ومع ذلك ، فإن نقص المال هو العقبة الرئيسية لجميع المشاريع المقترحة. ودفنها تحت طبقة خرسانية هو أغلى خيار. اليوم ، تظل جميع الكهوف الاصطناعية والضخمة الموجودة نصبًا تذكاريًا ضخمًا ، مما يعني الأحلام غير القابلة للتحقيق لعلماء الفيزياء في الاتحاد السوفيتي.

تم بيع معدات عالية التقنية ، تم إنتاجها ولكن لم يتم تركيبها ، إلى الصين عندما كانت الدولة تبني توكاماك. بطبيعة الحال ، ترك أفضل عقول الفيزياء احتمالًا مفلسًا لأمريكا و الدول الأوروبية... وكان مصير العملاق الوحيد موضع تساؤل لسنوات عديدة.

تم إجراء الحفظ في عام 2014. تم تسليم الكائن إلى فريق بناء تابع لمعهد أبحاث. وفي نفس العام ، تم إزالة البوابات من أجل السلامة من الحرائق ، وقاموا بتقسيم النفق إلى قطاعات ، وتغطية جميع الثقوب التي تدفقت منها المياه ، وكذلك فك ساحات الخامات ، والتي تم بواسطتها نصب المصادم. بالطبع ، بالنسبة لأولئك الذين يحبون الهجر ، تم تثبيت نظام أمان على محيط المسرع بالكامل.

حالة المصادم لهذا اليوم

ومع ذلك ، كيف تصل إلى مصادم الهدرونات المهجور؟ بروتفينو هي قرية صغيرة ، حيث توجد بشكل أساسي قطع أراضي سكان موسكو. بالقرب من المنازل تقريبًا توجد أطلال خرسانية ، يوجد بالقرب منها ، في الشتاء والصيف على حد سواء ، كشك أمان مكتوب عليه: "الكائن تحت الحماية". بالطبع ، يكون الباب مغلقًا دائمًا هناك ، ولكن إذا قمت بحفر الطين جيدًا بالقرب من المبنى ، فيمكنك الدخول والنزول إلى أسفل منجم المنجم ، والذي يتكون من خمسة عشر امتدادًا.

في الداخل ، يجب أن تكون مستعدًا لصوت تقطير التكثيف. على الرغم من عدم استخدام المرفق ، إلا أنه توجد كهرباء في بعض الأماكن بالداخل. على الجدران ، لا يزال بإمكانك رؤية الألواح المعدنية التي كانت مغلفة بها في بداية البناء. بعد النزول إلى الأسفل ، تظهر نفس الأنفاق الموضحة أعلاه في نهاية الممر. ليس لديهم نظام إضاءة ، لذا فإن الظلام يجعلهم يبدون بلا نهاية. نظرًا لأن العزل المائي لم يتم تنفيذه في كل مكان أيضًا ، فسيتم سماع أصوات تصريف العمل الذي يضخ المياه الجوفية من مسافة بعيدة. حسنًا ، سوف يغرق الهواء بالداخل على الفور أي شخص في الغلاف الجوي لمترو الأنفاق.

حجم الحلقة الرئيسية أكبر بكثير من نفق المترو في موسكو. يذهب تحت الأرض لعشرات الكيلومترات. بشكل عام ، حجم العمل المنجز أمام أعيننا سيذهل كل من يجرؤ على استكشاف المصادم المهجور.

واحدة من عجائب الاتحاد السوفياتي المنسية ، وتقع على حدود موسكو و مناطق كالوغا- نفق UNK (معجل تخزين البروتونات ، مصادم البروتون). في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، المشروع لم يتم تنفيذ مصادم البروتون. الآن قررت روسيا بالفعل بناء مصادم جديد ...

في مدينة دوبنا العلمية ، على أراضي المعهد الدولي المشترك للأبحاث النووية (JINR) ، حفل وضع الحجر الأول في تأسيس مجمع مباني وهياكل المصادم الروسي فائق التوصيل من فئة العلوم الضخمة NICA يأخذ مكانا.

سيكون البرنامج التجريبي في المجمع التجريبي لمسرعات NICA واسعًا جدًا. دراسات لخصائص المادة الباريونية في الظروف القاسية وتحولات طورها ، ودراسة طبيعة ظاهرة دوران النوكليون وظاهرة الاستقطاب. عمل بحثي مبتكر في مجال علم المواد وابتكار مواد جديدة. الطب والعلاج الإشعاعي ، البيولوجيا الإشعاعية ، الإلكترونيات ، البحث في موضوع برامج Roscosmos ، التخلص من التكاليف المشعة ومعالجتها ، إنشاء مصادر طاقة آمنة جديدة ، تكنولوجيا التبريد.

وفقًا لغريغوري تروبنيكوف ، العضو المراسل في الأكاديمية الروسية للعلوم ، ونائب مدير JINR ، ستكون NICA أول مشروع في روسيا يحصل رسميًا على وضع مشروع علمي ضخم. من المهم أن تتلقى NICA دعمًا حكوميًا. كل هذا سيعطي دفعة هائلة للتنمية ، ويعطي إشارة للبلدان التي ليست من الدول الأعضاء في JINR ، ولكنها ترغب في المشاركة في مشروع NICA. هناك عدد من الدول مثل الصين وإيطاليا وألمانيا وجنوب إفريقيا على استعداد للانضمام إلى المشروع اليوم.

تم التخطيط لعملية الإطلاق الأولى لمدة ثلاث سنوات ، ويجب أن يعمل المجمع بكامل طاقته بحلول عام 2023. هذا واحد من أكثر المشاريع العلمية طموحًا في روسيا. بلدنا يتحمل التكاليف الرئيسية. لكن المؤسسين الأجانب للمعهد - 18 دولة و 6 دول أخرى ، الأعضاء المنتسبين ، يقدمون أيضًا مساهمة كبيرة.

الهدف من مشروع "مجمع الحلقات فائقة التوصيل على الحزم المتصادمة للأيونات الثقيلة NICA" هو إنشاء قاعدة تسريع تجريبية عالمية المستوى لتنفيذ بحث أساسيالمادة النووية فائقة الكثافة ، والبنية الدورانية للهادرونات ، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من الأعمال المبتكرة والتطبيقية.

سيجعل المصادم من الممكن تسريع وتصادم النوى الثقيلة ، حتى الذهب ، مع معلمات قياسية في نطاق الطاقة المطلوب ، وضمان اصطدام النوى المستقطبة. يتكون المجمع من ثلاث كتل كبيرة - المسرع والبحث والابتكار.

تتضمن وحدة التسريع مصادر النوى العاملة بالفعل ، بما في ذلك المصادر المستقطبة ، والمُسرِّع الخطي ومُسرِّع الحلقة النيكلوترون ، الذي تم إطلاقه في عام 1993. يعتمد هذا الأخير على التقنيات المبردة التي تم تطويرها في دوبنا وهو ثاني أقوى معجل فائق التوصيل في أوروبا بعد مصادم الهادرونات الكبير.

توفر كتلة البحث لتطوير القاعدة التجريبية الحالية على حزم Nuclotron - التثبيت [بريد إلكتروني محمي]، وإنشاء كاشفات لمصادم NICA - كاشف MPD متعدد الأغراض وكاشف للتجارب مع نوى SPD المستقطبة. عند إنشاء عناصر المسرع والكاشف ، يتم استخدام الخبرة المكتسبة أثناء التحضير للتجارب في مصادم الهادرونات الكبير في المركز الأوروبي للأبحاث النووية ، وكذلك في مختبرات الأبحاث في الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا واليابان ، من البيان الصحفي.

تشمل الكتلة المبتكرة المناطق الحالية ، والتي سيتم تطويرها واستكمالها بمناطق جديدة لإجراء البحوث التطبيقية في مختلف المجالات ، بما في ذلك الطاقة النووية البديلة ، والعلاج الإشعاعي الكربوني ، والاختبار على حزم الأيونات عالية الطاقة من المكونات الإلكترونية والأشياء البيولوجية في إطار العمل. من برامج الفضاء. تشارك الصناعات عالية التقنية في روسيا في هذا العمل.

نيكلوترون

الموقع الذي تم فيه وضع الحجر الأول لمصادم NICA

وفقًا للمفاهيم النظرية الحديثة ، يمكن أن تكون المادة في عدة حالات: hadronic ، و quark-gluon ، وما يسمى بالطور المختلط ، والذي يتكون من تكوين الحالتين الأوليين.

يمكن إعادة إنشاء مادة كوارك-غلوون وانتقالها إلى عالم الجسيمات المألوفة لدينا في تجارب على المسرعات عن طريق اصطدام الأيونات الثقيلة.

هذا لا يتطلب عالية جدا المفاهيم الحديثةطاقات التصادم فقط في حدود 10 GeV. هذا أقل بكثير من طاقات مصادم الهادرونات الكبير والمصادم النووي الثقيل النسبي (RHIC) من مختبر Brookhaven الوطني ، الواقع بالقرب من نيويورك (الولايات المتحدة الأمريكية). للمقارنة: تصادمات أشعة البروتون بطاقة 8 تيرا إلكترون فولت تحدث حاليًا في مصادم الهادرونات الكبير.

مسرع أيون

يطلق المؤلفون على مشروع NICA اسم "الكون في المختبر". يقول فلاديمير كيكليدزي ، مدير مختبر فيزياء الطاقة العالية (VLHEP) في JINR: "تتمثل المهمة الرئيسية لمشروع NICA في دراسة المادة الباريونية الكثيفة في نطاق الطاقة حيث تصل إلى أقصى كثافة لها". - المهمة الثانية هي دراسة التركيب المغزلي للنيوكليونات.

نريد إعادة إنشاء "الانفجار الكبير الصغير" في المختبر. في أول جزء من الثانية بعد الانفجار العظيم ، تم تشكيل عالمنا.

ما كان في البداية هو بلازما كوارك-غلوون ، اللبنات الأساسية للكون ، والتي تمت دراستها في CERN. كيف وُلد العالم الذي نعيش فيه من لبنات الكون هذه ، وكيف نشأت البروتونات والنيوترونات ، نريد إعادة تكوين ذرات الذهب في مختبرنا ، وتصطدم بها ". الحائز على جائزة جائزة نوبلفي الفيزياء في عام 2004 ، لاحظ ديفيد جروس ، الذي كان حاضرًا في حفل بدء البناء ، أنه معجب أيضًا بحجم البحث القادم: "سيكون من المثير للاهتمام فهم كيفية تصرف الكواركات في ظروف الكون المبكر ،" قال العالم.

ليس هذا هو المشروع الوحيد في العالم لدراسة المادة الباريونية. تم تشغيل مصادم RHIC الأيوني بالفعل في الولايات المتحدة الأمريكية. ومع ذلك ، فإنه لا يسمح بالوصول إلى كثافة الباريون المطلوبة ، مثل مسألة النجم النيوتروني.

مشروع FAIR قيد التطوير في ألمانيا. FAIR عبارة عن مصادم له هدف ثابت ، حيث تصطدم حزمة الجسيمات بالهدف ، بينما يتم إنفاق جزء من الطاقة على حركة النظام ، مما يؤدي إلى فقد الطاقة. في مصادم NICA ، تتصادم شعاعتان مع بعضهما البعض ، وهو أمر مواتٍ بقوة ، ولكن من الصعب مطابقة الحزم بدقة لتحقيق لمعان عالي - كثافة عالية لإشارة الانحلال.

عندما سأله مراسل قسم العلوم عما إذا كان مشروع NICA سيساعد في تسليط الضوء على ألغاز الطاقة المظلمة والمادة المظلمة ، أجاب Kekelidze:

"مشروع NICA ليس مرتبطًا بشكل مباشر بهذه المفاهيم ، ولكن نظرًا لأننا سنجري تجارب ذات كثافة باريونية عالية ، فربما نجد شيئًا يلقي الضوء على هذه الأسئلة. إنها تتعلق بالمادة المظلمة وليس الطاقة المظلمة ".

وفقًا لنائب مدير JINR ريتشارد ليدنيكي ، تبلغ تكلفة مشروع NICA أكثر من 500 مليون دولار ، وتدفع روسيا 80٪ من الميزانية. مشروع NICA دولي. يتم تطوير المعدات والبرامج من قبل متخصصين من أوكرانيا وألمانيا وإيطاليا ودول أخرى. في عام 2010 ، تم توقيع اتفاقية مع CERN بشأن التعاون متبادل المنفعة.

في الوقت نفسه ، يتم تصنيع العديد من المكونات في روسيا. يوجد في JINR مصنع لتصنيع المغناطيسات فائقة التوصيل ، بما في ذلك مغناطيس NICA.

مصنع مغناطيس فائق التوصيل

يحتوي المشروع على العديد من التطبيقات المبتكرة بالإضافة إلى العلوم الأساسية. تتيح مرافق JINR دراسة تأثير الحزم الأيونية على الكائن الحي للكائنات الحية. يتطور علاج الهدرون الذي يهدف إلى علاج السرطان.

+ الأصل مأخوذ من سيرغبودزورو إلى أنقاض عجائب الاتحاد السوفياتي. نفق مسرع الجسيمات من بروتفينسكي كمتعة للحفارين.

الأصل مأخوذ من سيرغبودزورو الخامس أطلال عجائب الاتحاد السوفياتي. نفق مسرع الجسيمات من بروتفينسكي كمتعة للحفارين.

تم وضع مصادم جديد في روسيا مؤخرًا. صنع في روسيا. بدأ بناء مصادم NICA في دوبنا بالقرب من موسكو. في الآونة الأخيرة ، كان الجميع يتحدث عن المصادم في Cern ...
لكن قلة من الناس يعرفون عن إحدى عجائب الاتحاد السوفياتي المنسية ، الواقعة على حدود منطقتي موسكو وكالوغا - نفق UNK (مجمع مسرع لتخزين البروتونات ، مصادم البروتونات). وهي عبارة عن حلقة بأقطار مختلفة (أصغرها أكبر من نفق المترو) مع أعمال فنية ومباني على عمق 20 إلى 60 مترًا. يبلغ طول الحلقة بأكملها أكثر من 21 كيلومترًا ، وهو ما يمكن مقارنته من حيث الحجم وتكاليف البناء فقط بالخط الدائري لمترو موسكو بكافة هياكله. الدفاع المدني.

لكن فكرة البناء الضخمة لم يكن مقدرا لها أن تتحقق هناك. في نهاية التسعينيات ، تم إيقاف البناء ، ثم تم الحفاظ عليه ، وهو اليوم في حالة شبه مهجورة تمامًا. لقد تم ببساطة نسيان الأموال الفلكية التي أنفقت على البناء ، وعمل مئات العمال لمدة عشر أو سنتين ، وكذلك فكرة أكبر مصادم في الاتحاد السوفيتي ، ثم الاتحاد الروسي لاحقًا.

حتى الآن ، كان على مسرّع التشغيل في مدينة العلوم بروتفينو (ما يسمى U-70 ، طاقته 70 جيجا إلكترون فولت ، وطول القاعة الحلقية على سطح الأرض كيلومتر ونصف) فقط وظيفة إطلاق البروتونات داخل هذه الحلقة الضخمة ، والتي بدورها ، تحت تأثير نظام التركيز المتسارع ، سيتم تسريعها إلى طاقات تبلغ 600 GeV (المرحلة الأولى من UNC) و 3000 GeV (الثانية هي مرحلة التوصيل الفائق UNC)

في الوقت الحالي ، هذا المبنى الكبير بشكل لا يصدق في حالة شبه حماية ، والعمال الباقون لا يتمكنون من ملء الثقوب في الأنبوب ، والتي تتسرب منها المياه الجوفية ، وبسرعة مائة متر في عشر سنوات ، يحاولون ذلك يتم إجراؤها لجعل النفق على الأقل في حالته الكاملة.

الآن تخصص الدولة التمويل فقط للصيانة الجزئية بحالة مرضية ، والإنارة والكهرباء لتشغيل المضخات وحماية مواقع بناء UNK. هذه قصة واحدة من العديد من المعجزات التي لم تتحقق لعظمة بلد غرقت في النسيان.

لكن ليس هناك جانب مضيء. الآن أصبح هذا المكان مقصدًا مرغوبًا تقريبًا لمحبي السياحة الصناعية وثقافات فرعية مختلفة من الحركات المتطرفة. بشكل منفصل ، يجدر الكتابة عن العديد من القاطرات الكهربائية الموجودة على الحلقة ، والتي لا تزال تعمل (يوجد في الجزء السفلي من الحلقة بأكملها سكة حديدية ضيقة التشغيل ، يمكنك الركوب على طولها إذا فزت باللعبة "أين تم إخفاء القاطرة الكهربائية مرة أخرى ") ، والتي تتعطل بشكل دوري ويتم إصلاحها مرة أخرى ، تنزل من القضبان وتوضع مرة أخرى على القضبان بواسطة بقايا العمال المحليين والزائرين غير الرسميين لمصادم بروتفينسكي.

على الرغم من أنه غير رسمي حقًا (لأنه لا توجد زيارة رسمية لهذا المكان في الإمارة) ، إلا أن عددًا قليلاً فقط من الأشخاص يمكنهم ويستطيعون النزول والنظر إلى كل هذا. ولا تنس مركز الشرطة المحلي الذي يسعد زواره الجدد دائمًا :)

على بعد مائة كيلومتر من موسكو ، في الغابة ، هناك كنز مدفون تحت الأرض. لا يتعلق الأمر بصناديق الذهب والأحجار الكريمة. بالقرب من موسكو ، على عمق 60 مترًا ، يوجد مصادم هادرون حقيقي.

كان من المفترض أن يكون هذا المشروع ذروة الثورة العلمية في الثمانينيات. ستصبح مدينة بروتفينو العلمية الصغيرة ، الواقعة بجوار المصادم ، مركز جذب لعلوم العالم. ومع ذلك ، لم يتم إطلاق مسرع الجسيمات.

لماذا توقف بناء أكبر مصادم هادرون في العالم وتم تجميد المشروع؟ فاكرومجمعت أكثر حقائق مثيرة للاهتمامحول مسرع الجسيمات السوفيتي.

أكبر مصادم في روسيا وفي العالم

مصير المصادم السوفيتي صعب. إما بدأوا في بنائه بنشاط ، أو تخلوا عنه بالكامل تقريبًا. أعمق أنفاق المعجل على بعد 60 مترا من السطح. من حيث الطول الإجمالي ، فإن المصادم ليس أدنى من خط مترو موسكو الدائري. وهذا العملاق الضخم بأكمله ، المخبأ في غابات منطقة موسكو ، لم ينته بعد.

ظهرت مدينة بروتفينو نفسها عام 1965. قبل ذلك ، كانت هناك مستوطنة علمية مغلقة Serpukhov-7 مكانها. عمل العلماء الذين عاشوا في مدينة مغلقة في جهاز السنكروترون البروتوني العامل آنذاك. كان من المفترض أن يصبح هذا المسرع ، كما تصوره العلماء ، جزءًا من المصادم السوفيتي الضخم. لم يتم اختيار موقع بناء السنكروترون والمصادم بالصدفة. اعتاد هذا الجزء من منطقة موسكو أن يكون قاع البحر ، مما جعل الأرض غير قابلة للوصول بسبب الصدمات الزلزالية.

مصادم هادرون في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية: الصعود والهبوط

في أوائل الثمانينيات ، عندما تمت الموافقة على المشروع ، لم يكن هناك نظائر في العالم. كانت قدرات تيفاترون الأمريكية والمصادم السويسري الفائق أقل بكثير. في عام 1983 ، ظهرت أول أعمدة عمودية لحفر الأنفاق. ومع ذلك ، فإن حفر الصخور الصلبة مهمة نكران لها. ذهب العمل ببطء ، لعدة سنوات "قضمت" الآلات كيلومترًا ونصف فقط من الصخور. في عام 1988 ، خصص الاتحاد السوفياتي أموالًا إضافية لشراء منصات الحفر الأجنبية. لم تقم الآلات بإنشاء الأنفاق فحسب ، بل قامت أيضًا بتبطين الجزء السفلي بوسائد خرسانية مع عزل معدني. تسارع العمل.

في عام 1988 ، كان نفق الحلقة الرئيسي جاهزًا بنسبة 70٪ ، وقناة الحقن (لنقل الجسيمات المتسارعة من السنكروترون إلى المصادم) - 95٪. نما أكثر من 20 موقعًا خاصًا لوضع الاتصالات الهندسية على الأرض. يبدو أن القفزة الأخيرة بقيت حتى المستقبل المشرق. لكن التمويل توقف مرة أخرى. في عام 1991 ، تم تخفيض ميزانية المشروع ، وخلال أزمة عام 1998 ، جفت الأموال تقريبًا. مجرد التخلي عن الشيء غير المكتمل سيعني إلحاق كارثة بيئية بمنطقة موسكو. بدأ الحفظ.

استغرق بناء الثلث المتبقي من النفق أربع سنوات. ومع ذلك ، كان من المستحيل إطلاق المصادم بعد ذلك. لم يكن للأنفاق ما يكفي من "الغلاف" المغناطيسي الذي يخلق مجالًا ويدفع الجسيمات. في هذه الحالة ، تم الانتهاء من قناة الحقن بالكامل. بالإضافة إلى ذلك ، تم الانتهاء من بناء قاعات هندسية وتركيب تلسكوب نيوترينو على بحيرة بايكال ، كان من المفترض أن "يلتقط" الجسيمات.

النهاية المزعجة لمسرع الجسيمات المهجور

اليوم ، يتم إنفاق الملايين على صيانة المصادم السوفيتي. في كل عام ، من الضروري ضخ المياه من الأنفاق ، وتقوية الجدران وصنع ممرات المطارد. وضع مصادم الهدرونات الكبير ، الذي تم إطلاقه في عام 2008 ، حداً لفكرة إحياء المسرع الروسي. علاوة على ذلك ، تعمل روسيا بالفعل على بناء مصادم NIKA أكثر حداثة (وإن كان أصغر) في دوبنا بالقرب من موسكو.

إن الإبقاء على المصادم السوفيتي "خاملاً" أمر مكلف للغاية. لهذا السبب ، يتم النظر بنشاط في أفكار تجديد المشروع. الاتجاه الواعد هو إنشاء بطارية تخزين ضخمة تعتمد على المسرع. مثل هذه "البطارية" ستفرغ الشبكات الكهربائية في موسكو. لكن كل الأفكار تتطلب الكثير من التمويل ، وهذا هو حجر العثرة. مجرد صب الخرسانة في مصادم سوفياتي هو متعة باهظة الثمن.

بمساعدة هذه المعجزة العلمية ، كان العلماء بصدد إنشاء جهد كهرومغناطيسي ثلاثة أضعاف طاقة المسرع في معمل فيرمي في الولايات المتحدة ، والذي كان في ذلك الوقت يعتبر الأقوى في العالم. بعد انهيار الاتحاد السوفياتي ، توقف التمويل. لكنهم قرروا العام الماضي إحياء المشروع.
نفق بطول 21 كيلومترا
في مدينة بروتفينو للعلماء النوويين ، على بعد 97 كيلومترًا من طريق سيمفيروبول السريع ، على عمق 60 مترًا من سطح الأرض ، يوجد نفق مهجور. هذه ليست قاعدة UFO ، كما يقترح الضيوف الفضوليون ، ولكنها مسرع مهجور الجسيمات الأولية... مدخل النفق مغطى بألواح حديدية ، لكن هذا ليس عائقًا لمحبي المغامرة. ينزعون الملاءات ويدخلون النفق ويلتقطون صوراً للألغام الصدئة والعفن بل ويقيمون الحفلات هناك. لكن قريبًا جدًا في النفق سوف يتألق الكروم مرة أخرى وستضيء الجدران بالضوء: الحكومة الروسيةقررت إعادة بنات أفكار السوفييت إلى الحياة.
يُطلق على المصادم السوفيتي الآن اسم "الأخ الأصغر" للأوروبي ، على الرغم من أنه سيكون من الأصح تسميته بـ "الأكبر". بعد كل شيء ، المصادم LHC أصغر بحوالي 20 عامًا. ومن حيث الحجم ، فهي ليست أكبر بكثير: يبلغ طول نفق المصادم الأوروبي 27 كيلومترًا ، والنفق السوفيتي - 21. بالطبع ، في عام 1983 ، عند بناء البروتون-البروتون UNK (مجمع مسرع التخزين) بدأت في بروتفينو بالقرب من موسكو ، ولم يكن لدي أي شخص في العالم حول هذا الأمر ، ولم يكن لدي أي فكرة ، لأن المشروع كان سريًا. على عمق 60 مترًا تحت طريق سيمفيروبول السريع ، كانت آلات الحفر تصنع نفقًا بارتفاع مبنى من ثلاثة طوابق. بحلول منتصف التسعينيات ، تم الانتهاء من بناء النفق الرئيسي ، وكل ما تبقى هو تركيب المعدات. ولكن نظرًا لحقيقة أن الأموال المخصصة في ظل الاتحاد السوفياتي قد انتهت ، وأن الأموال الجديدة لم تصل ، فقد تم إغلاق المشروع في عام 1998.
نيكولاي تيورين ، مدير معهد فيزياء الطاقة العالية التابع للمركز العلمي الحكومي في الاتحاد الروسي:
- من المستحيل إحياء المصادم السوفيتي بالكامل ، لكننا نريد أن نبدأ بوضع بطارية عملاقة في النفق الدائري تحت الأرض ، مما سيساعد في الحفاظ على شبكة كهرباء موسكو المثقلة بالحمل.
ربما كان العلماء متواضعين ، ناهيك عن الهدف الحقيقي لاستئناف بناء المصادم. بعد كل شيء ، هناك الكثير من الشائعات المنتشرة حول مسرع CERN بحيث يصعب عدم أخذها في الاعتبار. لا عجب يقولون أنه لا دخان بلا نار ...
هل ستصبح القفزة النوعية حقيقة؟
وفقًا لبعض التقارير ، استثمرت CERN حوالي سبعة مليارات دولار أمريكي في إنشاء مصادم هادرون الكبير. في الوقت الحالي ، من المخطط بناء مسرعين آخرين متشابهين بتكلفة إجمالية قدرها 10 مليار. في الوقت نفسه ، لا يستطيع العلماء التباهي بالنتائج الملموسة. ظهرت معلومات على الإنترنت ، زُعم أن رئيس أحد مراكز البحث ، نشرها ، حول الغرض الحقيقي من المصادم. وبحسبه ، خلال الاختبارات في أغسطس 2008 ، أثناء تصادم الجسيمات ، اختفى بعضها وظهر في مكان آخر. يكتب العالم المتخفي أن هذا أصبح دليلاً على وجود نظرية التناظر الفائق ، وهو ما أراده قادة المشروع. بعبارة أخرى ، نحن نتحدث عن تطبيق مبدأ النقل الآني. بالمناسبة ، تم تطوير نظرية الكم في عام 1925 من قبل فيرنر هايزنبرغ وإروين شرودنغر. كانوا هم الذين شككوا في افتراضات نيوتن بأن الأشياء لا تختفي فجأة ولا تظهر مرة أخرى في مكان آخر. ووجدوا أن إلكترونًا داخل الذرة يمكن أن يحدث قفزات كمية. ومؤخرا سجل الفيزيائي الأمريكي مارك رايزن تجريبيا السرعة اللحظية لجسيم براوني.
نيكولاي كرافتسوف ، خبير اقتصادي ، سيمفيروبول:
- إذا كانت الاكتشافات العلمية خلال الحرب الباردة نتيجة سباق تسلح ، فسيكون من الحماقة الآن افتراض أن الدول تنفق مليارات الدولارات من أجل كشف ألغاز الكون وفهم معنى الحياة. كل ما يتم القيام به يتم لتحقيق مكاسب تجارية. لذلك ، فإن تصريحات العلماء بأن مهمتهم هي فهم كيفية تشكل الكون ، كما أعتقد ، تبدو سخيفة. ربما هذا ما يريدونه ، لكن المستثمرين ربما يكونون أكثر اهتمامًا بالمشروع.
إذا افترضنا أن المصادم هو أداة لإنشاء النقل الآني أو ربما النقل الآني نفسه ، فإن التكاليف الهائلة لها ما يبررها تمامًا. يمكن للمرء أن يتخيل فقط كيف سيتغير المستقبل إذا لم نعد بحاجة إلى النقل ، وفي غضون ثوانٍ يمكننا الانتقال من سيمفيروبول ، على سبيل المثال ، إلى نيويورك. بالنسبة للسياسيين ورجال الأعمال ، الذين يقضون نصف يوم فقط في الرحلات الجوية ، سيكون الأمر بمثابة نسمة من الهواء النقي. ولكن إذا أصبح النقل الآني حقيقة ، فهذا لا يعني على الإطلاق اختفاء السيارات والقطارات والطائرات والسفن ذات المحركات. بعد كل شيء ، كل خدمة لها عميلها الخاص. بعد كل شيء ، لم نتخلى عن الخدمات البريدية تمامًا. على الرغم من أننا نستخدم البريد الإلكتروني في كل مكان للمراسلات. لم تدمر الإنترنت الصحف بالراديو والتلفزيون. على الرغم من ظهور الأخبار بشكل أسرع فيه ، إلا أنه يمكنك تنزيل جميع حلقات المسلسل التلفزيوني المفضل لديك ...
حتى الآن ، فإن أي افتراضات من هذا القبيل تجعل "الخبراء" يبتسمون. على الرغم من أن أينشتاين كان يعتبر مجنونًا في يوم من الأيام ...

دينيس سيمونكو القرم تلغراف

الصورة: أرشيف CT
مادة منشورة في رقم 112 "KT"

لكن اتضح ، على بعد مائة كيلومتر من موسكو ، بالقرب من مدينة العلوم بروتفينو ، في غابات منطقة موسكو ، دفن كنز عشرات المليارات من الروبلات. من المستحيل حفرها وسرقتها - فهي مخبأة إلى الأبد في الأرض ، ولها قيمة فقط لتاريخ العلم. نحن نتحدث عن مجمع المسرع والتخزين (UNK) التابع لمعهد فيزياء الطاقة العالية Protvino - وهو جسم متوقف تحت الأرض بحجم مصادم الهادرونات الكبير تقريبًا.

يبلغ طول حلقة المسرع تحت الأرض 21 كم. يتم وضع النفق الرئيسي بقطر 5 أمتار على عمق 20 إلى 60 مترًا (حسب التضاريس). بالإضافة إلى ذلك ، تم بناء العديد من الغرف الملحقة ، المتصلة بالسطح بواسطة أعمدة رأسية. إذا تم تسليم مصادم البروتونات في بروتفينو في الوقت المحدد قبل المصادم LHC ، فقد ظهرت نقطة جذب جديدة في عالم الفيزياء الأساسية.

أكبر مشروع

بروتفينو من إرتفاع 325 متر

لإعادة صياغة الحكاية "وقلت لك - المكان ملعون!" يمكننا القول أن المصادمات لا تظهر من الصفر - يجب أن تكون هناك ظروف مناسبة. قبل سنوات عديدة من اتخاذ القرار الاستراتيجي لبناء أكبر منشأة علمية في الاتحاد السوفياتي ، في عام 1960 ، تم إنشاء قرية سربوخوف -7 السرية كقاعدة لمعهد فيزياء الطاقة العالية (IHEP). تم اختيار الموقع لأسباب جيولوجية - في هذا الجزء من منطقة موسكو ، تسمح التربة ، وهي قاع البحر القديم ، بوضع أجسام كبيرة تحت الأرض محمية من النشاط الزلزالي.

في عام 1965 ، تم الحصول على حالة مستوطنة من النوع الحضري واسم جديد - Protvino - مشتق من اسم المجرى المحلي Protva. في عام 1967 ، تم إطلاق أكبر معجل في عصره في بروتفينو - بروتون سنكروترون 70 GeV (10 9 إلكترون فولت). لا يزال قيد التشغيل ويظل أكثر مسرعات الطاقة عالية في روسيا.

بناء U-70

سرعان ما بدأوا في تطوير مشروع لمسرع جديد - مصادم بروتون-بروتون بطاقة 3 إلكترون فولت (10 12 إلكترون فولت) ، والذي سيصبح الأقوى في العالم. ترأس العمل على الإثبات النظري لـ UNC الأكاديمي أناتولي لوجونوف ، عالم فيزياء نظرية ، مدير علمي لمعهد فيزياء الطاقة العالية. تم التخطيط لاستخدام السنكروترون U-70 كأول "مرحلة معززة" لمسرع UNK.

في مشروع UNK ، كان من المفترض أن تكون مرحلتان: الأولى هي تلقي حزمة بروتون بطاقة 70 جيجا إلكترون فولت من U-70 ورفعها إلى قيمة وسيطة 400-600 جيجا إلكترون فولت. في الحلقة الثانية (المرحلة الثانية) ، ترتفع طاقة البروتون إلى أقصى قيمتها. كان من المقرر استيعاب كلتا درجتي UNK في نفق دائري واحد بأبعاد تتجاوز الخط الدائري لمترو موسكو. تمت إضافة أوجه التشابه مع المترو من خلال حقيقة أن البناء تم تنفيذه من قبل بناة مترو موسكو وألما آتا.

خطة التجربة

1. المسرع U-70. 2. قناة الحقن - حقن شعاع البروتون في حلقة معجل UNK. 3. قناة البروتونات المضادة. 4. الجسم المبردة. 5. الأنفاق المؤدية إلى مجمعات الهادرون والنيوترون

في أوائل الثمانينيات ، لم تكن هناك مسرعات ذات حجم وطاقة مشابهين في العالم. لا تيفاترون في الولايات المتحدة (طول الحلقة 6.4 كم ، الطاقة في أوائل الثمانينيات - 500 جيجا إلكترون فولت) ، ولا المصادم الفائق لمختبر CERN (طول الحلقة 6.9 كم ، طاقة الاصطدام 400 GeV) يمكن أن تزود الفيزياء بالأدوات اللازمة لإجراء تجارب جديدة ...

تتمتع بلادنا بخبرة واسعة في تطوير وبناء المسرعات. أصبح السنكروفازوترون الذي بني في دوبنا عام 1956 هو الأقوى في العالم في ذلك الوقت: طاقة 10 جيجا إلكترون فولت ، بطول حوالي 200 متر. قام الفيزيائيون بالعديد من الاكتشافات في U-70 السنكروترون المبني في Protvino: سجلوا أولاً نوى المادة المضادة ، واكتشفوا ما يسمى بـ "تأثير Serpukhov" - زيادة في إجمالي المقاطع العرضية للتفاعلات hadronic (الكميات التي تحدد مسار تفاعل جسيمتين متصادمتين) وأكثر من ذلك بكثير.

عشر سنوات من العمل

نموذج واسع النطاق لنفق UNK

في عام 1983 ، بدأ التعدين باستخدام 26 منجمًا رأسيًا أعمال البناءعلى الكائن.

لعدة سنوات ، تم تنفيذ البناء في وضع بطيء - مشينا كيلومترًا ونصف فقط. في عام 1987 صدر قرار حكومي بتنشيط العمل ، وفي عام 1988 ولأول مرة منذ عام 1935 ، الإتحاد السوفييتياشترت مجمعين حديثين لحفر نفق Lovat في الخارج ، بمساعدة Protontonnelstroy بدأت في وضع الأنفاق.

لماذا احتجت إلى شراء درع نفق ، إذا كان المترو قد بُني بنجاح في الدولة قبل تلك الخمسين عامًا؟ الحقيقة هي أن آلات Lovat التي يبلغ وزنها 150 طنًا لم يتم حفرها بدقة عالية جدًا من الاختراق تصل إلى 2.5 سم ، ولكنها أيضًا تصطف سقف النفق بطبقة 30 سم من الخرسانة مع عزل معدني (كتل خرسانية عادية ، مع صفائح عازلة معدنية ملحومة من الداخل) ... بعد ذلك بوقت طويل ، في مترو موسكو ، سيتم تصنيع قسم صغير من قسم شارع Trubnaya-Sretensky من كتل معدنية معزولة.

قناة الحقن. يتم غرق قضبان القاطرة الكهربائية في الأرضية الخرسانية

في نهاية عام 1989 ، تم الانتهاء من حوالي 70 ٪ من النفق الدائري الرئيسي و 95 ٪ من قناة الحقن ، وهو نفق بطول أكثر من 2.5 كم ، مصمم لنقل الحزمة من U-70 إلى UNK. لقد قمنا ببناء ثلاثة مبانٍ (من 12 مخططًا) للدعم الهندسي ، وبدأنا إنشاء مرافق أرضية حول المحيط بأكمله: أكثر من 20 موقعًا صناعيًا بمباني صناعية متعددة الطوابق ، حيث تم توفير إمدادات المياه والتدفئة وطرق الهواء المضغوط. وضعت وخطوط الكهرباء ذات الجهد العالي.

خلال نفس الفترة ، بدأ المشروع يعاني من مشاكل التمويل. في عام 1991 ، مع انهيار الاتحاد السوفياتي ، كان من الممكن التخلي عن UNK على الفور ، لكن تكلفة الحفاظ على النفق غير المكتمل كانت ستكون باهظة للغاية. بعد أن دمرته المياه الجوفية وغمرته المياه الجوفية ، يمكن أن يشكل تهديدًا للبيئة في المنطقة بأكملها.

استغرق الأمر أربع سنوات أخرى لإغلاق الحلقة تحت الأرض للنفق ، لكن الجزء المتسارع كان خلفه بشكل ميؤوس منه - تم تصنيع حوالي فقط من الهيكل المتسارع للمرحلة الأولى من UNK ، وفقط بضع عشرات من المغناطيس لهيكل فائق التوصيل ( و 2500 قطعة وزن كل منها حوالي 10 أطنان) ...

مقعد اختبار المغناطيس

إليك جولة في هذه المنشأة مع مدون سامناموس (رابط المنشور الأصلي)

1. سنبدأ مسيرتنا من الموقع حيث تم تنفيذ نفق الدرع في آخر منعطف.

2. يوجد الكثير من الطين هنا ، وفي بعض الأماكن توجد أماكن غمرتها المياه إلى حد ما.

3. فرع إلى الجذع

6. قفص منجم

7. في بعض الأماكن ، هناك حالات فشل في أعمال الطوارئ المغلقة

9. غرفة المعدات

17. نبتون - "أكبر صالة بها نظام".

19. هذا هو - الجزء الجنوبيخاتم كبير. النفق هنا جاهز تمامًا تقريبًا - حتى أنه تم تثبيت إدخالات مدمجة لمدخلات الطاقة ، بالإضافة إلى رفوف للمُسرع نفسه.

20. في طور التصوير.

22. وتؤدي هذه القاعة إلى حلقة العمل الصغيرة للمُسرِّع ، حيث يجري البحث بالفعل ، لذلك سنذهب أبعد من ذلك على طول الدائرة الكبيرة :)

22. سرعان ما انتهى النفق النظيف وذهب القسم الأخير من الحفريات ، حيث يقع المنجم ، والذي بدأنا منه.

23. العمق حوالي 60 متراً. بعد قضاء 19 ساعة تحت الأرض ، نغادر العالم السفلي ...

يعد النظام المغناطيسي من أهم الأنظمة في المسرع. كلما زادت طاقة الجسيمات ، زادت صعوبة إرسالها على طول مسار دائري ، وبالتالي ، يجب أن تكون الحقول المغناطيسية أقوى. بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج الجسيمات إلى التركيز حتى لا تتنافر أثناء الطيران. لذلك ، جنبًا إلى جنب مع المغناطيسات التي تدور الجسيمات في دائرة ، هناك حاجة أيضًا إلى مغناطيسات مركزة. إن الطاقة القصوى للمسرعات ، من حيث المبدأ ، محدودة بحجم وتكلفة النظام المغناطيسي.

كان نفق الحقن الجزء الوحيد من المجمع الذي اكتمل بنسبة 100٪. نظرًا لأن مستوى مدار UNK أقل بمقدار 6 أمتار من مستوى U-70 ، فقد تم تجهيز القناة بقسم ممتد من المغناطيس ، مما يضمن دوران الحزمة بمقدار 64 درجة. يطابق النظام الأيوني البصري حجم طور الحزمة المستخرجة من U-70 مع هيكل لفات النفق.

في الوقت الذي اتضح فيه أنه "لا يوجد مال ويجب أن نحتفظ به" ، تم تطوير واستلام جميع معدات التفريغ لقناة الحقن وأنظمة الضخ وأجهزة الإمداد بالطاقة وأنظمة التحكم والمراقبة. الأنبوب المفرغ المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بضغط أقل من 10-7 مم زئبق هو أساس المسرع والجسيمات تتحرك على طوله. الطول الإجمالي لغرف التفريغ لقناة الحقن ومرحلتين من المسرع ، يجب أن تكون قنوات استخراج شعاع البروتونات المتسارعة وإخراجها حوالي 70 كم.

بدأ بناء مجمع نيوتروني فريد - سيتم تفريغ الجسيمات المنتشرة في UNK من خلال نفق منفصل في الأرض ، باتجاه بايكال ، حيث يتم تثبيت كاشف خاص في الجزء السفلي منه. لا يزال تلسكوب النيوترينو في بحيرة بايكال موجودًا ويقع على بعد 3.5 كيلومتر من الساحل ، على عمق كيلومتر.

في جميع أنحاء النفق ، تم بناء قاعات تحت الأرض كل كيلومتر ونصف لاستيعاب المعدات الكبيرة الحجم.

بالإضافة إلى النفق الرئيسي ، تم بناء نفق آخر ، وهو نفق تقني (في الصورة أعلاه) ، مخصص للكابلات والأنابيب.

يحتوي النفق على أقسام مستقيمة لوضع الأنظمة التكنولوجية للمسرع ، المحدد في الرسم البياني باسم "SPP-1" (حيث تدخل حزمة من الجسيمات من U-70) و "SPP-4" (تتم إزالة الجسيمات من هنا). كانت عبارة عن قاعات ممتدة يصل قطرها إلى 9 أمتار ويبلغ طولها حوالي 800 متر.

عمود تهوية بعمق 60 م (يوجد أيضًا على KDPV).

الموت ووجهات النظر

الوضع الحالي للأنفاق التي ما زالت قيد المراقبة

في عام 1994 ، قام البناة بتوصيل آخر وأصعب الظروف الهيدروجيولوجية (بسبب المياه الجوفية) من النفق البالغ طوله 21 كيلومترًا. خلال نفس الفترة ، جفت الأموال عمليا ، لأن تكاليف المشروع كانت متناسبة مع بناء محطة للطاقة النووية. أصبح من المستحيل طلب معدات أو دفع رواتب العمال. وقد تفاقم الوضع بسبب أزمة عام 1998. بعد اتخاذ قرار المشاركة في إطلاق مصادم الهادرونات الكبير ، تم التخلي أخيرًا عن استكمال UNK.

تم تكليف المصادم في عام 2008 ، واتضح أنه أكثر حداثة وقوة ، مما أدى في النهاية إلى القضاء على فكرة إعادة إحياء المصادم الروسي. ومع ذلك ، من المستحيل مجرد مغادرة المجمع الضخم ، والآن أصبح "حقيبة بدون مقبض". كل عام ، يتم إنفاق أموال من الميزانية الفيدرالية لصيانة الحراس وضخ المياه من الأنفاق. يتم إنفاق الأموال أيضًا على بناء العديد من القاعات التي تجذب عشاق الغرابة الصناعية من جميع أنحاء روسيا.

على مدى السنوات العشر الماضية ، تم اقتراح أفكار مختلفة لتجديد المجمع. يمكن أن يحتوي النفق على مخزن حث فائق التوصيل يساعد في الحفاظ على استقرار الشبكة الكهربائية لمنطقة موسكو بأكملها. أو يمكن أن تكون هناك مزرعة فطر. هناك العديد من الأفكار ، لكنها جميعًا تواجه نقصًا في المال - حتى دفن المجمع وملئه بالكامل بالخرسانة يعد مكلفًا للغاية. في غضون ذلك ، تظل كهوف العلم التي لم يطالب بها أحد نصبًا تذكاريًا للحلم الذي لم يتحقق لعلماء الفيزياء السوفييت.

لا يعني وجود المصادم LHC القضاء على جميع المصادمات الأخرى. لا يزال مُسرع U-70 التابع لمعهد فيزياء الطاقة العالية هو الأكبر في روسيا. يتم بناء مسرع الأيونات الثقيلة NIKA في دوبنا ، منطقة موسكو. طوله قصير نسبيًا - ستشمل NIKA أربع حلقات بطول 200 متر - ومع ذلك ، فإن المنطقة التي سيعمل فيها المصادم يجب أن توفر للعلماء مراقبة حالة "الحدود" ، عندما تتواجد النوى والجسيمات المنبعثة من النوى الذرية في وقت واحد. بالنسبة للفيزياء ، تعتبر هذه المنطقة من أكثر المجالات الواعدة.

من بين الأبحاث الأساسية التي سيتم إجراؤها باستخدام مصادم NIKA ، نمذجة نموذج مجهري للكون المبكر. يعتزم العلماء استخدام المصادم للبحث عن طرق جديدة لعلاج السرطان (تشعيع الورم بحزمة من الجسيمات). بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام التثبيت