모스크바에서 100km 떨어진 숲 속에 보물이 말 그대로 땅속에 묻혀 있습니다. 이것은 금과 보석 상자에 관한 것이 아닙니다. 모스크바 근처의 60m 깊이에는 실제 강입자 충돌기가 있습니다.

이 프로젝트는 80년대 과학 혁명의 정점으로 여겨졌습니다. 충돌기 옆에 위치한 작은 과학 마을 Protvino는 세계 과학의 중심지가 될 것입니다. 그러나 입자 가속기는 출시되지 않았습니다.

세계 최대 강입자 충돌기 건설이 중단되고 프로젝트가 중단된 이유는 무엇입니까? 사실가장 많이 모은 흥미로운 사실소련 입자 가속기에 대해.

러시아와 세계에서 가장 큰 충돌기

소련 충돌기의 운명은 어렵습니다. 그들은 적극적으로 그것을 만들기 시작했고 거의 완전히 포기했습니다. 가장 깊은 가속기 터널은 표면에서 60m 떨어져 있습니다. 총 길이 측면에서 콜라이더는 모스크바 지하철 링 라인보다 열등하지 않습니다. 그리고 모스크바 지역의 숲에 숨겨진이 거대한 거상은 끝나지 않았습니다.

Protvino 시 자체가 1965년에 나타났습니다. 그 전에는 폐쇄 된 과학적 정착지 Serpukhov-7이 그 자리에 존재했습니다. 폐쇄된 도시에 살았던 과학자들은 당시 운영 중인 양성자 싱크로트론에서 일했습니다. 과학자의 아이디어에 따르면이 가속기는 거대한 소비에트 충돌기의 일부가되었습니다. 싱크로트론과 충돌기의 건설 현장은 우연히 선택되지 않았습니다. 모스크바 지역의 이 부분은 해저 바닥으로 인해 지진 충격에 의해 땅에 접근할 수 없었습니다.

소련의 강입자 충돌기: 기복

프로젝트가 승인된 80년대 초반에는 세상에 유사품이 없었습니다. American Tevatron과 Swiss supercollider의 용량은 상당히 낮았습니다. 1983년 터널 보링용 수직 샤프트가 처음 등장했습니다. 그러나 단단한 암석을 시추하는 것은 감사할 일입니다. 작업은 느리게 진행되어 몇 년 동안 기계가 바위의 1.5km만 "갉아먹었습니다". 1988년 소련은 외국 시추 장비 구매를 위해 추가 자금을 할당했습니다. 기계는 터널을 만들었을 뿐만 아니라 바닥에 금속 단열재로 된 콘크리트 쿠션을 깔았습니다. 작업이 가속화되었습니다.

1988년에 메인 링 터널은 70% 준비되었고 주입 채널(가속 입자를 싱크로트론에서 충돌기로 전달하기 위해) - 95%가 준비되었습니다. 엔지니어링 커뮤니케이션 배치를 위한 20개 이상의 특수 사이트가 지상에서 성장했습니다. 밝은 미래까지 마지막 도약이 남았던 것 같다. 그러나 자금 조달은 다시 중단되었습니다. 1991년에는 프로젝트 예산이 삭감되었고, 1998년 위기 때는 거의 고갈 상태에 이르렀습니다. 미완성된 물건을 그냥 버리는 것은 모스크바 지역을 생태 재앙으로 몰고 가는 것을 의미합니다. 보존이 시작되었습니다.

터널의 나머지 1/3은 건설하는 데 4년이 걸렸습니다. 그러나 그 이후에 충돌체를 발사하는 것은 불가능했습니다. 터널에는 자기장을 생성하고 입자를 추진하는 충분한 자기 "외피"가 없었습니다. 이 경우 주입 채널이 완전히 완성되었습니다. 또한 엔지니어링 홀의 건설과 입자를 "포착"해야 하는 바이칼 호수에 중성미자 망원경 설치가 완료되었습니다.

버려진 입자 가속기의 수치스러운 끝

오늘날 수백만 달러가 소비에트 충돌기의 유지 보수에 사용되고 있습니다. 매년 터널에서 물을 퍼내고 벽을 강화하고 스토커 통로를 콘크리트로 만들어야 합니다. 2008년 출시된 대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider)는 러시아 가속기 부활 아이디어에 종지부를 찍었다. 더욱이 러시아는 이미 모스크바 근처의 Dubna에 보다 현대적인(더 작지만) NIKA 충돌기를 건설하고 있습니다.

소비에트 충돌기를 "유휴" 상태로 유지하는 것은 매우 비용이 많이 듭니다. 이 때문에 프로젝트 리노베이션에 대한 아이디어가 활발히 검토되고 있습니다. 가장 유망한 방향은 가속기를 기반으로 한 거대한 축전지를 만드는 것이다. 이러한 "배터리"는 모스크바의 전기 네트워크를 언로드합니다. 그러나 모든 아이디어에는 많은 자금이 필요하며 이것이 걸림돌입니다. 소련 충돌기에 콘크리트를 붓는 것조차 값비싼 즐거움입니다.

그러나 모스크바에서 100 킬로미터 떨어진 Protvino의 과학 도시 근처 모스크바 지역의 숲에 수천억 루블의 보물이 묻혀있는 것으로 나타났습니다. 그것을 파내고 훔치는 것은 불가능합니다. 영원히 땅 속에 숨겨져 있으며 과학의 역사에 대해서만 가치가 있습니다. 우리는 Protvino Institute for High Energy Physics의 Accelerator-Storage Complex(UNK)에 대해 이야기하고 있습니다.

가속기의 지하 링 길이는 21km입니다. 직경 5m의 주 터널은 지형에 따라 20~60m 깊이에 깔립니다. 또한 수직 샤프트로 표면에 연결된 많은 보조 방이 건설되었습니다. Protvino의 Proton Collider가 LHC 이전에 제때 납품되었다면, 기초 물리학의 세계에 새로운 매력 포인트가 나타났을 것입니다.

가장 큰 프로젝트

325미터 높이의 프로트비노

일화를 의역하자면 "내가 말했잖아 - 그 장소는 망했어!" 충돌기는 처음부터 나타나지 않는다고 말할 수 있습니다. 적절한 조건이 있어야 합니다. 소련에서 가장 큰 과학 시설을 건설하기로 전략적 결정을 내리기 수년 전인 1960년에 Serpukhov-7이라는 비밀 마을이 고에너지 물리학 연구소(IHEP)의 기지로 설립되었습니다. 이 장소는 지질 학적 이유로 선택되었습니다. 모스크바 지역의이 부분에서 고대 바다의 바닥 인 토양은 지진 활동으로부터 보호되는 큰 지하 물체를 배치 할 수 있습니다.

1965년에 도시형 정착지의 지위를 얻었고 지역 개울 Protva의 이름에서 파생된 Protvino라는 새로운 이름을 얻었습니다. 1967년 Protvino에서 당시 가장 큰 가속기가 70GeV(109전자볼트) 양성자 싱크로트론 U-70으로 출시되었습니다. 그것은 여전히 ​​작동 중이며 러시아에서 가장 높은 에너지 가속기로 남아 있습니다.

U-70 건설

곧 그들은 3 TeV(10 12 eV)의 에너지를 가진 양성자-양성자 충돌기(proton-proton collider)라는 새로운 가속기를 위한 프로젝트를 개발하기 시작했는데, 이는 세계에서 가장 강력하게 될 것입니다. UNC의 이론적 입증에 대한 작업은 이론 물리학자이자 고에너지 물리학 연구소의 과학 책임자인 학자 Anatoly Logunov가 이끌었습니다. U-70 싱크로트론은 UNK 가속기의 첫 번째 "부스터 스테이지"로 사용될 예정이었습니다.

UNK 프로젝트에서는 두 단계가 가정되었습니다. 하나는 U-70에서 에너지 70 GeV의 양성자 빔을 수신하고 이를 중간 값인 400-600 GeV로 높이는 것이었습니다. 두 번째 고리(두 번째 단계)에서 양성자 에너지는 최대값까지 상승합니다. UNK의 두 단계는 모스크바 지하철의 순환선을 초과하는 치수를 가진 하나의 순환 터널에 수용되어야 했습니다. 지하철과의 유사성은 모스크바와 Alma-Ata의 지하철 건설업자가 건설을 수행했다는 사실에 의해 추가됩니다.

실험 계획

1. 액셀러레이터 U-70. 2. 주입 채널 - UNK 가속기의 링으로 양성자 빔 주입. 3. 반양성자 채널. 4. 극저온 본체. 5. 강입자와 중성자 복합체로 가는 터널

1980년대 초반에는 세계에 비슷한 크기와 에너지의 가속기가 없었습니다. 미국의 Tevatron(고리 길이 6.4km, 1980년대 초 에너지 - 500 GeV)이나 CERN 연구소의 Supercollider(고리 길이 6.9km, 충돌 에너지 400 GeV)도 물리학에 필요한 도구를 제공할 수 없습니다. 새로운 실험 ...

우리나라는 가속기의 개발 및 건설에 대한 광범위한 경험을 가지고 있습니다. 1956년 Dubna에 건설된 싱크로파소트론은 당시 세계에서 가장 강력한 에너지가 10GeV, 길이가 약 200미터였습니다. 물리학자들은 Protvino에 건설된 U-70 싱크로트론에서 몇 가지 발견을 했습니다. 그들은 처음으로 반물질 핵을 등록했고, 소위 "세르푸호프 효과"를 발견했습니다. 두 개의 충돌 입자) 및 훨씬 더.

10년의 일

UNK 터널의 실물 모형

1983년에 26개의 수직 샤프트를 사용하여 광산에서 건설 작업이 시작되었습니다.

몇 년 동안 건설은 느린 모드로 수행되었습니다. 우리는 1.5km만 걸었습니다. 1987 년에 작업 강화에 관한 정부 법령이 발표되었으며 1935 년 이후 처음으로 소련은 Protontonnelstroy가 터널을 건설하기 시작한 도움으로 2 개의 현대 Lovat 터널 굴착 단지를 해외에서 구입했습니다.

그 50년 전에 지하철이 미국에서 성공적으로 건설되었다면 왜 터널 실드를 구입해야 했습니까? 사실 150톤 Lovat 기계는 최대 2.5cm의 매우 높은 침투 정확도로 드릴링될 뿐만 아니라 터널 지붕에 금속 단열재(일반 콘크리트 블록, 내부에서 용접 된 금속 절연 시트) ... 훨씬 나중에 모스크바 지하철에서 Trubnaya-Sretensky Boulevard 섹션의 작은 섹션은 금속 절연 블록으로 만들어집니다.

주입 채널. 전기 기관차의 레일은 콘크리트 바닥에 가라앉습니다.

1989년 말에는 U-70에서 UNK로 빔을 전달하기 위해 설계된 2.5km 이상의 터널인 주환터널의 약 70%와 분사채널의 약 95%가 완공되었습니다. 우리는 엔지니어링 지원을 위해 3개의 건물(계획된 12개 중)을 건설했으며 전체 주변에 지상 시설 건설을 시작했습니다. 물 공급, 난방, 압축 공기 경로, 고압 전력선이 설치되었습니다.

같은 기간 동안 프로젝트에 자금 문제가 발생하기 시작했습니다. 1991년 소련 붕괴와 함께 UNK는 즉시 폐기될 수 있었지만 미완성 터널을 보존하는 데 드는 비용이 너무 많이 들었을 것입니다. 파괴되고 지하수가 범람하면 전체 지역의 생태계에 위협이 될 수 있습니다.

터널의 지하 고리를 닫는 데 또 4년이 걸렸지만 가속 부분은 절망적으로 뒤쳐져 있었습니다. 그리고 2500개가 필요했고, 각각의 무게는 약 10톤이었습니다) ...

자석 테스트 벤치

다음은 블로거와 함께 이 시설을 둘러보는 것입니다. 삼나모스 (원본 포스팅 링크)

1. 지난 턴에 실드터널이 진행된 현장부터 산행을 시작합니다.

2. 이곳은 진흙이 많고, 어떤 곳은 꽤 물에 잠긴 곳이 있습니다.

3. 트렁크로 분기

6. 광산 케이지

7. 일부 장소에서는 폐쇄된 비상 작업으로 장애가 발생합니다.

9. 장비실

17. 해왕성 - "시스템을 갖춘 가장 큰 홀".

19. 이것은 그레이트 링의 남쪽 부분입니다. 여기의 터널은 거의 완벽하게 준비되었습니다. 전원 입력을 위한 내장형 인서트와 가속기 자체용 랙도 설치되었습니다.

20. 촬영 중.

22. 그리고 이 홀은 이미 연구가 진행되고 있는 액셀러레이터의 작동하는 작은 고리로 이어지므로 큰 원을 따라 더 가보겠습니다. :)

22. 곧 깨끗한 터널이 끝나고 우리가 시작한 터널의 마지막 구간인 광산이 있는 곳으로 갔다.

23. 깊이는 약 60미터입니다. 지하에서 19시간을 보낸 후 우리는 지하세계를 떠납니다...

자기 시스템은 가속기에서 가장 중요한 것 중 하나입니다. 입자의 에너지가 높을수록 원형 궤적을 따라 보내기가 더 어려우므로 자기장이 더 강해져야 합니다. 또한 입자가 비행하는 동안 서로 반발하지 않도록 초점을 맞춰야 합니다. 따라서 입자를 원으로 회전시키는 자석과 함께 집속 자석도 필요합니다. 가속기의 최대 에너지는 원칙적으로 자기 시스템의 크기와 비용에 의해 제한됩니다.

주입 터널은 100% 완성된 복합 단지의 유일한 부분이었습니다. UNK의 궤도면이 U-70보다 6m 낮기 때문에 채널에는 확장된 자석 섹션이 장착되어 빔이 64° 회전할 수 있습니다. 이온 광학 시스템은 U-70에서 추출된 빔의 위상 볼륨을 터널의 회전 구조와 일치시켰습니다.

"돈이 없고 버텨야 한다"는 것이 분명해진 순간에 주입 채널, 펌핑 시스템, 전원 공급 장치, 제어 및 모니터링 시스템의 모든 진공 장비가 개발되어 접수되었습니다. 10-7mmHg 미만의 압력을 갖는 스테인리스 스틸 진공관은 가속기의 기초이며 입자가 이를 따라 이동합니다. 주입 채널의 진공 챔버와 가속기 2단의 전체 길이, 가속된 양성자의 빔을 추출 및 방출하는 채널은 약 70km가 되어야 합니다.

독특한 중성자 복합체의 건설이 시작되었습니다. UNK에 분산된 입자는 별도의 터널을 통해 바닥으로 특수 탐지기가 설치된 바이칼 방향으로 방출됩니다. 바이칼 호수의 중성미자 망원경은 여전히 ​​존재하며 해안에서 3.5km 떨어진 곳에 1km 깊이에 있습니다.

터널 전체에 대형 장비를 수용할 수 있도록 지하 홀이 1.5km 간격으로 건설되었습니다.

주요 터널 외에도 케이블 및 파이프용으로 기술적인 터널(위 그림 참조)이 추가로 건설되었습니다.

"SPP-1"(U-70의 입자 빔이 들어가는 곳) 및 "SPP-4"(입자가 제거되는 곳)로 다이어그램에 지정된 가속기 기술 시스템을 배치하기 위한 터널의 직선 섹션이 있었습니다. 여기에서). 그들은 최대 직경 9m, 길이 약 800m의 확장 된 홀이었습니다.

깊이가 60m인 환기 샤프트(KDPV에도 있음).

죽음과 관점

아직 모니터링 중인 터널의 현재 상태

1994년에 건설업자들은 21km 터널의 마지막이자 가장 어려운 수문 지질학적 조건(지하수로 인한) 구간을 연결했습니다. 같은 기간에 프로젝트 비용이 원자력 발전소 건설에 비례했기 때문에 자금은 사실상 고갈되었습니다. 장비를 주문하거나 근로자에게 급여를 지급하는 것이 불가능해졌습니다. 상황은 1998년 위기로 더욱 악화되었습니다. Large Hadron Collider의 발사에 참여하기로 결정한 후 UNK의 완성은 마침내 포기되었습니다.

2008년에 시운전된 LHC는 더 현대적이고 더 강력해져서 마침내 러시아 충돌기를 되살리는 아이디어를 죽였습니다. 그러나 거대한 단지를 그냥 떠날 수는 없으며 이제는 "손잡이없는 여행 가방"입니다. 매년 연방 예산에서 경비원을 유지하고 터널에서 물을 펌핑하는 데 돈이 사용됩니다. 기금은 또한 러시아 전역에서 산업 이국주의를 사랑하는 사람들을 끌어들이는 수많은 홀을 건설하는 데 사용됩니다.

지난 10년 동안 단지의 리노베이션을 위한 다양한 아이디어가 제안되었습니다. 터널에 초전도 유도 저장 장치를 설치하면 모스크바 전체 지역의 전력망 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 또는 버섯 농장이 있을 수 있습니다. 많은 아이디어가 있지만 모두 돈 부족에 대한 것입니다. 단지를 묻고 콘크리트로 완전히 채우는 것조차도 너무 비쌉니다. 그 동안, 주장되지 않은 과학 동굴은 소비에트 물리학자들의 이루지 못한 꿈의 기념비로 남아 있습니다.

LHC의 존재가 다른 모든 충돌체의 제거를 의미하지는 않습니다. 고에너지 물리학 연구소의 U-70 가속기는 여전히 러시아에서 가장 큰 규모로 운영되고 있습니다. 중이온 가속기 NIKA는 모스크바 지역 Dubna에 건설되고 있습니다. 그 길이는 비교적 짧습니다. NIKA는 4개의 200미터 링을 포함하지만 충돌기가 작동할 영역은 과학자들에게 핵과 원자핵에서 방출된 입자가 동시에 존재할 때 "경계선" 상태를 관찰할 수 있는 기회를 제공해야 합니다. 물리학의 경우 이 분야는 가장 유망한 분야 중 하나로 간주됩니다.

NIKA 충돌기를 사용하여 수행될 기본 연구 중에는 초기 우주의 미시적 모델을 모델링하는 것이 있습니다. 과학자들은 새로운 암 치료 방법(입자 빔으로 종양을 조사)을 찾기 위해 충돌기를 사용할 계획입니다. 또한 설치가 사용됩니다.

누구나 유럽의 대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider)에 대해 들어본 적이 있을 것입니다. 그러나 이것이 우리를 위해 계획되었다는 것을 아는 사람은 거의 없습니다. 소련 과학자들은 20년 전에 모스크바 근처의 작은 마을에서 충돌기를 만들기 시작했습니다.

황폐함과 황폐함이 도처에 있습니다. 문이 부서지고 트럭의 트랙으로 판단하면 모든 것이 제거되고 꺼내어 도난당했습니다 ...

지난 세기의 80년대 초반에 우리는 그러한 "충돌기"라는 단어조차 몰랐고, Protvino 시는 모스크바 지역의 Serpukhov 지역인 마을에 불과했습니다. 동시에 CPSU 중앙위원회 수준에서는 고에너지물리연구소(IHEP)의 과학 및 기술 기반을 확장하기 위해 Serpukhov(나중에 Protvinsky) 싱크로파소트론을 기반으로 싱크로파소트론을 구축하기로 결정했습니다. ) 거기에 있습니다.

1993년까지 UNK(Accelerator Accumulation Complex)의 첫 번째 단계를 위한 지하 작업이 거의 완료되었습니다. 총 약 50km의 다양한 직경의 광산 작업이 진행되었으며 약 30개의 샤프트가 건설되었으며 완성된 지하 작업에서 UNK용 통신 및 장비 설치가 시작되었습니다. 동시에 다층 산업 건물이있는 20 개 이상의 산업 현장이 표면에 완전히 갖추어져 물 공급, 난방, 압축 공기 경로, 고압 전력선이 배치되고 이전에 주문한 고유 장비가 도착하기 시작했습니다. ...

당시 소련에서 일어난 민주적 변화는 UNK 건설에 긍정적인 역할을 했음에 틀림없습니다. "철의 장막"이 파괴되면서 현대적인 광업 및 터널링 장비를 해외에서 구입할 수 있었고 우리 전문가들은 그곳에서 작업하도록 훈련을 받을 수 있었습니다. 샤프트의 건설에는 이전에는 절대 비밀이었던 미사일용 광산 샤프트의 건설에 사용된 기술이 사용되었습니다. 그러나 소련의 후속 붕괴가 시작되었고 러시아의 시장 경제로의 전환은 UNK 건설을 "완료"했습니다. 건설 자금을 조달할 사람이 없었습니다. 그 당시에는 글로벌 변화를위한 시간이 없었습니다 ...

원은 Collider입니다. 그리고 마커는 Collider의 배럴 입구입니다. 아래는 모스크바 지역의 Serpukhovsky 지역인 Protvino입니다.

러시아와 아마도 지구 전체에서 가장 비싼 보물은 어디에 있습니까? 답을 알게 되면 모든 보물 사냥꾼들이 동시에 기뻐하겠지만, 한편으로는 이 보물은 지하에 있고 길이가 수 킬로미터에 달하기 때문에 되찾거나 훔칠 수 없기 때문에 실망할 것입니다. 그러한 신비한 물체의 이름은 강입자 충돌기(hardron collider)입니다.

물론 그것은 과학자들에게 귀중한 장소이며 아마도 소위 파는 사람들 사이에서 큰 관심을 불러 일으킬 것입니다. 버려진 가속기 저장 단지는 고에너지 물리학 연구소(Institute of High Energy Physics)에 속하며 Protvino에 있습니다. 사실, 콜라이더는 단순히 몹쓸 짓을 했고 이제 지하 시설은 그 역사를 가진 많은 모험가들을 끌어들입니다.

장대한 프로젝트

링의 길이가 21km이기 때문에 Protvino의 충돌기는 실제로 인상적인 크기를 가지고 있습니다. 주요 터널은 5km에 걸쳐 있으며 위치 깊이는 20m에서 60m까지 다양하며 모두 자연 구호에 달려 있습니다. Protvino에서 강입자 충돌기 건설의 모든 해 동안 지하 영역은 물체 자체에 수직으로 생성된 광산에 의해 지구 표면에 연결된 다양한 방으로 채워졌습니다.

소련 프로그램이 LHC 이전에 완료되었다면 이것이 미래 물리학의 모든 놀라운 발견의 출발점이 되었을지 누가 ​​압니까?

결정이 내려지기 수년 전에 : 소련에서 가장 큰 충돌기를 만들기 위해 Serpukhov-7이라는 특수 목적 마을이 모스크바 지역에 만들어졌습니다. 그것은 고에너지 물리학 연구소의 연구 기지 역할을 했습니다. 그 먼 1960년에 과학자들은 지질학적 데이터에 따라 그 지역을 선택했습니다. 그리고 고대에 바다의 바닥이었기 때문에 토양이 지하 물체를 배치하는 데 긍정적인 특성을 가졌던 것은 이 지역의 이 부분이었습니다. 또한이 지역은 자연 구호로 지진으로부터 보호됩니다.

프로트비노의 등장

Serpukhov-7이 등장한 지 5년 후, 이곳을 도시형 정착지로 정의하고 이곳을 흐르는 Protva-Protvino 강을 기리기 위해 이름을 변경하기로 결정했습니다. 강입자 충돌기 생성 아이디어 외에도 1967년 당시 기준으로 가장 큰 가속기가 Protvino에 건설되었습니다. 그것은 오늘날에도 작동하는 양성자 싱크로트론이었습니다. 109전자볼트의 방출된 에너지로 U-70 싱크로트론은 전체 러시아 연방에서 가장 에너지가 넘칩니다.

그 당시 연합은 기본적인 물리적 연구를 수행할 수 있는 수단을 가지고 있었기 때문에 80년대는 가속기-저장 복합체 또는 더 간단히 말하면 일종의 강입자 충돌기의 형태로 제시된 거대한 프로젝트의 생성으로 특징지어집니다. Protvino에서는 지난 몇 년 동안 IHEP 기반이 부러워하는 안정성으로 계속 작동했습니다.

기술적 인 관점에서 대상을 보면 모스크바 지하철 및 원형 교차로의 건설과 비교할 수 있지만 몇 배는 더 비싸고 복잡합니다. Protvino의 충돌기는 왜 정확히 지면 아래에 배치되어야 합니까? 여기에는 두 가지 주요 기준이 있습니다. 과학 연구를 위한 일정한 이상적인 온도(섭씨 영하 271도)를 유지하는 것과 고주파에서 작동하는 장비에 대한 외부 지상 간섭의 최소 액세스입니다. Protvino 충돌기의 전망이 처음에는 미래 과학에 특별한 이점이 없었음에도 불구하고 이 연구는 물리학의 관점에서 우리 세계의 구조에 대한 방대한 정보를 제공할 수 있습니다.

새로운 가속기

1,000 및 12전자볼트의 에너지를 위한 양성자-양성자 충돌기의 최신 프로젝트 개발은 세계에서 가장 강력한 가속기를 만드는 아이디어에 의해 추진되었습니다. Protvino의 충돌기 건설에 대한 모든 작업은 Academician Anatoly Logunov의 지도하에 수행되었습니다. 그는 이론 물리학자이자 IHEP의 직원이었습니다. 더욱이 그의 계획에 따르면 기존의 싱크로트론-70은 새로운 가속기의 가속의 초기 링크가 되는 것이었다.

Protvino에서 현재 버려진 강입자 충돌기의 프로젝트는 두 단계의 존재를 가정했습니다. 첫 번째는 70기가전자볼트의 에너지를 갖고 싱크로트론에서 방출되는 양성자를 수용하는 것이었고, 나중에 그는 600기가전자볼트와 같은 중간 값으로 그것들을 올렸습니다. 두 번째 단계(고리)는 양성자를 최대로 올립니다.

Protvino에 있는 충돌기의 첫 번째 단계와 두 번째 단계는 모두 모스크바의 기존 순환 지하철 노선보다 몇 배 더 큰 하나의 순환 터널에 배치되어야 했습니다. 더욱이 지구에서 지하철의 통로를 자른 것도 바로 그 사람들이었다.

21km의 큰 링에는 따뜻한 자석으로 채워진 첫 번째 단계의 파이프와 초 전달 특성을 가진 차가운 자석으로 채워진 두 번째 링의 두 파이프가 있습니다. 그들은 약어 "UNK"와 1에서 3 사이의 숫자를 사용하여 지정됩니다. 이 자석은 입자 빔에 작용하는 정확히 가속기이며 올바른 방향으로 지시합니다. 모스크바 지역 Protvino에 있는 버려진 충돌기의 터널 자체는 무슨 일이 생겼을 때 작업자가 원하는 장소로 이동하여 유지 보수를 수행할 수 있도록 설계되었습니다. 그 너비는 CERN의 유사한 시설보다 훨씬 큽니다.

그렇다면 이러한 거인이 어떻게 작동하는지 자세히 살펴 보겠습니다. 입자 빔이 형성된 후, 속도는 작은 가속기인 싱크로트론에서 가속됩니다. 그런 다음 큰 링과 작은 가속기를 연결하는 첫 번째 채널의 도움으로 시계 반대 방향으로 움직이는 따뜻한 자석을 향해 작업의 주요 장소로 이동합니다. 그런 다음 필요한 속도로 가속하여 초전도 자석을 쳤습니다. 이 때까지 입자 빔의 다음 부분은 다른 채널을 통해 큰 링으로 이어지는 작은 U-70에서 준비되고 있으며 시계 방향으로 이동하면서 따뜻한 자석에서 이전 부분을 대신합니다. 두 번째 그룹의 입자도 초전도 자석으로 이동하여 첫 번째 그룹과 충돌합니다.

과학자들의 독특한 작업

지난 세기의 80년대까지 경쟁력 있고 효율적인 가속기를 만들 수 있는 국가는 없었습니다. 미국과 제네바 시설도 그 힘에도 불구하고 물리 현상 분야의 최신 실험을 수행하는 데 필요한 도구를 과학에 제공할 수 없었습니다.

그 당시 소련에는 이미 두브나에 가속기가 있었고 1956년에 만들어졌습니다. 그 해에 그것은 가장 강력했고 에너지는 10 기가 전자 볼트와 같았지만 길이는 200 미터에 불과했지만 물리학자들은 반물질의 존재를 등록하는 등의 놀라운 발견을했습니다. 핵. 새로운 충돌기 프로젝트는 링 자체에서 매우 먼 거리에 위치한 중성미자 플럭스를 감지할 확률을 기반으로 했습니다.

간단히 말해서, 고속의 입자는 이르쿠츠크 지역인 바이칼 호수로 리디렉션되어야 합니다. 물론 이 모든 것은 터널을 사용하지 않고 가정한 것입니다. 즉, 고리에서 제거된 입자는 지구의 암석층을 관통하여 수천 킬로미터를 덮고 호수 바닥으로 떨어져 특수 탐지기에 등록되어야 했습니다.

이 탐지기는 실제로 바이칼 호수 근처에 있습니다. 결국, 우리 행성의 둥근 모양으로 인해 입자는 지하 공간에서 특정 각도로 움직이므로 장치는 가장 큰 담수 저장소에서 3.5km, 깊이 1km에 놓였습니다. 중성미자 망원경이라고 합니다. Baikal 입자 포집기는 1998년에 가동되었으며 10년 동안 작동했습니다.

충돌기 제작 방법

Protvino의 버려진 충돌기는 1983년에 건설을 시작했습니다. 그것을 만들기 위해 광산 방법이 사용되었습니다. 26개의 수직 샤프트를 팠습니다. 1987년까지 건설은 정부가 활동 재개에 관한 법령을 발표할 때까지 부진한 방식으로 진행되었습니다. 그런 다음 1 년 후 소련은 Lovat 회사에서 제조 한 외국 터널 굴착 단지를 처음으로 인수했습니다. 작업자들이 터널 굴착 방식의 속도를 높일 수 있었던 것은 이러한 기계를 사용했기 때문입니다.

터널 부설 장치의 비법은 고정밀도로 굴착할 뿐만 아니라 터널 아치를 따라 30센티미터 콘크리트 층을 늘어서 있다는 것입니다. 그리고 콘크리트 자체에 금속 단열재를 설치했습니다.

소련의 붕괴와 그에 따른 어려움

90년 초에 주륜 터널의 약 70%가 완성되었고 주입 채널은 이미 95% 준비되었습니다(빔을 운반하기로 되어 있는 사람은 바로 그 사람이었습니다). 계획된 12개의 구조물 중 3개만 건설되었으며 엔지니어링 및 기술 지원의 성격을 띠고 있습니다. 지상 시설이 훨씬 빨리 건설되었습니다. 이것은 여러 층의 산업 건물이있는 20 개 이상의 현장에 급수관, 난방 경로 및 고압 전력선이 연결된 방식입니다.

그러나 가장 재정적 인 실패로 표시된 것은이 기간이었습니다. 붕괴 후 소련거의 즉시 건설 현장이 버려졌습니다. 그러나 충돌기의 보존은 너무 비싸고 손상을 일으킬 수 있음이 밝혀졌습니다. 환경, 지하수로 터널이 범람하는 것은 전체 Protvino 지역의 생태 상태에 직접적인 위협이 되기 때문입니다. 그리고 향후 몇 년 동안 Hadron Collider에 들어가는 방법은 큰 미스터리이자 문제가 될 것입니다(프로젝트가 재개되는 경우).

자기 시스템 만들기

모든 어려움에도 불구하고 터널의 지하 링은 여전히 ​​폐쇄되었지만 가장 중요한 것은 가속 영역이 전체 시설의 3/4만 생성되었다는 것입니다. 초전도 자석은 구할 수 있었지만, 각 자석의 무게가 10톤에 달해야 하고 프로젝트의 요구 사항에 따라 2,500개의 조각이 있어야 하기 때문에 생산이 쉬운 작업이 아니었기 때문에 극소량이었습니다.

일반적으로 전체 가속기에서 가장 중요한 링크는 이 자기 시스템입니다. 사실, 입자의 속도가 빠를수록 입자를 원으로 향하게 하는 것이 더 어렵기 때문에 자기장이 매우 강해야 합니다. 또한 모든 입자는 비행 중에 서로 반발할 수 없도록 초점을 맞춰야 하므로 자기 시스템에 집속 자석의 도입이 필요했습니다.

주입 터널

그러나 완전히 준비된 것이 있었습니까? 네, 이것은 우리가 100% 완료할 수 있었던 주입 터널입니다. 그를 위해 진공 시스템이 있는 장비가 준비되었고 펌핑, 제어 및 모니터링 시스템이 개발되었습니다. 스테인리스 스틸 진공관의 압력은 7밀리미터의 수은과 같아야 했으며 전체 구조의 기초가 된 것은 바로 그녀였습니다. 주입 채널에 있는 이러한 모든 진공관의 전체 길이와 기존 가속기의 두 링, 양성자 빔의 추출 및 방출을 위한 터널은 70km로 계획되었습니다.

성공이 가깝습니다!

건설 현장의 적도에 가까워지면서 "해왕성"이라는 기념비적 인 홀이 세워졌습니다. 그 크기는 정말 놀랍습니다. 15 x 60제곱미터입니다. 사실 가속기 자체와 방에 입자의 전하를 측정하는 제어 장비를 설치하기 위해 만들어졌습니다.

메인 터널 내부의 각 1.5km 표시에는 대형 장비를 위한 다른 홀이 만들어졌습니다. 또한 다양한 케이블과 파이프를 수용할 수 있는 특별한 공간도 있었습니다.

LHC 시운전

1994년까지 공동 노력으로 그들은 지하수가 존재하기 때문에 가장 어려운 길이인 21km의 구간을 여전히 완료할 수 있었습니다. 같은 해에 먼 소비에트 시대의 모든 자금이 마침내 끝났습니다. 전체 충돌기의 비용은 대략적인 원자력 발전소 건설 비용과 같았습니다. 1995년까지 노동자들에게 임금을 지급한다는 언급은 없었고, 필요한 장비를 구입할 자금도 없었다.

1998년에는 심각한 위기가 발생했고, LHC(Large Hadron Collider)의 출시로 충돌체의 상황은 더욱 악화되었습니다. 궁극적으로 LHC는 Protvinsky 충돌기보다 훨씬 강력하여 작동 방식을 완전히 차단했습니다. 러시아 시설의 재활성화는 무기한 연기되었습니다.

물론 그런 구조를 그냥 받아 들이는 것은 엄연히 규칙에 어긋난다. 관리들은 매년 이 "손잡이 없는 여행 가방"에 막대한 돈을 할당합니다. 급여는 지하 구조물에서 물을 퍼 올리는 경비원과 근로자에게 지급됩니다. 또한 예산은 Protvino의 충돌기에 다양한 맨홀을 콘크리트로 사용하는 데 사용됩니다. 버려진 건물에 어떻게 가나요? 간단합니다. 통과만 하면 됩니다.

부흥 아이디어

지난 10년 동안 충돌기 콤플렉스의 복원 및 개조를 위한 새로운 아이디어가 끊임없이 제시되었습니다. 예를 들어, 초통과 전력의 유도 저장 장치를 터널 내부에 배치하여 모스크바 지역 전체의 전력망 안정성을 제어할 수 있습니다.

충돌기 내부에 버섯 농장을 만들자는 제안도 있지만 자금 부족이 제안된 모든 프로젝트의 주요 장애물입니다. 콘크리트 층 아래에 ​​묻는 것이 가장 비용이 많이 드는 옵션입니다. 오늘날 존재하는 모든 인공 및 거대한 동굴은 기념비로 남아 있습니다. 이는 소련 과학자 물리학자들의 실현 불가능한 꿈을 의미합니다.

생산되었지만 설치되지 않은 첨단 장비는 국가가 토카막을 건설할 때 중국에 판매되었습니다. 당연히 최고의 물리학 정신은 미국과 유럽 국가에 무일푼의 전망을 남겼습니다. 그리고 외로운 거인의 운명은 수년 동안 의문이었습니다.

보존은 2014년에 수행되었습니다. 해당 물체는 연구소 산하 건설팀에 인계됐다. 같은 해에 화재 안전을 위해 게이트가 제거되었고 터널을 여러 부문으로 나누고 물이 흐르는 모든 구멍을 덮고 콜라이더가 세워진 도움으로 광석 야드를 해체했습니다. 물론 포기를 좋아하는 사람들을 위해 가속기 전체 둘레에 보안 시스템을 설치했습니다.

오늘의 충돌기 상태

그럼에도 불구하고 버려진 강입자 충돌기에 가는 방법은 무엇입니까? Protvino는 주로 Muscovites의 dacha 플롯이 위치한 작은 마을입니다. 집 근처에는 콘크리트 폐허가 있으며 겨울과 여름 모두 근처에 "물체가 보호되고 있습니다"라는 문구가 적힌 보안 부스가 있습니다. 물론 문이 항상 잠겨있지만 건물 근처에서 흙을 잘 파면 안으로 들어가 15경간으로 이루어진 광산갱으로 내려갈 수 있다.

내부에서는 물방울 떨어지는 소리에 대비해야 합니다. 시설을 사용하지 않음에도 불구하고 내부 일부 장소에 전기가 있습니다. 벽에는 건설 초기에 피복 된 금속 시트를 여전히 볼 수 있습니다. 맨 아래로 내려가면 위에서 설명한 것과 같은 터널이 복도 끝에 나타납니다. 조명 시스템이 없기 때문에 어둠이 그들을 무한한 것처럼 보이게 합니다. 방수도 곳곳에 이뤄지지 않았기 때문에 지하수를 펌핑하는 배수 작동 소리가 멀리서 들린다. 글쎄, 내부의 공기는 즉시 지하철의 분위기에 사람을 빠뜨릴 것입니다.

메인 링의 크기는 모스크바의 지하철 터널보다 훨씬 큽니다. 수십 킬로미터를 지하로 이동합니다. 일반적으로 우리 눈앞에서 수행되는 작업의 규모는 버려진 충돌기를 탐험하려는 모든 사람을 놀라게 할 것입니다.

이 과학적 기적의 도움으로 과학자들은 당시 세계에서 가장 강력한 것으로 간주되었던 미국 페르미 연구소에서 가속기 에너지의 3배에 달하는 전자기 전압을 생성하려고 했습니다. 소련 붕괴 후 자금 조달이 중단되었습니다. 그러나 작년에 그들은 프로젝트를 부활시키기로 결정했습니다.
터널 길이 21km
Simferopol 고속도로의 97km, 지표면에서 60m 깊이의 원자력 과학자 Protvino에는 버려진 터널이 있습니다. 이것은 호기심 많은 손님이 제안한 것처럼 UFO 기지가 아니라 버려진 입자 가속기입니다. 터널 입구는 철판으로 덮여 있지만 모험을 좋아하는 사람들에게는 이것이 방해가 되지 않습니다. 그들은 시트를 뜯고, 터널에 들어가고, 녹슨 광산과 곰팡이가 핀 광산을 촬영하고, 그곳에서 파티를 열기도 합니다. 그러나 곧 크롬이 터널에서 다시 반짝거리고 벽이 빛으로 환해질 것입니다. 러시아 정부는 소련의 아이디어를 되살리기로 결정했습니다.
소비에트 충돌기는 이제 "오래된"이라고 부르는 것이 더 정확하지만 유럽의 "남동생"이라고 불립니다. 결국, LHC는 거의 20년 더 젊습니다. 그리고 그것은 크기가 훨씬 크지 않습니다. 유럽의 충돌기 터널의 길이는 27km이고 소련의 길이는 21입니다. 물론 1983년에 양성자-양성자 UNK(가속기-저장 복합체) 건설이 시작되었을 때 모스크바 근처의 Protvino는 전 세계에서 아무도 그것에 대해 이야기하지 않았습니다. Simferopol 고속도로 아래 60미터 깊이에서 드릴링 머신이 3층 건물만큼 높은 터널을 만들고 있었습니다. 90년대 중반에는 주터널 공사가 완료되고 장비 설치만 남았습니다. 그러나 소련에서 할당 된 돈이 끝나고 새로운 돈이 도착하지 않았기 때문에 1998에서 프로젝트를 닫아야했습니다.
러시아 연방 과학 센터의 고에너지 물리학 연구소 소장인 Nikolay Tyurin:
- 소련 충돌기를 완전히 소생시키는 것은 불가능하지만 과부하된 모스크바 전력망을 유지하는 데 도움이 될 지하 링 터널에 거대한 배터리를 배치하는 것부터 시작하려고 합니다.
아마도 과학자들은 충돌기 건설 재개의 진정한 목표는 말할 것도 없고 겸손할 것입니다. 실제로 CERN 액셀러레이터를 둘러싸고 떠도는 소문이 너무 많아 이를 고려하지 않기 어렵다. 그들이 불 없이 연기가 없다고 말하는 것은 당연합니다 ...
양자 도약이 현실이 될까요?
일부 보고서에 따르면 CERN은 Large Hadron Collider 제작에 약 70억 달러를 투자했습니다. 현재 총 100억의 비용으로 유사한 가속기를 2개 더 건설할 계획이다. 동시에 과학자들은 아직 가시적인 결과를 자랑할 수 없습니다. 충돌기의 진정한 목적에 대해 연구 센터 중 한 곳의 장이 유포했다고 주장하는 인터넷에 정보가 나타났습니다. 그에 따르면 2008년 8월 실험에서 입자가 충돌하는 동안 그 중 일부가 사라지고 다른 곳에서 나타났다고 한다. 익명의 과학자는 이것이 프로젝트 리더가 원했던 초대칭 이론의 존재 증거가 되었다고 기록합니다. 즉, 순간이동 원칙의 구현에 대해 이야기하고 있습니다. 그건 그렇고, 양자 이론은 1925년에 Werner Heisenberg와 Erwin Schrödinger에 의해 개발되었습니다. 물체가 갑자기 사라지거나 다른 곳에서 다시 나타나지 않는다는 뉴턴의 가정에 의문을 제기한 것은 바로 그들이었다. 그들은 원자 내부의 전자가 양자 도약을 할 수 있음을 발견했습니다. 그리고 최근에 미국 물리학자 Mark Reisen은 브라운 입자의 순간 속도를 실험적으로 기록했습니다.
Simferopol의 전문 경제학자 Nikolay Kravtsov:
- 냉전 시대의 과학적 발견이 군비 경쟁의 결과였다면, 지금 세계가 우주의 신비를 풀고 삶의 의미를 이해하기 위해 수십억 달러를 지출한다고 가정하는 것은 어리석은 일입니다. 상업적인 이익을 위해 모든 일을 합니다. 그러므로 우주가 어떻게 형성되었는지를 이해하는 것이 그들의 임무라는 과학자들의 말은 우스꽝스럽게 들릴 것입니다. 이것이 그들이 원하는 것일 수도 있지만 투자자는 아마도 프로젝트에 더 평범한 관심을 가질 것입니다.
콜라이더가 텔레포트를 생성하기 위한 도구이거나 텔레포트 자체라고 가정하면 막대한 비용이 정당화됩니다. 더 이상 교통 수단이 필요하지 않고 몇 초 만에 Simferopol에서 New York으로 이동할 수 있다면 미래가 어떻게 바뀔지 상상할 수 있습니다. 비행기 안에서만 반나절을 보내는 정치인과 사업가들에게는 신선한 공기를 들이마신 것과 같은 시간이 될 것입니다. 그러나 순간이동이 현실화된다고 해서 자동차, 기차, 비행기, 자동차가 사라진다는 의미는 전혀 아닙니다. 결국, 각 서비스에는 자체 클라이언트가 있습니다. 결국, 우리는 우편 서비스를 완전히 포기하지 않았습니다. 우리는 서신을 위해 어디에서나 이메일을 사용하지만. 인터넷은 라디오와 텔레비전으로 신문을 파괴하지 않았습니다. 뉴스가 훨씬 빠르게 나타나고 좋아하는 TV 시리즈의 모든 에피소드를 다운로드할 수 있지만 ...
그러한 가정은 "전문가"를 미소 짓게 만듭니다. 아인슈타인은 한때 미친 사람으로 여겨졌지만 ...

Denis SIMONENKO 크림 전신

사진: CT 아카이브
"KT" 제112호에 게재된 자료