Dar se dovedește, la o sută de kilometri de Moscova, în apropiere de orașul științific Protvino, în pădurile din Regiunea Moscova, a fost înmormântată o comoară de zeci de miliarde de ruble. Nu o poți săpa și fura - pentru totdeauna ascunsă în pământ, are valoare doar pentru istoria științei. Vorbim despre complexul de stocare a acceleratoarelor (UNK) al Institutului Protvino pentru Fizica Energiei Înalte - un obiect subteran molipsit, aproape de dimensiunea colectorului mare de Hadron.
Lungimea inelului subteran al acceleratorului este de 21 km. Tunelul principal cu un diametru de 5 metri este așezat la o adâncime de 20 până la 60 de metri (în funcție de teren). În plus, multe camere auxiliare au fost construite, conectate la suprafață prin arbori verticali. Dacă colizorul de protoni din Protvino ar fi fost livrat la timp înainte de LHC, un nou punct de atracție ar fi apărut în lumea fizicii fundamentale.
Mai departe - despre istoria principalului colizor sovietic, pe care ar putea fi falsificată fizica viitorului.
Cel mai mare proiect
Pentru a parafraza gluma „Și v-am spus - locul este blestemat!” putem spune că colizorii nu apar de la zero - trebuie să existe condiții adecvate. Cu mulți ani înainte de luarea deciziei strategice de construire a celei mai mari instalații științifice din URSS, în 1960, satul secret Serpukhov-7 a fost fondat ca bază pentru Institutul de Fizică cu Mare Energie (IHEP). Situl a fost ales din motive geologice - în această parte a regiunii Moscova, solul, care este fundul mării antice, permite amplasarea unor obiecte subterane mari protejate de activitatea seismică.
Protvino de la o înălțime de 325 metri:
Video promotional:
În 1965, statutul de așezare de tip urban a fost obținut și un nou nume - Protvino - derivat din numele rivalei locale Protva. În 1967, cel mai mare accelerator al timpului său a fost lansat în Protvino - sincrotronul de protoni U-70 de 70 GeV (109 electroni volt). Acesta este încă în funcțiune și rămâne cel mai mare accelerator de energie din Rusia.
Construcția U-70.
În curând au început să dezvolte un proiect pentru un nou accelerator - un colizor proton-proton cu o energie de 3 TeV (1012 eV), care va deveni cel mai puternic din lume. Lucrările privind fundamentarea teoretică a UNC au fost conduse de academicianul Anatoly Logunov, fizician teoretic, director științific al Institutului de fizică a energiei înalte. A fost planificat să folosească sincrotronul U-70 ca primă "etapă de rapel" pentru acceleratorul UNK.
În proiectul UNK, s-au presupus două etape: una era să primească un fascicul de protoni cu o energie de 70 GeV de la U-70 și să o ridici la o valoare intermediară de 400–600 GeV. În cel de-al doilea inel (a doua etapă), energia protonului s-ar ridica la valoarea sa maximă. Ambele trepte ale UNK urmau să fie amplasate într-un tunel inelar, cu dimensiuni mai mari decât linia de inel a metroului din Moscova. Asemănările cu metroul se adaugă prin faptul că construcția a fost realizată de constructorii de metrou din Moscova și Alma-Ata.
Planul experimentului
1. Accelerator U-70. 2. Canal de injecție - introducerea unui fascicul de protoni în inelul acceleratorului UNK. 3. Canalul antiprotonilor. 4. Corpul criogenic. 5. Tunele către complexele de hadron și neutroni
La începutul anilor optzeci, nu existau acceleratori de dimensiuni și energie comparabile în lume. Nici Tevatronul din Statele Unite (lungimea inelului 6,4 km, energia la începutul anilor 1980 - 500 GeV), nici Supercolliderul laboratorului CERN (lungimea inelului 6,9 km, energia de coliziune 400 GeV) nu au putut oferi fizicii instrumentele necesare pentru a efectua noi experimente …
Țara noastră a avut o experiență vastă în dezvoltarea și construcția de acceleratoare. Sincrofasotronul, construit la Dubna în 1956, a devenit cel mai puternic din lume la acea vreme: energie 10 GeV, lungime de aproximativ 200 de metri. Fizicienii au făcut mai multe descoperiri la sincrotronul U-70, construit în Protvino: au înregistrat pentru prima dată nucleele antimateriale, au descoperit așa-numitul "efect Serpukhov" - o creștere a secțiunilor transversale totale ale interacțiunilor hadronic (cantități care determină cursul reacției a două particule în coliziune) și multe altele.
Zece ani de muncă
În 1983, lucrările de construcție au început pe șantier folosind o metodă de exploatare folosind 26 de arbori verticali.
Model la scară completă a tunelului UNK.
Timp de câțiva ani, construcția a fost realizată într-un mod lent - am mers doar un kilometru și jumătate. În 1987, a fost emis un decret guvernamental privind intensificarea lucrărilor, iar în 1988, pentru prima dată din 1935, Uniunea Sovietică a achiziționat două complexe moderne de plictisire a tunelului Lovat în străinătate, cu ajutorul cărora Protontonnelstroy a început să construiască tuneluri.
De ce ați avut nevoie să cumpărați un scut tunel, dacă înainte de acești cincizeci de ani în țară a construit cu succes metroul? Cert este că utilajele Lovat de 150 de tone nu numai au fost forate cu o precizie de penetrare foarte mare de până la 2,5 centimetri, dar au căptușit și acoperișul tunelului cu un strat de beton de 30 de centimetri cu izolație metalică (blocuri obișnuite de beton, cu o foaie de izolație metalică sudată din interior) … Mult mai târziu, în metroul din Moscova, o secțiune mică pe tronsonul Bulevardul Trubnaya-Sretensky va fi realizată din blocuri cu izolație metalică.
Canal de injectare. Șinele pentru o locomotivă electrică sunt scufundate pe podeaua de beton.
La sfârșitul anului 1989, au trecut aproximativ 70% din tunelul principal al inelului și 95% din canalul de injecție, un tunel cu o lungime mai mare de 2,5 km, conceput pentru a transfera fasciculul de la U-70 la UNK. Am construit trei clădiri (din cele 12 planificate) pentru asistență inginerească, am lansat construcția de instalații la sol în jurul întregului perimetru: peste 20 de șantiere industriale cu clădiri industriale cu mai multe etaje, la care au fost amplasate alimentarea cu apă, încălzirea, rutele cu aer comprimat, linii electrice de înaltă tensiune.
În aceeași perioadă, proiectul a început să aibă probleme de finanțare. În 1991, odată cu prăbușirea URSS, UNK ar fi putut fi abandonată imediat, dar costul păstrării tunelului neterminat ar fi fost prea mare. Distrusă, inundată cu apele subterane, poate reprezenta o amenințare pentru ecologia întregii regiuni.
Au fost necesari încă patru ani pentru a închide inelul subteran al tunelului, dar partea de accelerare a rămas fără speranță în urmă - doar aproximativ ¾ din structura de accelerare pentru prima etapă a UNK și a fost făcută doar câteva zeci de magneți cu o structură supraconductoare (și au fost necesare 2500, fiecare având o greutate de aproximativ 10 tone). …
Stand pentru testarea magneților.
Iată o plimbare prin această proprietate cu blogger samnamos:
Ne vom începe plimbarea de pe locul unde a fost efectuat tunelul de scut în ultima tura.
Aici este mult noroi, în unele locuri există locuri destul de inundate.
Ramură la trunchi.
Cușca mea.
În unele locuri există traversări cu lucrări de urgență închise.
Camera de echipament.
Stivuitor de tuburi.
Și apoi șinele sunt înglobate în beton.
Neptun - „Cea mai mare hală cu sistemul”.
Aceasta este partea de sud a marelui inel. Tunelul de aici este aproape complet gata - chiar au fost instalate inserții încorporate pentru intrări de energie, precum și rafturi pentru acceleratorul în sine.
În procesul de a face poze.
Și această sală conduce către inelul mic care funcționează acceleratorul, unde cercetările sunt deja în curs, așa că vom merge mai departe de-a lungul cercului mare.
Curând tunelul curat s-a încheiat și s-a dus ultima secțiune a tunelului, unde se află mina, de la care am pornit.
Adâncimea este de aproximativ 60 de metri. După ce petrecem 19 ore în subteran, părăsim lumea interlopă …
Sistemul magnetic este unul dintre cele mai importante într-un accelerator. Cu cât este mai mare energia particulelor, cu atât este mai dificil să le trimiți pe o cale circulară și, în consecință, cu atât mai puternice ar trebui să fie câmpurile magnetice. În plus, particulele trebuie să fie concentrate pentru a nu se repeta reciproc în timp ce zboară. Prin urmare, împreună cu magneții care rotesc particulele într-un cerc, sunt de asemenea nevoie de magneți de focalizare. Energia maximă a acceleratoarelor este, în principiu, limitată de mărimea și costul sistemului magnetic.
Tunelul de injecție a fost singura parte a complexului care a fost 100% completă. Deoarece planul orbitei UNK este cu 6 m mai mic decât în U-70, canalul a fost echipat cu o secțiune extinsă de magneți care asigura rotirea fasciculului cu 64 °. Sistemul ion-optic s-a potrivit cu volumul de fază al fasciculului extras din U-70 cu structura virajelor tunelului.
În momentul în care a devenit clar că „nu există bani și trebuie să ne reținem”, toate echipamentele de vid pentru canalul de injecție, sistemele de pompare, dispozitivele de alimentare, sistemele de control și monitorizare au fost dezvoltate și primite. Un tub de vid din oțel inoxidabil, a cărui presiune este mai mică de 10 (până la puterea de -7) mm Hg, este baza acceleratorului, particulele se deplasează de-a lungul acestuia. Lungimea totală a camerelor de vid ale canalului de injecție și două etape ale acceleratorului, canalele pentru extragerea și evacuarea fasciculului de protoni accelerați ar fi trebuit să fie de aproximativ 70 km.
A fost construită sala „Neptun” de 15 x 60 m2, unde urmau să fie amplasate țintele acceleratorului și echipamentele de control.
Tuneluri tehnologice minore.
Construcția unui complex unic de neutroni a început - particulele dispersate în UNK vor fi evacuate în pământ printr-un tunel separat, spre Baikal, în partea de jos a căruia este instalat un detector special. Telescopul neutrino de pe Lacul Baikal există și este situat la 3,5 km de coastă, la o adâncime de un kilometru.
Pe tot tunelul, s-au construit hale subterane la fiecare kilometru și jumătate pentru a găzdui echipamente mari.
Pe lângă tunelul principal, a fost construit un altul, unul tehnic (ilustrat mai sus), destinat cablurilor și conductelor.
Tunelul avea secțiuni rectiligne pentru amplasarea sistemelor tehnologice ale acceleratorului, desemnate pe diagrama „SPP-1” (aici intră un fascicul de particule dintr-un U-70) și „SPP-4” (particulele sunt eliminate de aici). Erau săli extinse până la 9 metri în diametru și aproximativ 800 de metri lungime.
Un arbore de ventilație cu o adâncime de 60 m (este, de asemenea, pe KDPV).
Moarte și perspective
În 1994, constructorii au reunit ultima și cea mai dificilă condiție hidrogeologică (datorită apelor subterane) a tunelului de 21 de kilometri. În aceeași perioadă, banii s-au uscat practic, deoarece costurile proiectului erau proporționale cu construcția unei centrale nucleare. A devenit imposibil să comandăm echipamente sau să plătim salarii lucrătorilor. Situația a fost agravată de criza din 1998. După ce a fost luată decizia de a participa la lansarea Marelui Colibru de Hadron, UNK a fost abandonat în cele din urmă.
Starea actuală a tunelurilor, care sunt încă monitorizate.
LHC, care a fost comandat în 2008, s-a dovedit a fi mai modern și mai puternic, omorând în sfârșit ideea reanimării colizorului rus. Cu toate acestea, este imposibil să părăsiți complexul gigant și acum este o „valiză fără mâner”. În fiecare an, banii sunt cheltuiți din bugetul federal pentru întreținerea gărzilor și pomparea apei din tuneluri. De asemenea, fondurile sunt cheltuite pentru betonarea a numeroase săli care atrag iubitorii exotismului industrial din toată Rusia.
În ultimii zece ani, au fost propuse diverse idei pentru renovarea complexului. Tunelul ar putea găzdui un depozit de inducție superconductor care ar ajuta la menținerea stabilității rețelei electrice a întregii regiuni din Moscova. Sau s-ar putea face acolo o fermă de ciuperci. Există multe idei, dar toate se sprijină de o lipsă de bani - chiar și pentru a îngropa complexul și a-l umple complet cu beton este prea scump. Între timp, peșterile neștiințate ale științei rămân un monument al visului neîmplinit al fizicienilor sovietici.
Prezența LHC nu înseamnă eliminarea tuturor celorlalți colizori. Acceleratorul U-70 al Institutului de Fizică a Energiei Înalte este încă cel mai mare din Rusia. Accelerația cu ioni grei NIKA se construiește la Dubna, lângă Moscova. Lungimea sa este relativ scurtă - NIKA va include patru inele de 200 de metri - dar zona în care va acționa colizorul ar trebui să ofere oamenilor de știință observația stării de „graniță”, atunci când nucleele și particulele eliberate din nucleele atomice există simultan. Pentru fizică, această zonă este considerată una dintre cele mai promițătoare.
Printre cercetările fundamentale care vor fi realizate folosind colizorul NIKA se numără modelarea unui model microscopic al Universului timpuriu. Oamenii de știință intenționează să utilizeze colizorul pentru a căuta noi metode de tratament pentru cancer (iradierea unei tumori cu un fascicul de particule). În plus, instalația este folosită pentru a studia efectul radiațiilor asupra funcționării electronice. Construcția noului accelerator este prevăzută să fie finalizată în 2023.
Dar cititorii au observat imediat că, în această direcție, Marea Moscova s-a extins:
Deși există încă informații despre faptul că undeva există un ISF (stocarea combustibilului nuclear uzat).
