Mis on sünkrofasotron? Sünkrofasotron - mis see on: määratlus, tööpõhimõte, rakendus Maailma võimsaim sünkrofasotron.

NSV Liidus arenes tehnoloogia kiiresti. Mis on väärt Maa esimese tehissatelliidi starti, mida jälgis kogu maailm. Vähesed teavad, et samal 1957. aastal lasti NSV Liidus käiku sünkrofasotron (see tähendab, et seda ei tehtud lihtsalt valmis ja kasutusele võeti, vaid lasti käiku). See sõna tähistab elementaarosakeste hajutamist. Peaaegu kõik on täna kuulnud suurest hadronite põrkeseadmest – see on selles artiklis kirjeldatud seadme uuem ja täiustatud versioon.

Mis on sünkrofasotron? Milleks see mõeldud on?

See installatsioon on suur elementaarosakeste (prootonite) kiirendi, mis võimaldab sügavamalt uurida nii mikromaailma kui ka nende osakeste omavahelist koostoimet. Uurimisviis on väga lihtne: purusta prootonid väikesteks tükkideks ja vaata, mis seal sees on. See kõlab lihtsalt, kuid prootoni purustamine on äärmiselt keeruline ülesanne, mis nõudis nii tohutu struktuuri ehitamist. Siin kiirendatakse osakesed läbi spetsiaalse tunneli tohutu kiiruseni ja saadetakse seejärel sihtmärgile. Kui nad seda tabavad, purunevad need väikesteks kildudeks. Sünkrofasotroni lähim "kolleeg" Large Hadron Collider töötab ligikaudu samal põhimõttel, ainult seal kiirendavad osakesed vastassuundades ja ei taba seisvat sihtmärki, vaid põrkuvad omavahel.

Nüüd saate natuke aru, et see on sünkrofasotron. Usuti, et installatsioon võimaldab teha teadusliku läbimurde mikromaailma uurimise vallas. See omakorda võimaldab avastada uusi elemente ja viise odavate energiaallikate hankimiseks. Ideaalis soovisid nad avastada elemente, mis oleksid tõhusamad ja samal ajal vähem kahjulikud ja hõlpsamini utiliseeritavad.

Sõjalised rakendused

Väärib märkimist, et see installatsioon loodi teadusliku ja tehnoloogilise läbimurde elluviimiseks, kuid selle eesmärgid polnud mitte ainult rahumeelsed. Paljudes aspektides on teaduslik ja tehnoloogiline läbimurre tingitud sõjalisest võidurelvastumisest. Synchrophasotron loodi pealkirja all "Täiesti salajane" ning selle väljatöötamine ja ehitamine viidi läbi osana aatomipommi loomisest. Eeldati, et seade võimaldab luua täiusliku tuumajõudude teooria, kuid kõik osutus mitte nii lihtsaks. Isegi tänapäeval see teooria puudub, kuigi tehnoloogiline areng on astunud kaugele ette.

lihtsate sõnadega?

Kui teete kokkuvõtte ja räägite arusaadavas keeles? Synchrophasotron on seade, kus prootoneid saab kiirendada suure kiiruseni. See koosneb silmustega torust, mille sees on vaakum, ja võimsatest elektromagnetitest, mis takistavad prootonite juhuslikku liikumist. Kui prootonid saavutavad maksimaalse kiiruse, suunatakse nende voog spetsiaalsele sihtmärgile. Seda tabades hajuvad prootonid väikesteks fragmentideks. Teadlased saavad näha lendavate fragmentide jälgi spetsiaalses mullikambris ja nende jälgede põhjal analüüsivad nad osakeste endi olemust.

Mullikamber on veidi vananenud seade prootonite jälgede püüdmiseks. Tänapäeval kasutatakse sellistes paigaldistes täpsemaid radareid, mis annavad rohkem teavet prootoni fragmentide liikumise kohta.

Vaatamata sünkrofasotroni lihtsale põhimõttele on see installatsioon ise kõrgtehnoloogiline ja selle loomine on võimalik ainult piisava tehnilise ja teadusliku arenguga, mis loomulikult oli NSV Liidul. Kui tuua analoogia, siis tavamikroskoop on seade, mille otstarve langeb kokku sünkrofasotroni eesmärgiga. Mõlemad seadmed võimaldavad uurida mikrokosmost, ainult viimane võimaldab "sügavale kaevata" ja on mõnevõrra omapärase uurimismeetodiga.

üksikasjalikult

Seadme tööd kirjeldati ülal lihtsate sõnadega. Loomulikult on sünkrofasotroni tööpõhimõte keerulisem. Fakt on see, et osakeste kiirendamiseks suurele kiirusele on vaja tagada sadade miljardite voltide potentsiaalide erinevus. See on võimatu isegi tehnoloogia arengu praeguses etapis, rääkimata eelmisest.

Seetõttu otsustati osakesi kiirendada järk-järgult ja ajada neid pikka aega ringis. Igal ringil toideti prootoneid energiaga. Miljonite pöörete läbimise tulemusena oli võimalik saavutada vajalik kiirus, misjärel need saadeti sihtmärgile.

Just seda põhimõtet kasutati sünkrofasotronis. Algul liikusid osakesed mööda tunnelit väikese kiirusega. Igal ringil langesid nad nn kiirendusintervallidesse, kus saadi lisaenergialaengut ja koguti kiirust. Need kiirenduse lõigud on kondensaatorid, mille vahelduvpinge sagedus on võrdne prootonite rõngast läbimise sagedusega. See tähendab, et osakesed tabasid kiirendussektsiooni negatiivse laenguga, sel hetkel tõusis pinge järsult, mis andis neile kiiruse. Kui osakesed tabasid kiirenduslõiku positiivse laenguga, siis nende liikumine aeglustus. Ja see on positiivne omadus, kuna selle tõttu liikus kogu prootonkiir sama kiirusega.

Ja nii korrati miljoneid kordi ning kui osakesed saavutasid vajaliku kiiruse, saadeti need spetsiaalsele sihtmärgile, millele nad alla kukkusid. Pärast seda, kui rühm teadlasi uuris osakeste kokkupõrke tulemusi. Nii töötas sünkrofasotron.

Magnetite roll

Teatavasti kasutati selles tohutus osakeste kiirendusmasinas ka võimsaid elektromagneteid. Inimesed arvavad ekslikult, et neid kasutati prootonite kiirendamiseks, kuid see pole nii. Osakesi kiirendati spetsiaalsete kondensaatorite (kiirendussektsioonide) abil ja magnetid hoidsid prootoneid ainult rangelt määratletud trajektooril. Ilma nendeta oleks elementaarosakeste kiire järjepidev liikumine võimatu. Ja elektromagnetide suurt võimsust seletatakse suure kiirusega prootonite suure massiga.

Milliste probleemidega teadlased silmitsi seisid?

Üks peamisi probleeme selle seadistuse loomisel oli just osakeste kiirendamine. Muidugi sai neile igal ringil kiirendust anda, aga kiirendades muutus nende mass suuremaks. Valguse kiirusele lähedasel kiirusel (nagu teate, miski ei saa liikuda kiiremini kui valguse kiirus) muutus nende mass tohutuks, mistõttu oli raske neid ringorbiidil hoida. Kooli õppekavast teame, et elementide liikumise raadius magnetväljas on pöördvõrdeline nende massiga, seetõttu oli prootonite massi suurenemisel vaja raadiust suurendada ja kasutada suuri tugevaid magneteid. Sellised füüsikaseadused piiravad tugevalt uurimisvõimalusi. Muide, nad võivad ka selgitada, miks sünkrofasotron nii tohutuks osutus. Mida suurem tunnel, seda suuremaid magneteid saab paigaldada tugeva magnetvälja tekitamiseks, et hoida prootoneid õiges suunas liikumas.

Teine probleem on energia kadu liikumisel. Osakesed kiirgavad (kaotavad) energiat ringi läbides. Järelikult kiirusel liikudes kaob osa energiast ja mida suurem on liikumiskiirus, seda suuremad on kaod. Varem või hiljem saabub hetk, mil võrreldakse väljastatava ja vastuvõetud energia väärtusi, mis muudab osakeste edasise kiirendamise võimatuks. Seetõttu on vaja rohkem jõudu.

Võime öelda, et nüüd saame täpsemalt aru, et tegemist on sünkrofasotroniga. Mida aga teadlased katsete käigus täpselt saavutasid?

Milliseid uuringuid on tehtud?

Loomulikult ei jäänud selle installatsiooni töö märkamatuks. Ja kuigi loodeti saada tõsisemaid tulemusi, osutusid mõned uuringud ülimalt kasulikuks. Eelkõige uurisid teadlased kiirendatud deuteroonide omadusi, raskete ioonide koostoimeid sihtmärkidega ja töötasid välja tõhusama tehnoloogia kasutatud uraan-238 kõrvaldamiseks. Ja kuigi tavainimese jaoks tähendavad kõik need tulemused vähe, on teadusvaldkonnas nende olulisust raske üle hinnata.

Tulemuste rakendamine

Sünkrofasotronis tehtud testide tulemusi kasutatakse tänapäevalgi. Eelkõige kasutatakse neid elektrijaamade ehitamisel, kosmoserakettide, robootika ja keerukate seadmete loomisel. Loomulikult on selle projekti panus teaduse ja tehnika arengusse üsna suur. Osa tulemusi rakendatakse ka sõjalises sfääris. Ja kuigi teadlased ei ole suutnud avastada uusi elemente, mida saaks kasutada uute aatomipommide loomiseks, ei tea tegelikult keegi, kas see vastab tõele või mitte. Võimalik, et mõningaid tulemusi varjatakse elanikkonna eest, sest tuleb meeles pidada, et see projekt viidi ellu rubriigis "Täiesti salajane".

Järeldus

Nüüd saate aru, et see on sünkrofasotron ja milline on selle roll NSV Liidu teaduse ja tehnika arengus. Isegi tänapäeval kasutatakse selliseid installatsioone aktiivselt paljudes riikides, kuid on juba täiustatud võimalusi - Nuklotronid. Large Hadron Collider on sünkrofasotronide idee seni parim teostus. Selle installatsiooni kasutamine võimaldab teadlastel mikromaailma täpsemalt tunda kahe suurel kiirusel liikuva prootonikiire kokkupõrke tõttu.

Mis puutub Nõukogude sünkrofasotroni hetkeseisu, siis see muudeti elektronkiirendiks. Nüüd töötab ta FIANis.

1957. aastal tegi Nõukogude Liit revolutsioonilise teadusliku läbimurde korraga kahes suunas: oktoobris lasti orbiidile esimene kunstlik Maa satelliit ja mõni kuu varem, märtsis, algas legendaarne sünkrofasotron, hiiglaslik mikromaailma uurimise installatsioon. tegutseb Dubnas. Need kaks sündmust vapustasid kogu maailma ning sõnad "satelliit" ja "sünkrofasotron" on kindlalt meie ellu sisenenud.

Sünkrofasotron on üks laetud osakeste kiirendite tüüpe. Nendes olevad osakesed kiirendatakse suure kiiruseni ja sellest tulenevalt ka suure energiani. Aine struktuuri ja omadusi hinnatakse nende kokkupõrgete tulemusel teiste aatomiosakestega. Kokkupõrgete tõenäosuse määrab kiirendatud osakeste kiire intensiivsus, see tähendab selles olevate osakeste arv, seega on intensiivsus koos energiaga kiirendi oluline parameeter.

Vajadus luua Nõukogude Liidus tõsine kiirendibaas kuulutati valitsuse tasandil välja 1938. aasta märtsis. Leningradi Füüsika ja Tehnoloogia Instituudi (LFTI) teadlaste rühm, mida juhib akadeemik A.F. Ioffe pöördus NSV Liidu Rahvakomissaride Nõukogu esimehe V.M. Molotov kirjaga, milles tehakse ettepanek luua tehniline baas uurimiseks aatomituuma ehituse valdkonnas. Aatomituuma ehituse küsimused kujunesid üheks loodusteaduse keskseks probleemiks ja Nõukogude Liit jäi nende lahendamisel kõvasti maha. Niisiis, kui Ameerikas oli vähemalt viis tsüklotronit, siis Nõukogude Liidus polnud ühtegi (Teaduste Akadeemia Raadiumi Instituudi (RIAN) ainus tsüklotron, mis käivitati 1937. aastal, praktiliselt ei töötanud disainivead). Pöördumine Molotovile sisaldas palvet luua tingimused LPTI tsüklotroni ehituse lõpetamiseks 1. jaanuariks 1939. aastal. 1937. aastal alanud töö selle loomisel peatati osakondade ebakõlade ja rahastamise lõpetamise tõttu.

Novembris 1938 S.I. Oma pöördumises Teaduste Akadeemia presiidiumi poole tegi Vavilov ettepaneku ehitada Moskvasse LFTI tsüklotron ja viia üle I.V. Kurchatov, kes osales selle loomises. Sergei Ivanovitš soovis, et aatomituuma uurimise kesklabor asuks samas kohas, kus asus Teaduste Akadeemia ehk Moskvas. LFTI teda aga ei toetanud. Vaidlused lõppesid 1939. aasta lõpus, kui A.F. Ioff tegi ettepaneku luua kolm tsüklotroni korraga. 30. juulil 1940 otsustati NSVL Teaduste Akadeemia Presiidiumi koosolekul anda RIANile ülesandeks varustada käesoleval aastal olemasolev tsüklotron, FIANil valmistada ette vajalikud materjalid uue võimsa tsüklotroni ehitamiseks aastaks. 15. oktoober ja LFTI tsüklotroni ehituse lõpetamiseks 1941. aasta I kvartalis.

Seoses selle otsusega loodi FIANis nn tsüklotronibrigaad, kuhu kuulusid Vladimir Iosifovitš Veksler, Sergei Nikolajevitš Vernov, Pavel Aleksejevitš Tšerenkov, Leonid Vassiljevitš Grošev ja Jevgeni Lvovitš Feinberg. 26. septembril 1940 kuulas füüsika- ja matemaatikateaduste osakonna (OPMS) büroo teavet V.I. Veksler tsüklotroni projekteerimisülesandest, kinnitas selle peamised omadused ja ehitushinnangu. Tsüklotroni eesmärk oli kiirendada deuteroneid kuni 50 MeV energiani.

Niisiis, oleme jõudnud kõige olulisema asjani, inimeseni, kes andis neil aastatel olulise panuse meie riigi füüsika arengusse - Vladimir Iosifovitš Vekslerini. Seda silmapaistvat füüsikut arutatakse edasi.

V. I. Veksler sündis Ukrainas Žõtomõri linnas 3. märtsil 1907. aastal. Tema isa suri Esimeses maailmasõjas.

1921. aastal sattus Volodja Veksler suure nälja ja laastamistöö ajal suurte raskustega ja ilma rahata näljases NEP-eelses Moskvas. Teismeline satub Khamovnikisse, omanike poolt mahajäetud vanasse häärberisse, rajatud kommuuni.

Vekslerit eristas huvi füüsika ja praktilise raadiotehnika vastu, ta pani ise kokku detektorraadiovastuvõtja, mis oli neil aastatel ebatavaliselt raske ülesanne, ta luges palju, õppis koolis hästi.
Pärast kommuunist lahkumist säilitas Veksler paljud enda kasvatatud vaated ja harjumused.
Tuleb märkida, et valdav enamus põlvkonnast, kuhu Vladimir Iosifovitš kuulus, suhtus oma elu igapäevastesse aspektidesse täieliku põlgusega, kuid armastas fanaatiliselt teaduslikke, professionaalseid ja sotsiaalseid probleeme.

Veksler lõpetas teiste kommuunide seas üheksa-aastase gümnaasiumi ja läks koos kõigi lõpetanutega vabrikutööliseks, kus töötas üle kahe aasta elektrikuna.
Tema teadmistehimu, raamatuarmastust ja haruldast leidlikkust märgati ning 20. aastate lõpus sai noormees instituuti "komsomolipileti".
Kui Vladimir Iosifovitš instituudi lõpetas, viidi läbi järjekordne kõrgkoolide ümberkorraldamine ja nende nimede muutmine. Juhtus nii, et Veksler astus Plehhanovi Rahvamajanduse Instituuti, lõpetas Moskva Energeetikainstituudi (Moskva Energeetikainstituudi) ja omandas röntgenitehnoloogia inseneri kvalifikatsiooni.
Samal aastal astus ta Lefortovo üleliidulise elektrotehnilise instituudi röntgendifraktsioonianalüüsi laborisse, kus Vladimir Iosifovitš alustas tööd mõõteriistade ehitamise ja ioniseeriva kiirguse mõõtmise meetodite uurimisega, s.o. laetud osakeste vood.

Veksler töötas selles laboris 6 aastat, tõustes kiiresti laborandist juhatajaks. Siin on juba avaldunud Vekslerile kui andekale eksperimentaalteadlasele iseloomulik "käekiri". Tema õpilane, professor M. S. Rabinovitš kirjutas hiljem oma mälestustes Vekslerist: "Peaaegu 20 aastat ta ise monteeris, monteeris erinevaid enda leiutatud installatsioone, kartmata kunagi ühestki tööst. See võimaldas tal näha mitte ainult fassaadi, mitte ainult selle. ideoloogiline pool ", aga ka kõik see, mis on peidus lõpptulemuste taga, mõõtmiste täpsuse taga, installatsioonide säravate kabinettide taga. Ta õppis ja õppis ümber kogu oma elu. Kuni päris viimaste eluaastateni õhtuti, kl. puhkust, õppis ta hoolikalt ja kirjeldas teoreetilist tööd.

Septembris 1937 siirdus Veksler Üleliidulisest Elektrotehnikainstituudist NSVL Teaduste Akadeemia P. N. Lebedevi Füüsika Instituuti (FIAN). See oli tähtis sündmus teadlase elus.

Selleks ajaks oli Vladimir Iosifovitš juba kaitsnud doktoritöö, mille teemaks oli tema disainitud "proportsionaalvõimendite" seade ja rakendus.

FIANis asus Veksler kosmiliste kiirte uurimisele. Erinevalt AI Alikhanovist ja tema kaastöötajatest, kes võtsid meeltmööda Armeenia maalilise Aragatsi mäele, osales Veksler teadlaste ekspeditsioonidel Elbrusele ja seejärel Pamiirile - maailma katusele. Füüsikud üle kogu maailma on uurinud suure energiaga laetud osakeste vooge, mida maapealsetes laborites ei olnud võimalik saada. Teadlased ronisid kosmilise kiirguse salapärastele voogudele lähemale.

Ka praegu on kosmilistel kiiretel astrofüüsikute ja suure energiaga füüsikute arsenalis oluline koht, mille tekke kohta esitatakse põnevalt huvitavaid teooriaid. Samas oli sellise energiaga osakesi õppimiseks lihtsalt võimatu saada ning füüsikute jaoks oli lihtsalt vaja uurida nende vastasmõju väljade ja teiste osakestega. Juba kolmekümnendatel tekkis paljudel aatomiteadlastel idee: kui tore oleks saada laborisse nii kõrge "kosmilise" energiaga osakesi, kasutades selleks usaldusväärseid instrumente subatomiliste osakeste uurimiseks, mille uurimismeetodiks oli üks – pommitamine (piltlikult öeldes). nad ütlesid varem ja ütlevad praegu harva) mõnede osakeste kohta teised. Rutherford avastas aatomituuma olemasolu, pommitades aatomeid võimsate mürskude – alfaosakestega. Tuumareaktsioonid avastati sama meetodiga. Ühe keemilise elemendi teiseks muutmiseks oli vaja muuta tuuma koostist. See saavutati tuumade pommitamise teel alfaosakestega ja nüüd võimsate kiirenditega kiirendatud osakestega.

Pärast Natsi-Saksamaa sissetungi asusid paljud füüsikud koheselt sõjalisele tööle. Veksler katkestas kosmiliste kiirte uurimise ja asus rinde vajadustele vastavate raadioseadmete projekteerimisele ja täiustamisele.

Sel ajal evakueeriti Teaduste Akadeemia Füüsika Instituut, nagu ka mõned teised akadeemilised asutused, Kaasanisse. Alles 1944. aastal õnnestus korraldada ekspeditsioon Kaasanist Pamiiri, kus Veksleri rühm sai jätkata Kaukaasias alustatud kosmiliste kiirte ja suure energiaga osakeste põhjustatud tuumaprotsesside uuringuid. Ilma üksikasjalikult uurimata Veksleri panust kosmiliste kiirtega seotud tuumaprotsesside uurimisse, millele pühendas palju aastaid tema tööd, võib öelda, et ta oli väga märkimisväärne ja andis palju olulisi tulemusi. Kuid võib-olla kõige tähtsam on see, et kosmiliste kiirte uurimine viis teadlase täiesti uute ideedeni osakeste kiirendamise kohta. Mägedes tuli Veksleril idee ehitada osakeste kiirendid, et luua oma "kosmilisi kiiri".

Alates 1944. aastast siirdus V. I. Veksler uuele valdkonnale, mis oli tema teaduslikus töös põhikohal. Sellest ajast peale on Veksleri nimi olnud igavesti seotud suurte "automaatfaasiliste" kiirendite loomise ja uute kiirendusmeetodite väljatöötamisega.

Siiski ei kaotanud ta huvi kosmiliste kiirte vastu ja jätkas sellel alal tööd. Veksler osales aastatel 1946-1947 kõrgmäestiku teadusekspeditsioonidel Pamiiri. Kosmilistes kiirtes leitakse fantastiliselt kõrge energiaga osakesi, mis on kiirenditele kättesaamatud. Vekslerile oli selge, et nii suure energiaga osakeste "looduslikku kiirendit" ei saa võrrelda "inimkäte loominguga".

Wexler pakkus väljapääsu sellest ummikseisust 1944. aastal. Autor nimetas uut põhimõtet, mille järgi Wexleri kiirendid töötasid, autofaseerimiseks.

Selleks ajaks oli loodud "tsüklotroni" tüüpi laetud osakeste kiirendi (Vexler selgitas ühes populaarses ajaleheartiklis tsüklotroni tööpõhimõtet järgmiselt: "Selles seadmes on laetud osake, mis liigub magnetväljas spiraalis, kiirendab pidevalt vahelduv elektriväli. Tänu sellele on võimalik edastada tsüklotroniosakestele energiat 10-20 miljonit elektronvolti"). Kuid selgus, et 20 MeV künnist selle meetodiga ületada ei saa.

Tsüklotronis muutub magnetväli tsükliliselt, kiirendades laetud osakesi. Kuid kiirenduse käigus suureneb osakeste mass (nagu see peaks olema SRT - erirelatiivsusteooria järgi). See toob kaasa protsessi rikkumise - pärast teatud arvu pöörete arvu hakkab magnetväli kiirendamise asemel osakesi aeglustama.

Veksler teeb ettepaneku hakata tsüklotronis magnetvälja aeglaselt aja jooksul suurendama, toites magnetit vahelduvvooluga. Siis selgub, et keskmiselt hoitakse osakeste ringjoonel tsirkulatsiooni sagedus automaatselt võrdsena deedele (magnetsüsteemide paar, mis painutab rada ja kiirendab osakesi magnetilise toimega) rakenduva elektrivälja sagedusega. väli).

Iga dee pilu läbimise ajal on osakestel ja lisaks saavad nad erineva massikasvu (ja vastavalt sellele saavad nad erineva raadiuse juurdekasvu, mille mööda magnetväli neid ümbritseb), olenevalt dee vahelisest väljatugevusest katsetamise hetkel. selle osakese kiirendus. Kõigist osakestest võib välja tuua tasakaalu ("õnne") osakesed. Nende osakeste puhul on mehhanism, mis automaatselt säilitab pöördeperioodi püsivuse, eriti lihtne.

"Õnnelikud" osakesed kogevad massi suurenemist ja ringi raadiuse suurenemist iga dee pilu läbimisel. See kompenseerib täpselt ühe pöörde jooksul magnetvälja suurenemisest tingitud raadiuse vähenemise. Järelikult võivad "õnnelikud" (tasakaalu) osakesed resonantsi kiirendada seni, kuni magnetväli suureneb.

Selgus, et peaaegu kõigil teistel osakestel on sama võime, ainult kiirendamine võtab kauem aega. Kiirenduse käigus kogevad kõik osakesed tasakaaluosakeste orbiidi raadiuse ümber vibratsiooni. Osakeste energia on keskmiselt võrdne tasakaaluosakeste energiaga. Seega osalevad peaaegu kõik osakesed resonantskiirenduses.

Kui kiirendi (tsüklotron) magnetvälja aeglase suurendamise asemel, toites magneti vahelduvvooluga, suurendame deedele rakenduva vahelduva elektrivälja perioodi, siis kehtestatakse ka “automaatfaasi” režiim. .

"Võib tunduda, et autofaasimise ilmnemiseks ja resonantskiirenduse rakendamiseks on vaja ajas muuta kas magnetvälja või elektrivälja perioodi. Tegelikult see nii ei ole. Võib-olla kõige lihtsam teoreetiliselt ( kuid praktilises teostuses pole kaugeltki lihtne) kiirendusmeetod, mille autor on kehtestanud varem kui teised meetodid, saab rakendada konstantse magnetvälja ja konstantse sagedusega.

1955. aastal, kui Wexler kirjutas oma brošüüri kiirendite kohta, pani see põhimõte, nagu autor märkis, aluse kiirendile – mikrotronile – kiirendile, mis vajab võimsaid mikrolaineallikaid. Veksleri sõnul pole mikrotron "veel laialt levinud (1955). Mitmed kuni 4 MeV energiaga elektronkiirendid on aga töötanud juba mitu aastat."

Veksler oli hiilgav füüsika populariseerija, kuid kahjuks avaldas ta oma tiheda töögraafiku tõttu harva populaarseid artikleid.

Autofaasimise põhimõte näitas, et on võimalik omada stabiilset faasipiirkonda ja seetõttu on võimalik muuta kiirendusvälja sagedust, kartmata resonantskiirenduse piirkonnast lahkumist. On vaja ainult valida õige kiirendusfaas. Välja sagedust muutes sai võimalikuks kergesti kompenseerida osakeste massi muutust. Veelgi enam, sageduse muutus võimaldas tsüklotroni kiiresti pöörleval spiraalil läheneda ringile ja kiirendada osakesi, kuni magnetvälja tugevus oli piisav, et hoida osakesi antud orbiidil.

Kirjeldatud automaatfaasiga kiirendit, milles elektromagnetvälja sagedus muutub, nimetatakse sünkrotsüklotroniks ehk fasotroniks.

Sünkrofasotron kasutab kahe automaatfaasi põhimõtte kombinatsiooni. Esimene neist on fasotroni aluseks, mida juba mainitud, on elektromagnetvälja sageduse muutus. Sünkrotronites kasutatakse teist põhimõtet – siin muutub magnetvälja tugevus.

Alates automaatfaasi avastamisest on teadlased ja insenerid kavandanud kiirendeid miljardite elektronvoltide jaoks. Esimene neist meie riigis oli prootonite kiirendi – 10 miljardi elektronvoldi sünkrofasotron Dubnas.

Selle suure kiirendi projekteerimist alustati 1949. aastal V. I. Veksleri ja S. I. Vavilovi eestvõttel ning see võeti kasutusele 1957. aastal. Teine suur kiirendi ehitati Serpuhhovi lähedal Protvinosse juba 70 GeV energiaks. Praegu ei tegele sellega mitte ainult Nõukogude teadlased, vaid ka teiste riikide füüsikud.

Kuid ammu enne kahe hiiglasliku "miljardi" kiirendi käivitamist ehitati Veksleri juhtimisel Teaduste Akadeemia Füüsikalises Instituudis (FIAN) relativistlikud osakeste kiirendid. 1947. aastal lasti käiku kuni 30 MeV energiaga elektronkiirend, mis oli eeskujuks suuremale elektronkiirendile – sünkrotronile 250 MeV energia jaoks. Sünkrotron lasti välja 1949. aastal. Nendel kiirenditel tegid NSVL Teaduste Akadeemia Füüsika Instituudi teadlased esmaklassilist tööd mesonifüüsika ja aatomituuma alal.

Pärast Dubna sünkrofasotroni käivitamist algas suure energiatarbega kiirendite ehitamisel kiire progressi periood. NSV Liidus ja teistes riikides ehitati ja võeti kasutusele palju kiirendeid. Nende hulgas on juba mainitud 70 GeV kiirendi Serpuhhovis, 50 GeV kiirendi Batavias (USA), 35 GeV kiirendit Genfis (Šveits), 35 GeV kiirendit Californias (USA). Praegu seavad füüsikud endale ülesandeks luua kiirendid mitme teraelektronvoldi jaoks (teraelektronvolt - 1012 eV).

1944. aastal, kui sündis mõiste "autofaas". Veksler oli 37-aastane. Veksler osutus andekaks teadusliku töö organiseerijaks ja teaduskooli juhiks.

Autofaasimise meetod nagu küps vili ootas, et visionäär teadlane selle maha võtaks ja üle võtaks. Aasta hiljem avastas Wexlerist sõltumatult autofaasimise põhimõtte kuulus Ameerika teadlane MacMilan. Ta tunnistas Nõukogude teadlase prioriteetsust. McMillan kohtus Veksleriga rohkem kui korra. Nad olid väga sõbralikud ja kahe tähelepanuväärse teadlase sõprust ei varjutanud miski kuni Veksleri surmani.

Viimastel aastatel ehitatud kiirendid, kuigi põhinevad Wechsleri automaatfaasimise põhimõttel, on võrreldes esimese põlvkonna masinatega loomulikult oluliselt täiustatud.

Lisaks automaatfaasile tuli Wexleril ka teisi osakeste kiirendamise ideid, mis osutusid väga viljakaks. Veksleri ideid arendatakse laialdaselt NSV Liidus ja teistes riikides.

1958. aasta märtsis toimus Kropotkinskaja tänaval Teadlaste Majas traditsiooniline NSVL Teaduste Akadeemia aastakoosolek. Veksler tõi välja idee uuest kiirenduse põhimõttest, mida ta nimetas "koherentseks". See võimaldab kiirendada mitte ainult üksikuid osakesi, vaid ka suurest hulgast osakestest koosnevaid plasmakimpe. "Koherentne" kiirendusmeetod, nagu Veksler 1958. aastal ettevaatlikult ütles, võimaldab mõelda võimalusele kiirendada osakesi kuni tuhande miljardi elektronvoldi energiani ja veelgi kõrgemale.

1962. aastal lendas Veksler teadlaste delegatsiooni eesotsas Genfi, et osaleda rahvusvahelise kõrgenergiafüüsika konverentsi töös. Nõukogude delegatsiooni neljakümne liikme hulgas olid sellised silmapaistvad füüsikud nagu A. I. Alihanov, N. N. Bogoljubov, D. I. Blokhintsev, I. Ya. Pomeranchuk, M. A. Markov. Paljud delegatsiooni teadlased olid kiirendi spetsialistid ja Wexleri õpilased.

Vladimir Iosifovitš Veksler oli aastaid Rahvusvahelise Teoreetilise ja Rakendusfüüsika Liidu kõrgenergiafüüsika komisjoni esimees.

25. oktoobril 1963 pälvisid Wexler ja tema Ameerika kolleeg Edwin McMillan, California ülikooli Lawrence'i kiirguslabori direktor, Ameerika Aatomite rahupreemia.

Veksler oli Dubnas asuva Tuumauuringute Ühisinstituudi kõrgenergia laboratooriumi alaline direktor. Nüüd meenutab temanimeline tänav Veksleri viibimist selles linnas.

Veksleri teadustöö koondus pikkadeks aastateks Dubnasse. Ta ühendas oma töö Tuumauuringute Ühisinstituudis tööga P. N. Lebedevi Füüsikalises Instituudis, kus alustas oma kauges nooruses teadlasekarjääri, oli professor Moskva Riiklikus Ülikoolis, kus juhatas kateedrit.

1963. aastal valiti Veksler NSV Liidu Teaduste Akadeemia tuumafüüsika osakonna akadeemik-sekretäriks ja täitis seda tähtsat ametikohta alaliselt.

V. I. Veksleri teadussaavutusi hinnati kõrgelt, määrates talle I astme riikliku preemia ja Lenini preemia (1959). Teadlase silmapaistva teadusliku, pedagoogilise, organisatsioonilise ja ühiskondliku tegevuse eest anti kolm Lenini ordenit, Tööpunalipu ordenit ja NSV Liidu medaleid.

Vladimir Iosifovitš Veksler suri ootamatult 20. septembril 1966 teise südameataki tagajärjel. Ta oli vaid 59-aastane. Elus tundus ta alati oma aastatest noorem, energiline, aktiivne ja väsimatu.

+ faas + elektron) on resonantstsükliline kiirendi, mille tasakaaluorbiidi pikkus kiirenduse ajal ei muutu. Selleks, et osakesed püsiksid kiirenduse ajal samal orbiidil, muutuvad nii juhtiv magnetväli kui ka kiirendava elektrivälja sagedus. Viimane on vajalik selleks, et kiir jõuaks kiirendussektsiooni alati kõrgsagedusliku elektriväljaga faasis. Juhul, kui osakesed on ultrarelativistlikud, ei muutu pöördesagedus fikseeritud orbiidi pikkusega energia suurenedes ja ka raadiosagedusgeneraatori sagedus peab jääma konstantseks. Sellist kiirendit nimetatakse juba sünkrotroniks.

Kultuuris

Just selle seadmega "töötas" esimese klassi õpilane Alla Pugatšova kuulsas laulus "Esimese klassi õpilase laul". Sünkrofasotronit mainitakse ka Gaidai komöödias "Operatsioon Y ja Shuriku teised seiklused". Seda seadet näidatakse ka näitena Einsteini relatiivsusteooria rakendamisest õppelühifilmis "Mis on relatiivsusteooria?". Madala intellektiga humoorikates saadetes mõjub see laiemale avalikkusele sageli kui "arusaamatu" teaduslik seade või kõrgtehnoloogia näide.

1957. aastal tegi NSVL mitmes valdkonnas teadus-tehnilise läbimurde: saatis edukalt teele kunstliku Maa satelliidi ja paar kuud enne seda sündmust hakkas Dubnas tööle sünkrofasotron. Mis see on ja miks sellist paigaldust vaja on? See küsimus ei muretsenud mitte ainult tolleaegseid NSV Liidu kodanikke, vaid kogu maailma. Muidugi mõistsid nad teadusringkondades, mis see on, kuid tavakodanikud olid seda sõna kuuldes hämmingus. Isegi tänapäeval ei mõista enamik inimesi sünkrofasotroni olemust ja põhimõtet, kuigi nad on seda sõna kuulnud rohkem kui korra. Vaatame, mis seadmega on tegemist ja milleks seda kasutati.

Miks on vaja sünkrofasotronit?

See installatsioon töötati välja mikromaailma uurimiseks ja elementaarosakeste struktuuri mõistmiseks, nende omavahelise interaktsiooni seaduste mõistmiseks. Tunnetusmeetod oli väga lihtne: murda osake ja vaadata, mis seal sees on. Kuidas saab aga prootonit murda? Selleks loodi sünkrofasotron, mis kiirendab osakesi ja tabab need sihtmärgile. Viimane võib olla paigal, kuid tänapäevases Large Hadron Collideris (see on vana hea sünkrofasotroni täiustatud versioon) liigub sihtmärk. Seal liiguvad prootonikiired suure kiirusega üksteise poole ja põrkuvad.

Usuti, et see installatsioon võimaldab teha teaduslikku läbimurret, avastada uusi elemente ja meetodeid aatomienergia saamiseks odavatest allikatest, mis oleksid efektiivsuselt paremad kui rikastatud uraan ning oleksid ohutumad ja vähem kahjulikud keskkonnale.

Sõjalised sihtmärgid

Loomulikult taotleti ka sõjalisi eesmärke. Aatomienergia loomine rahumeelsetel eesmärkidel on vaid ettekääne naiivsetele. Pole asjata, et sünkrofasotroni projekt tuli välja templiga "Täiesti salajane", sest selle kiirendi ehitus viidi läbi uue aatomipommi loomise projekti raames. Selle abiga taheti saada täiustatud tuumajõudude teooriat, mis on vajalik pommi arvutamiseks ja loomiseks. Tõsi, kõik osutus palju keerulisemaks ja isegi tänapäeval on see teooria puudu.

Mis on lihtsate sõnadega sünkrofasotron?

Kokkuvõtteks võib öelda, et see installatsioon on elementaarosakeste, eriti prootonite, kiirendaja. Sünkrofasotron koosneb mittemagnetilisest silmustorust, mille sees on vaakum, ning võimsatest elektromagnetitest. Teise võimalusena lülituvad magnetid sisse, suunates laetud osakesed vaakumtoru sisse. Kui nad saavutavad kiirendite abil maksimaalse kiiruse, saadetakse nad spetsiaalsele sihtmärgile. Prootonid tabavad seda, murravad sihtmärgi enda ja lõhuvad end selle käigus. Killud hajuvad eri suundades ja jätavad jäljed mullikambrisse. Neid jälgi järgides analüüsib rühm teadlasi nende olemust.

Varem oli see nii, kuid tänapäevastes rajatistes (näiteks Large Hadron Collider) kasutatakse mullikambri asemel kaasaegsemaid detektoreid, mis annavad rohkem teavet prootoni fragmentide kohta.

Paigaldus ise on üsna keeruline ja kõrgtehnoloogiline. Võib öelda, et sünkrofasotron on tänapäevase suure hadronite põrgataja "kauge sugulane". Tegelikult võib seda nimetada mikroskoobi analoogiks. Mõlemad seadmed on mõeldud mikrokosmose uurimiseks, kuid uurimise põhimõte on erinev.

Lisateavet seadme kohta

Niisiis, me juba teame, mis on sünkrofasotron ja ka seda, et siin kiirendatakse osakesi tohutu kiiruseni. Nagu selgus, on prootonite kiirendamiseks tohutu kiiruseni vaja tekitada sadade miljardite voltide potentsiaalide erinevus. Kahjuks pole inimkonnal seda teha, nii et nad tulid ideele osakesed järk-järgult hajutada.

Paigalduses liiguvad osakesed ringi ja igal pöördel toidetakse neid kiirendusega energiaga. Ja kuigi selline laadimine on väike, saate miljonite pöörete jaoks vajaliku energia koguda.

Sünkrofasotroni töö põhineb sellel põhimõttel. Väikesteks väärtusteks hajutatud elementaarosakesed lastakse tunnelisse, kus asuvad magnetid. Need loovad rõngaga risti oleva magnetvälja. Paljud arvavad ekslikult, et need magnetid kiirendavad osakesi, kuid tegelikult see nii pole. Nad muudavad ainult oma trajektoori, sundides neid ringi liikuma, kuid ei kiirenda neid. Kiirendus ise toimub teatud kiirendusintervallidega.

Osakeste kiirendus

Selline kiirendusvahe on kondensaator, mis on pingestatud kõrgel sagedusel. Muide, see on kogu selle paigalduse töö aluseks. Prootonite kiir lendab antud kondensaatorisse hetkel, kui pinge selles on null. Kuna osakesed lendavad läbi kondensaatori, on pingel aega tõusta, mis paneb osakesed liikuma. Järgmisel ringil seda korratakse, kuna vahelduvpinge sagedus on spetsiaalselt valitud nii, et see oleks võrdne osakese ringi ümber pöörlemise sagedusega. Järelikult kiirendatakse prootoneid sünkroonselt ja faasis. Sellest ka nimi – sünkrofasotron.

Muide, sellel kiirendusmeetodil on teatud kasulik mõju. Kui järsku lendab prootonkiir nõutavast kiirusest kiiremini, siis see lendab negatiivse pinge väärtusel kiirenduspilusse, mis seda veidi aeglustab. Kui liikumiskiirus on väiksem, on efekt vastupidine: osake kiireneb ja jõuab järele peamisele prootonite kimbule. Selle tulemusena liigub tihe ja kompaktne osakeste kiir sama kiirusega.

Probleemid

Ideaalis tuleks osakesi kiirendada võimalikult suure kiiruseni. Ja kui prootonid liiguvad igal ringil üha kiiremini, siis miks ei saa neid kiirendada maksimaalse võimaliku kiiruseni? Põhjuseid on mitu.

Esiteks tähendab energia suurenemine osakeste massi suurenemist. Kahjuks ei luba relativistlikud seadused ühelgi elemendil valguse kiirusest kõrgemale kiirendada. Sünkrofasotronis ulatub prootonite kiirus praktiliselt valguse kiiruseni, mis suurendab oluliselt nende massi. Selle tulemusena on keeruline neid raadiusega ringikujulisel orbiidil hoida. Kooliajast peale on teada, et osakeste liikumisraadius magnetväljas on pöördvõrdeline välja massiga ja otseselt võrdeline välja suurusega. Ja kuna osakeste mass kasvab, tuleb raadiust suurendada ja magnetvälja tugevamaks muuta. Need tingimused seavad piiranguid teadusuuringute tingimuste rakendamisel, kuna tehnoloogiad on piiratud ka tänapäeval. Siiani pole õnnestunud luua paarist teslast kõrgema induktsiooniga välja. Seetõttu teevad nad suure pikkusega tunneleid, sest suure raadiusega saab suure kiirusega raskeid osakesi magnetväljas hoida.

Teine probleem on liikumine kiirendusega ringis. Teatavasti kiirgab teatud kiirusega liikuv laeng energiat ehk kaotab selle. Järelikult kaotavad osakesed kiirenduse ajal pidevalt osa energiast ja mida suurem on nende kiirus, seda rohkem energiat nad kulutavad. Ühel hetkel tekib tasakaal kiirenduslõigus saadud energia ja sama energiahulga pöörde kohta kao vahel.

Sünkrofasotronis läbi viidud uuringud

Nüüd mõistame, milline põhimõte on sünkrofasotroni töö aluseks. Ta lubas teha mitmeid uuringuid ja avastusi. Eelkõige suutsid teadlased uurida kiirendatud deuteroonide omadusi, tuumade kvantstruktuuri käitumist, raskete ioonide koostoimet sihtmärkidega ning arendada ka tehnoloogiat uraan-238 kasutamiseks.

Testide käigus saadud tulemuste rakendamine

Nendel aladel saadud tulemusi kasutatakse praegu kosmoselaevade ehitamisel, tuumaelektrijaamade projekteerimisel, aga ka eriseadmete ja robootika arendamisel. Sellest kõigest järeldub, et sünkrofasotron on seade, mille panust teadusesse on raske üle hinnata.

Järeldus

50 aastat on sellised paigaldised olnud teaduse kasuks ja teadlased üle kogu maailma kasutavad neid aktiivselt. Varem loodud sünkrofasotron ja sellega sarnased rajatised (neid loodi mitte ainult NSV Liidus) on vaid üks lüli evolutsiooniahelas. Tänapäeval ilmuvad täiustatud seadmed - nukleotronid, millel on tohutu energia.

Üks arenenumaid selliste seadmete seas on Large Hadron Collider. Erinevalt sünkrofasotroni tööst põrkab see kokku kaks vastassuunalist osakeste kiirt, mille tulemusena on kokkupõrkel vabanev energia kordades suurem kui sünkrofasotronis olev energia. See avab võimalused elementaarosakeste täpsemaks uurimiseks.

Võib-olla peaksite nüüd aru saama, mis on sünkrofasotron ja miks seda üldse vaja on. See installatsioon võimaldas teha mitmeid avastusi. Tänaseks on sellest valmistatud elektronkiirend, mis hetkel FIANis töötab.

Siin on peenelt tuttav sõna "sünkrofasotron"! Tuletage meelde, kuidas see Nõukogude Liidus lihtsa võhiku kõrvu sattus? Seal oli mingi film või populaarne laul, midagi, ma mäletan täpselt! Või oli see lihtsalt hääldamatu sõna analoog?

Ja nüüd meenutagem ikkagi, mis see on ja kuidas see loodi ...

1957. aastal tegi Nõukogude Liit revolutsioonilise teadusliku läbimurde korraga kahes suunas: oktoobris lasti orbiidile esimene kunstlik Maa satelliit ja mõni kuu varem, märtsis, algas legendaarne sünkrofasotron, hiiglaslik mikromaailma uurimise installatsioon. tegutseb Dubnas. Need kaks sündmust vapustasid kogu maailma ning sõnad "satelliit" ja "sünkrofasotron" on kindlalt meie ellu sisenenud.

Sünkrofasotron on üks laetud osakeste kiirendite tüüpe. Nendes olevad osakesed kiirendatakse suure kiiruseni ja sellest tulenevalt ka suure energiani. Aine struktuuri ja omadusi hinnatakse nende kokkupõrgete tulemusel teiste aatomiosakestega. Kokkupõrgete tõenäosuse määrab kiirendatud osakeste kiire intensiivsus, see tähendab selles olevate osakeste arv, seega on intensiivsus koos energiaga kiirendi oluline parameeter.

Kiirendid ulatuvad tohututesse mõõtudesse ja pole juhus, et kirjanik Vladimir Kartsev nimetas neid tuumaajastu püramiidideks, mille järgi järeltulijad hindavad meie tehnoloogia taset.

Enne kiirendite ehitamist olid kosmilised kiired ainsaks suure energiaga osakeste allikaks. Põhimõtteliselt on need prootonid, mille energia suurus on mitu GeV ja mis tulevad vabalt kosmosest, ja sekundaarsed osakesed, mis tekivad atmosfääriga suhtlemisel. Kuid kosmiliste kiirte voog on kaootiline ja madala intensiivsusega, seetõttu hakati aja jooksul laboriuuringute jaoks looma spetsiaalseid paigaldisi - kiirendeid, millel on suure energia ja suurema intensiivsusega kontrollitud osakeste kiir.

Kõikide kiirendite töö põhineb üldtuntud tõsiasjal: laetud osakest kiirendab elektriväli. Väga suure energiaga osakesi on aga võimatu saada, kui neid kahe elektroodi vahel ainult üks kord kiirendada, kuna see eeldaks neile tohutu pinge rakendamist, mis on tehniliselt võimatu. Seetõttu saadakse suure energiaga osakesed nende korduval elektroodide vahele laskmisel.

Kiirendeid, milles osake läbib järjestikuseid kiirenduspilusid, nimetatakse lineaarseteks. Nendest sai alguse kiirendite väljatöötamine, kuid osakeste energia suurendamise nõue tõi kaasa peaaegu ebareaalselt suured paigalduspikkused.

1929. aastal pakkus Ameerika teadlane E. Lawrence välja kiirendi, milles osake liigub spiraalselt, läbides korduvalt sama pilu kahe elektroodi vahel. Osakeste trajektoori painutab ja väänab ühtlane magnetväli, mis on suunatud orbiidi tasapinnaga risti. Kiirendit nimetati tsüklotroniks. Aastatel 1930–1931 ehitasid Lawrence ja tema kaastöötajad California ülikoolis (USA) esimese tsüklotroni. Selle leiutise eest pälvis ta 1939. aastal Nobeli preemia.

Tsüklotronis tekitab suur elektromagnet ühtlase magnetvälja ja kahe õõnsa D-kujulise elektroodi (sellest ka nende nimi - "dees") vahele tekib elektriväli. Elektroodidele rakendatakse vahelduvpinget, mis muudab polaarsuse iga kord, kui osake teeb poole pöörde. Tänu sellele kiirendab elektriväli alati osakesi. Seda ideed ei saaks realiseerida, kui erineva energiaga osakestel oleks erinevad pöördeperioodid. Kuid õnneks, kuigi kiirus suureneb energia suurenemisega, jääb pöördeperiood konstantseks, kuna trajektoori läbimõõt suureneb samas suhtes. Just see tsüklotroni omadus võimaldab kasutada kiirendamiseks elektrivälja konstantset sagedust.

Varsti hakati tsüklotroneid looma ka teistes uurimislaborites.

Sünkrofasotroni hoone 1950. aastatel

Vajadus luua Nõukogude Liidus tõsine kiirendibaas kuulutati valitsuse tasandil välja 1938. aasta märtsis. Leningradi Füüsika ja Tehnoloogia Instituudi (LFTI) teadlaste rühm, mida juhib akadeemik A.F. Ioffe pöördus NSV Liidu Rahvakomissaride Nõukogu esimehe V.M. Molotov kirjaga, milles tehakse ettepanek luua tehniline baas uurimiseks aatomituuma ehituse valdkonnas. Aatomituuma ehituse küsimused kujunesid üheks loodusteaduse keskseks probleemiks ja Nõukogude Liit jäi nende lahendamisel kõvasti maha. Niisiis, kui Ameerikas oli vähemalt viis tsüklotronit, siis Nõukogude Liidus polnud ühtegi (Teaduste Akadeemia Raadiumi Instituudi (RIAN) ainus tsüklotron, mis käivitati 1937. aastal, praktiliselt ei töötanud disainivead). Pöördumine Molotovile sisaldas palvet luua tingimused LPTI tsüklotroni ehituse lõpetamiseks 1. jaanuariks 1939. aastal. 1937. aastal alanud töö selle loomisel peatati osakondade ebakõlade ja rahastamise lõpetamise tõttu.

Tõepoolest, kirja kirjutamise ajal valitses riigi valitsusringkondades selge arusaamatus aatomifüüsika valdkonna uuringute asjakohasusest. Mälestuste kohaselt M.G. Meštšerjakovi sõnul tekkis 1938. aastal isegi küsimus Raadiumi Instituudi likvideerimisest, mis mõnede arvates tegeles kasutute uraani ja tooriumi uurimisega, samal ajal kui riik püüdis suurendada söekaevandamist ja terase sulatamist.

Kiri Molotovile avaldas mõju ja juba 1938. aasta juunis asus NSVL Teaduste Akadeemia komisjon eesotsas P.L. Kapitsa andis valitsuse palvel järelduse vajadusest ehitada sõltuvalt kiirendatud osakeste tüübist 10–20 MeV LPTI tsüklotron ja täiustada RIAN tsüklotronit.

Novembris 1938 S.I. Oma pöördumises Teaduste Akadeemia presiidiumi poole tegi Vavilov ettepaneku ehitada Moskvasse LFTI tsüklotron ja viia üle I.V. Kurchatov, kes osales selle loomises. Sergei Ivanovitš soovis, et aatomituuma uurimise kesklabor asuks samas kohas, kus asus Teaduste Akadeemia ehk Moskvas. LFTI teda aga ei toetanud. Vaidlused lõppesid 1939. aasta lõpus, kui A.F. Ioff tegi ettepaneku luua kolm tsüklotroni korraga. 30. juulil 1940 otsustati NSVL Teaduste Akadeemia Presiidiumi koosolekul anda RIANile ülesandeks varustada käesoleval aastal olemasolev tsüklotron, FIANil valmistada ette vajalikud materjalid uue võimsa tsüklotroni ehitamiseks aastaks. 15. oktoober ja LFTI tsüklotroni ehituse lõpetamiseks 1941. aasta I kvartalis.

Seoses selle otsusega loodi FIANis nn tsüklotronibrigaad, kuhu kuulusid Vladimir Iosifovitš Veksler, Sergei Nikolajevitš Vernov, Pavel Aleksejevitš Tšerenkov, Leonid Vassiljevitš Grošev ja Jevgeni Lvovitš Feinberg. 26. septembril 1940 kuulas füüsika- ja matemaatikateaduste osakonna (OPMS) büroo teavet V.I. Veksler tsüklotroni projekteerimisülesandest, kinnitas selle peamised omadused ja ehitushinnangu. Tsüklotroni eesmärk oli kiirendada deuteroneid kuni 50 MeV energiani. FIAN kavatses selle ehitamist alustada 1941. aastal ja kasutusele võtta 1943. aastal. Planeeritud plaanid rikkus sõda.

Pakiline vajadus luua aatomipomm sundis Nõukogude Liitu mobiliseerima jõupingutusi mikromaailma uurimisel. Moskvas laboris nr 2 ehitati üksteise järel kaks tsüklotroni (1944, 1946); Leningradis taastati pärast blokaadi kaotamist RIANi ja LFTI tsüklotronid (1946).

Kuigi Fianovski tsüklotroni projekt kiideti heaks enne sõda, sai selgeks, et Lawrence'i konstruktsioon oli end ammendanud, kuna kiirendatud prootonite energia ei saanud ületada 20 MeV. Just sellest energiast hakkab mõjutama osakese massi suurenemise mõju valguse kiirusega proportsionaalsetel kiirustel, mis tuleneb Einsteini relatiivsusteooriast.

Massi kasvu tõttu rikutakse resonantsi osakese kiirenduspilu läbimise ja elektrivälja vastava faasi vahel, millega kaasneb aeglustumine.

Tuleb märkida, et tsüklotron on mõeldud ainult raskete osakeste (prootonite, ioonide) kiirendamiseks. Põhjuseks on asjaolu, et liiga väikese puhkemassi tõttu saavutab elektron juba energiate 1–3 MeV juures valguse kiirusele lähedase kiiruse, mille tulemusena tema mass märgatavalt suureneb ja osake läheb kiiresti. resonantsist väljas.

Esimene tsükliline elektronkiirend oli Kersti 1940. aastal Wideröe idee järgi ehitatud betatron. Betatron põhineb Faraday seadusel, mille kohaselt suletud ahelasse tungiva magnetvoo muutumisel tekib selles ahelas elektromotoorjõud. Betatronis on suletud vooluring osakeste voog, mis liigub mööda rõngakujulist orbiiti konstantse raadiusega vaakumkambris järk-järgult suurenevas magnetväljas. Kui orbiidi sees olev magnetvoog suureneb, tekib elektromotoorjõud, mille tangentsiaalne komponent kiirendab elektrone. Betatronis, nagu ka tsüklotronis, on väga kõrge energiaga osakeste tootmisel piir. Selle põhjuseks on asjaolu, et elektrodünaamika seaduste kohaselt kiirgavad ringikujulistel orbiitidel liikuvad elektronid elektromagnetlaineid, mis kannavad relativistlikul kiirusel palju energiat. Nende kadude kompenseerimiseks on vaja oluliselt suurendada magneti südamiku suurust, millel on praktiline piir.

Nii olid 1940. aastate alguseks nii prootonite kui ka elektronide suuremate energiate saamise võimalused ammendatud. Mikrokosmose edasisteks uuringuteks oli vaja tõsta kiirendatud osakeste energiat, mistõttu muutus teravaks ülesanne leida uusi kiirendusmeetodeid.

Veebruaris 1944 V.I. Veksler esitas revolutsioonilise idee, kuidas ületada tsüklotroni ja betatroni energiabarjäär. See oli nii lihtne, et tundus imelik, et sellele polnud varem lähenetud. Idee seisnes selles, et resonantskiirenduse ajal peavad osakeste ja kiirendusvälja pöördesagedused pidevalt kokku langema ehk teisisõnu olema sünkroonsed. Raskete relativistlike osakeste kiirendamisel tsüklotronis sünkroniseerimiseks tehti ettepanek muuta kiirendava elektrivälja sagedust vastavalt teatud seadusele (hiljem nimetati sellist kiirendit sünkrotsüklotroniks).

Relativistlike elektronide kiirendamiseks pakuti välja kiirendi, mida hiljem nimetati sünkrotroniks. Selles teostab kiirenduse konstantse sagedusega vahelduv elektriväli ja sünkronismi tagab teatud seaduse järgi muutuv magnetväli, mis hoiab osakesi konstantse raadiusega orbiidil.

Praktilistel eesmärkidel oli vaja teoreetiliselt veenduda, et kavandatud kiirendusprotsessid on stabiilsed, see tähendab, et väikeste kõrvalekallete korral resonantsist toimub osakeste faasimine automaatselt. Tsüklotroni meeskonna teoreetiline füüsik E.L. Feinberg juhtis sellele Veksleri tähelepanu ja ise tõestas rangelt matemaatiliselt protsesside stabiilsust. Seetõttu hakati Wexleri ideed nimetama "automaatfaasistamise põhimõtteks".

Saadud lahenduse arutamiseks korraldas FIAN seminari, kus Veksler tegi sissejuhatava ettekande ja Feinberg stabiilsusteemalise raporti. Töö kiideti heaks ja samal 1944. aastal avaldati ajakirjas “NSVL Teaduste Akadeemia aruanded” kaks artiklit, milles käsitleti uusi kiirendamise meetodeid (esimene artikkel käsitles mitmel sagedusel põhinevat kiirendit, hiljem nn. mikrotron). Nende autorina oli kirjas vaid Veksler ja Feinbergi nime ei mainitud üldse. Üsna pea jäeti Feinbergi roll autofaasimise põhimõtte avastamisel teenimatult täielikku unustusse.

Aasta hiljem avastas automaatfaasimise põhimõtte iseseisvalt Ameerika füüsik E. MacMillan, kuid Wexler säilitas prioriteedi.

Tuleb märkida, et uuel põhimõttel põhinevates kiirendites avaldus "kangi reegel" selgesõnalisel kujul - energia suurenemine tõi kaasa kiirendatud osakeste kiire intensiivsuse vähenemise, mis on seotud tsüklilisusega. nende kiirendusest, erinevalt sujuvast kiirendusest tsüklotronites ja beetatronides. Sellele ebameeldivale hetkele juhiti kohe tähelepanu füüsika-matemaatikateaduste kateedri istungil 20. veebruaril 1945, kuid siis jõudsid kõik üksmeelselt järeldusele, et see asjaolu ei tohiks mingil juhul projekti elluviimist segada. Kuigi, muide, intensiivsuse võitlus tüütas hiljem "kiirendeid" pidevalt.

Samal istungil NSVL Teaduste Akadeemia presidendi ettepanekul S.I. Vavilovi sõnul otsustati kohe ehitada Veksleri pakutud kahte tüüpi kiirendid. 19. veebruaril 1946 tegi ENSV Rahvakomissaride Nõukogu juures asuv erikomitee vastavale komisjonile ülesandeks välja töötada nende projektid, näidates ära võimsuse, tootmisaja ja ehitusplatsi. (FIAN keeldus tsüklotroni loomisest.)

Selle tulemusena anti 13. augustil 1946 üheaegselt välja kaks NSV Liidu Ministrite Nõukogu määrust, millele kirjutas alla NSV Liidu Ministrite Nõukogu esimees I.V. Stalin ja NSVL Ministrite Nõukogu juht Ya.E. Chadaev, sünkrotsüklotroni loomisest deuteroni energia jaoks 250 MeV ja sünkrotroni loomisest energia jaoks 1 GeV. Kiirendite energiat dikteeris eelkõige USA ja NSV Liidu poliitiline vastasseis. USA on juba ehitanud sünkrotsüklotroni, mille deuteroni energia on umbes 190 MeV, ja on alustanud sünkrotroni ehitamist energiaga 250–300 MeV. Kodumaised kiirendid pidid energia poolest ületama Ameerika oma.

Sünkrotsüklotronile pandi lootused uute elementide, uute meetodite avastamiseks aatomienergia saamiseks uraanist odavamatest allikatest. Sünkrotroni abil kavatsesid nad kunstlikult hankida mesoneid, mis, nagu Nõukogude füüsikud tol ajal eeldasid, olid võimelised tekitama tuuma lõhustumist.

Mõlemad dekreedid tulid välja templiga "Täiesti salajane (spetsiaalne kaust)", kuna kiirendite ehitamine oli osa aatomipommi loomise projektist. Nende abiga loodeti saada täpne tuumajõudude teooria, mis on vajalik pommiarvutusteks, mida tol ajal teostati vaid suure hulga ligikaudsete mudelite abil. Tõsi, kõik osutus mitte nii lihtsaks, kui algul arvati, ja tuleb märkida, et sellist teooriat pole tänaseni loodud.

Otsustega määrati kindlaks kiirendite ehitamise kohad: sünkrotron - Moskvas, Kaluga maanteel (praegu Leninski prospekt), FIANi territooriumil; sünkrotsüklotron - Ivankovskaja hüdroelektrijaama piirkonnas, 125 kilomeetrit Moskvast põhja pool (sel ajal Kalinini piirkond). Esialgu usaldati mõlema kiirendi loomine FIANile. V.I. Veksler ja sünkrotsüklotroni jaoks - D.V. Skobeltsõn.

Vasakul - tehnikateaduste doktor professor L.P. Zinovjev (1912–1998), paremal - NSVL Teaduste Akadeemia akadeemik V.I. Veksler (1907–1966) sünkrofasotroni loomise ajal

Kuus kuud hiljem aatomiprojekti juht I.V. Kurchatov, kes ei olnud rahul Fianovo sünkrotsüklotroni kallal töötamise edenemisega, andis selle teema üle oma laborisse nr 2. Ta määras M.G. Meshcheryakov, vabastades ta tööst Leningradi Raadiumi Instituudis. Meštšerjakovi eestvedamisel loodi laboris nr 2 sünkrotsüklotroni mudel, mis on juba katseliselt kinnitanud autofaasimise põhimõtte õigsust. 1947. aastal alustati Kalinini oblastis kiirendi ehitamist.

14. detsembril 1949 M.G. juhtimisel. Meshcheryakovi sünkrotsüklotron käivitati edukalt ajakava järgi ja sellest sai esimene seda tüüpi kiirendi Nõukogude Liidus, blokeerides 1946. aastal Berkeleys (USA) loodud sarnase kiirendi energia. See püsis rekordina kuni 1953. aastani.

Esialgu nimetati sünkrotsüklotronil põhinevat laborit saladuse huvides NSVL Teaduste Akadeemia Hüdrotehniliseks Laboratooriumiks (GTL) ja see oli labori nr 2 filiaal. 1953. aastal muudeti see iseseisvaks tuumaprobleemide instituudiks. NSVL Teaduste Akadeemia (INP), mida juhib M.G. Meshcheryakov.

Ukraina Teaduste Akadeemia akadeemik A.I. Leipunsky (1907–1972) pakkus autofaasi põhimõttel välja kiirendi, mida hiljem nimetati sünkrofasotroniks (foto: Science and Life)
Sünkrotroni loomine ebaõnnestus mitmel põhjusel. Esiteks tuli ettenägematute raskuste tõttu ehitada kaks sünkrotronit madalamate energiate jaoks - 30 ja 250 MeV. Need asusid FIANi territooriumil ja 1 GeV sünkrotron otsustati ehitada Moskvast väljapoole. 1948. aasta juunis eraldati talle koht Kalinini oblastis juba ehitatavast sünkrotsüklotronist mõne kilomeetri kaugusel, kuid seda ei ehitatud kunagi ka sinna, kuna eelistati Ukraina akadeemia akadeemiku Aleksandr Iljitš Leipunski pakutud kiirendit. Teadused. See juhtus järgmisel viisil.

Aastal 1946 A.I. Leipunsky pakkus automaatfaasi põhimõttel välja idee võimalusest luua kiirendi, milles ühendatakse sünkrotroni ja sünkrotsüklotroni omadused. Edaspidi nimetas Veksler seda tüüpi kiirendit sünkrofasotroniks. Nimi saab selgeks, kui võtta arvesse, et sünkrotsüklotronit kutsuti algselt fasotroniks ja koos sünkrotroniga saadakse sünkrofasotron. Selles liiguvad osakesed juhtmagnetvälja muutumise tulemusena mööda rõngast nagu sünkrotronis ja kiirendus tekitab kõrgsagedusliku elektrivälja, mille sagedus muutub ajas nagu sünkrotsüklotronis. See võimaldas oluliselt suurendada kiirendatud prootonite energiat võrreldes sünkrotsüklotroniga. Sünkrofasotronis kiirendatakse prootoneid eelnevalt lineaarses kiirendis - injektoris. Magnetvälja toimel põhikambrisse viidud osakesed hakkavad selles ringlema. Seda režiimi nimetatakse betatroni režiimiks. Seejärel lülitatakse sisse kahe diametraalselt vastandliku sirgjoonelise pilu elektroodidel kõrgsageduskiirenduspinge.

Kõigist kolmest automaatfaasimise põhimõttel põhinevatest kiirenditest on sünkrofasotron tehniliselt kõige keerulisem ja siis kahtlesid paljud selle loomise võimalikkuses. Kuid Leipunsky, olles kindel, et kõik läheb korda, asus julgelt oma ideed ellu viima.

1947. aastal alustas Obninskoje jaama (praegu Obninski linn) lähedal asuvas laboratooriumis "B" spetsiaalne kiirendigrupp tema juhtimisel kiirendi väljatöötamist. Esimesed sünkrofasotroni teoreetikud olid Yu.A. Krutkov, O.D. Kazachkovsky ja L.L. Sabsovitš. 1948. aasta veebruaris toimus kinnine kiirendite konverents, millest võtsid osa lisaks ministritele ka A.L. Mints, tollal tuntud raadiotehnika spetsialist ning Leningradi Electrosila ja trafotehaste peainsenerid. Kõik väitsid, et Leipuni pakutud kiirendiga saab hakkama. Esimeste teoreetiliste tulemuste julgustamine ja juhtivate tehaste inseneride toetus võimaldas alustada tööd suure 1,3–1,5 GeV prootonienergia kiirendi spetsiifilise tehnilise projektiga ning välja töötada eksperimentaalsed tööd, mis kinnitasid Leipunski idee õigsust. 1948. aasta detsembriks oli kiirendi tehniline projekt valmis ja 1949. aasta märtsiks pidi Leipunsky esitama 10 GeV sünkrofasotroni eskiisprojekti.

Ja järsku, 1949. aastal, töö kõrgeimal ajal, otsustas valitsus anda alanud töö sünkrofasotroniga FIANile üle. Milleks? Miks? FIAN ju ehitab juba 1 GeV sünkrotroni! Jah, asi on selles, et mõlemad projektid, nii 1,5 GeV sünkrotron kui ka 1 GeV sünkrotron, olid liiga kallid ja tekkis küsimus nende otstarbekuses. Lõpuks lahendati see ühel FIANi erikoosolekul, kuhu kogunesid riigi juhtivad füüsikud. Nad pidasid 1 GeV sünkrotroni ehitamist ebavajalikuks, kuna elektronkiirenduse vastu ei tunta suurt huvi. Selle positsiooni peamine vastane oli M.A. Markov. Tema põhiargument oli, et nii prootoneid kui ka tuumajõude on palju tõhusam uurida juba hästi uuritud elektromagnetilise vastastikmõju abil. Siiski ei õnnestunud tal oma seisukohta kaitsta ning positiivne otsus osutus Leipunski projekti kasuks.

Selline näeb välja 10 GeV sünkrofasotron Dubnas

Veksleri hellitatud unistus ehitada suurim kiirendi oli lagunemas. Tahtmata praeguse olukorraga leppida, on ta S.I toel. Vavilov ja D.V. Skobeltsyna soovitas loobuda 1,5 GeV sünkrofasotroni ehitamisest ja asuda kohe 10 GeV kiirendi projekteerimisele, mis oli varem usaldatud A.I. Leipunski. Valitsus võttis selle ettepaneku vastu, kuna 1948. aasta aprillis sai teatavaks California ülikooli 6–7 GeV sünkrofasotroni projekt ja taheti vähemalt mõnda aega USAst ees olla.

2. mail 1949 andis NSV Liidu Ministrite Nõukogu välja otsuse 7–10 GeV energiaga sünkrofasotroni loomise kohta varem sünkrotronile eraldatud territooriumil. Teema kanti üle FIANile ja V.I. Veksler, kuigi Leipunski äri läks päris hästi.

See on seletatav esiteks sellega, et Vekslerit peeti autofaseerimise printsiibi autoriks ja tema kaasaegsete mälestuste järgi soosis L. P. teda väga. Beria. Teiseks oli S. I. Vavilov sel ajal mitte ainult FIANi direktor, vaid ka NSVL Teaduste Akadeemia president. Leipunskyle tehti ettepanek asuda Veksleri asetäitjaks, kuid ta keeldus ega osalenud hiljem sünkrofasotroni loomises. Vastavalt asetäitja Leipunsky O.D. Kazachkovsky, "oli selge, et kaks karu ei saa ühes pesas läbi." Seejärel A.I. Leipunsky ja O.D. Kasatškovskist sai juhtivad reaktorite spetsialistid ja 1960. aastal anti talle Lenini preemia.

Resolutsioon sisaldas klauslit kiirendi väljatöötamisega tegelevate labori "V" töötajate FIANi tööle üleviimise kohta koos vastavate seadmete üleandmisega. Ja oli, mida edasi anda: töö kiirendi kallal laboris "B" oli selleks ajaks viidud mudeli ja peamiste otsuste põhjendamise faasi.

Kõik ei olnud FIANi üleviimisest entusiastlikud, kuna Leipunskyga oli lihtne ja huvitav töötada: ta polnud mitte ainult suurepärane teadusnõustaja, vaid ka suurepärane inimene. Üleviimisest keelduda oli aga peaaegu võimatu: tol karmil ajal ähvardas keeldumist kohtuprotsess ja laagrid.

Laboratooriumist "B" üle viidud rühma kuulus insener Leonid Petrovitš Zinovjev. Tema, nagu ka teised kiirendirühma liikmed, tegeles Leipunsky laboris esmalt tulevase kiirendi mudeli jaoks vajalike üksikute üksuste, eelkõige iooniallika ja injektori toiteallika kõrgepinge impulssahelate väljatöötamisega. Leipunsky juhtis kohe tähelepanu pädevale ja loovale insenerile. Tema juhiste järgi osales Zinovjev esimesena piloottehase loomisel, kus oli võimalik simuleerida kogu prootoni kiirenduse protsessi. Siis poleks keegi osanud arvata, et olles saanud sünkrofasotroni idee ellu viimise töö üheks pioneeriks, on Zinovjev ainus inimene, kes läbib kõik selle loomise ja täiustamise etapid. Ja mitte lihtsalt passida, vaid juhtida neid.

Laboratooriumis "V" saadud teoreetilisi ja eksperimentaalseid tulemusi kasutati Lebedevi füüsikainstituudis 10 GeV sünkrofasotroni projekteerimisel. Kiirendi energia suurendamine selle väärtuseni nõudis aga olulisi parandusi. Selle loomise raskusi raskendas väga suurel määral asjaolu, et tol ajal puudus kogu maailmas nii suurte installatsioonide ehitamise kogemus.

Teoreetikute juhendamisel M.S. Rabinovitš ja A.A. Kolomensky FIANis tegi tehnilise projekti füüsilise põhjenduse. Sünkrofasotroni põhikomponendid töötasid välja Teaduste Akadeemia Moskva Raadiotehnika Instituut ja Leningradi Uurimisinstituut nende juhtide A.L. juhendamisel. Mints ja E.G. Sääsk.

Vajalike kogemuste saamiseks otsustasime ehitada sünkrofasotroni mudeli, mille energia on 180 MeV. See asus FIANi territooriumil spetsiaalses hoones, mida salastatuse huvides nimetati laoks nr 2. 1951. aasta alguses usaldas Veksler Zinovjevile kõik mudeliga seotud tööd, sealhulgas seadmete paigaldus, reguleerimine ja selle integreeritud käivitamine.

Fianovsky mudel polnud sugugi beebi - selle 4-meetrise läbimõõduga magnet kaalus 290 tonni. Seejärel meenutas Zinovjev, et kui nad mudeli esimeste arvutuste kohaselt kokku panid ja seda käivitada proovisid, ei töötanud alguses midagi. Enne mudeli turule toomist tuli ületada palju ettenägematuid tehnilisi raskusi. Kui see 1953. aastal juhtus, ütles Veksler: „Noh, see on kõik! Ivankovski sünkrofasotron töötab! Tegemist oli suure 10 GeV sünkrofasotroniga, mida hakati ehitama juba 1951. aastal Kalinini piirkonnas. Ehituse teostas organisatsioon koodnimega TDS-533 (Tehniline Ehitusdirektoraat 533).

Vahetult enne mudeli turuletulekut avaldas Ameerika ajakiri ootamatult aruande kiirendi magnetsüsteemi uue kujunduse kohta, mida nimetatakse kõvaks teravuseks. Seda teostatakse vastassuunaliste magnetvälja gradientidega vahelduvate sektsioonide komplektina. See vähendab oluliselt kiirendatud osakeste võnke amplituudi, mis omakorda võimaldab oluliselt vähendada vaakumkambri ristlõiget. Selle tulemusena hoitakse kokku suur hulk rauda, ​​mis läheb magneti ehitusele. Näiteks Genfi 30 GeV kõval teravustamisel põhinev kiirendi energia on kolm korda suurem ja ümbermõõt kolm korda suurem kui Dubna sünkrofasotron ning selle magnet on kümme korda kergem.

Kõva teravustamise magnetite disaini pakkusid välja ja töötasid välja Ameerika teadlased Courant, Livingston ja Snyder 1952. aastal. Paar aastat enne neid leiutas sama asi, kuid Christophilos ei avaldanud.

Zinovjev hindas kohe ameeriklaste avastust ja tegi ettepaneku Dubna sünkrofasotroni ümberkujundamiseks. Kuid selleks tuleks ohverdada aega. Veksler ütles siis: "Ei, kasvõi üheks päevaks, aga me peame ameeriklastest ees olema." Tõenäoliselt oli tal külma sõja tingimustes õigus – "hobuseid ei vahetata keskvoolus". Ja suure kiirendi ehitamist jätkati varem väljatöötatud projekti järgi. 1953. aastal loodi ehitatava sünkrofasotroni baasil NSVL Teaduste Akadeemia (EFLAN) elektrofüüsika laboratoorium. Selle direktoriks määrati V.I. Veksler.

1956. aastal moodustasid INP ja EFLAN asutatud Tuumauuringute Ühisinstituut (JINR). Selle asukohta hakati nimetama Dubna linnaks. Selleks ajaks oli sünkrotsüklotroni prootonite energia 680 MeV ja sünkrofasotroni ehitus oli lõppemas. JINR-i moodustamise esimestest päevadest alates sai sünkrofasotroni hoone stiliseeritud joonis (autor V. P. Bochkarev) selle ametlikuks sümboliks.

Mudel aitas 10 GeV kiirendi puhul lahendada mitmeid probleeme, kuid paljude sõlmede disain on suurte mõõtmete erinevuse tõttu läbi teinud olulisi muudatusi. Sünkrofasotroni elektromagneti keskmine läbimõõt oli 60 meetrit ja kaal 36 tuhat tonni (oma parameetrite järgi on see endiselt Guinnessi rekordite raamatus). Tekkis terve rida uusi keerulisi inseneriprobleeme, mille meeskond edukalt lahendas.

Lõpuks oli kõik kiirendi integreeritud käivitamiseks valmis. Veksleri käsul juhtis seda L.P. Zinovjev. Töö algas 1956. aasta detsembri lõpus, olukord oli pingeline ja Vladimir Iosifovitš ei säästnud ennast ega oma töötajaid. Ööbisime sageli võrevoodites otse installatsiooni tohutus juhtimisruumis. Vastavalt memuaaridele A.A. Kolomenski, Veksler kulutas sel ajal suurema osa oma ammendamatust energiast väliste organisatsioonide abi "väljapressimisele" ja praktiliste, suures osas Zinovjevi ettepanekute elluviimisele. Veksler hindas kõrgelt oma eksperimentaalset intuitsiooni, mis mängis hiiglasliku kiirendi käivitamisel otsustavat rolli.

Väga pikka aega ei saanud nad betatroni režiimi, ilma milleta on käivitamine võimatu. Ja just Zinovjev mõistis otsustaval hetkel, mida on vaja teha, et sünkrofasotronile elu sisse puhuda. Kaks nädalat ette valmistatud katset kroonis kõigi rõõmuks lõpuks edu. 15. märtsil 1957 alustas tööd Dubna sünkrofasotron, millest 11. aprillil 1957 teatas ajaleht Pravda kogu maailmale (artikkel V. I. Veksler). Huvitaval kombel ilmus see uudis alles siis, kui alates stardipäevast järk-järgult tõstetud kiirendi energia ületas Berkeley tollase juhtiva Ameerika sünkrofasotroni 6,3 GeV energia. "Seal on 8,3 miljardit elektronvolti!" – teatas ajaleht, teatades, et Nõukogude Liidus on loodud rekordkiirendi. Veksleri hellitatud unistus on täitunud!

16. aprillil saavutas prootonite energia projekteerimisväärtuse 10 GeV, kuid kiirendi pandi tööle alles paar kuud hiljem, kuna lahendamata tehnilisi probleeme oli veel piisavalt. Ja ometi oli põhiline taga – sünkrofasotron hakkas tööle.

Veksler teatas sellest ühendinstituudi akadeemilise nõukogu teisel istungil 1957. aasta mais. Samas instituudi direktor D.I. Blokhintsev märkis, et esiteks loodi sünkrofasotroni mudel pooleteise aastaga, Ameerikas kulus selleks umbes kaks aastat. Teiseks lasti sünkrofasotron ise käiku kolme kuuga, täites ajakava, kuigi esialgu tundus see ebareaalne. Just sünkrofasotroni käivitamine tõi Dubnale esimese ülemaailmse kuulsuse.

Instituudi akadeemilise nõukogu kolmandal istungil osales Teaduste Akadeemia korrespondentliige V.P. Dželepov märkis, et "Zinovjev oli igas mõttes käivitamise hing ning tõi sellesse ärisse tohutult energiat ja vaeva, nimelt loomingulisi jõupingutusi masina seadistamise käigus." A D.I. Blohhintsev lisas, et "Zinovjev kannatas tegelikult keerulise kohandamise tohutu töö ära."

Sünkrofasotroni loomisel osalesid tuhanded inimesed, kuid Leonid Petrovitš Zinovjev mängis selles erilist rolli. Veksler kirjutas: „Sünkrofasotroni käivitamise edu ja võimalus alustada sellel laialdast füüsilist tööd on suuresti seotud L.P. Zinovjev.

Zinovjev kavatses pärast kiirendi käivitamist FIANi juurde naasta. Veksler aga anus teda jääma, uskudes, et ei saa kellelegi teisele sünkrofasotroni juhtimist usaldada. Zinovjev nõustus ja juhtis kiirendi tööd enam kui kolmkümmend aastat. Tema juhtimisel ja otsesel osalusel täiustati pidevalt kiirendit. Zinovjev armastas sünkrofasotronit ja tundis väga peenelt selle raudhiiglase hingust. Tema sõnul ei olnud gaasipedaalis ainsatki, vähimatki detaili, mida ta ei puudutaks ja mille otstarvet ei teaks.

Oktoobris 1957 nimetati Kurtšatovi Instituudi akadeemilise nõukogu laiendatud koosolekul, mida juhatas Igor Vasilievitš ise, seitseteist inimest erinevatest organisatsioonidest, kes osalesid sünkrofasotroni loomisel, tolle aja kõige mainekama Lenini preemia kandidaadiks Nõukogude Liidus. liit. Kuid tingimuste kohaselt ei võinud laureaatide arv ületada kahtteist inimest. 1959. aasta aprillis andis JINRi kõrge energialabori direktor V.I. Veksler, sama labori osakonnajuhataja L.P. Zinovjev, NSV Liidu Ministrite Nõukogu juures asuva aatomienergia kasutamise peadirektoraadi juhataja asetäitja D.V. Efremov, Leningradi uurimisinstituudi direktor E.G. Komar ja tema kaastöötajad N.A. Monoszon, A.M. Stolov, NSVL Teaduste Akadeemia Moskva Raadiotehnika Instituudi direktor A.L. Mints, sama instituudi töötajad F.A. Vodopjanov, S.M. Rubchinsky, FIANi töötajad A.A. Kolomensky, V.A. Petuhhov, M.S. Rabinovitš. Vekslerist ja Zinovjevist said Dubna aukodanikud.

Sünkrofasotron jäi kasutusse nelikümmend viis aastat. Selle aja jooksul tehti selle kohta mitmeid avastusi. 1960. aastal muudeti sünkrofasotroni mudel elektronkiirendiks, mis töötab siiani FIANis.

allikatest

Kirjandus:
Kolomensky A. A., Lebedev A. N. Tsükliliste kiirendite teooria. - M., 1962.
Komar EG Laetud osakeste kiirendid. - M., 1964.
Livinggood J. Tsükliliste kiirendite tööpõhimõtted - M., 1963.
Oganesyan Yu. Kuidas tsüklotron loodi / Teadus ja elu, 1980 nr 4, lk. 73.
Hill R. Osakeste kiiluvees – M., 1963.

http://elementy.ru/lib/430461?page_design=print

http://www.afizika.ru/zanimatelniestati/172-ktopridumalsihrofazatron

http://theor.jinr.ru/~spin2012/talks/plenary/Kekelidze.pdf

http://fodeka.ru/blog/?p=1099

http://www.larissa-zinovyeva.com

Ja ma tuletan teile meelde mõningaid muid seadeid: näiteks ja kuidas see välja näeb. Pidage meeles, mis see on. Või äkki sa ei tea? või mis on Algne artikkel on veebisaidil InfoGlaz.rf Link artiklile, millest see koopia on tehtud -