સિંક્રોફાસોટ્રોનનો ઉપયોગ થાય છે. સિંક્રોફાસોટ્રોન: તે શું છે, ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત અને વર્ણન

આખું વિશ્વ જાણે છે કે 1957 માં યુએસએસઆરએ વિશ્વનો પ્રથમ કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહ લોન્ચ કર્યો હતો. જો કે, થોડા લોકો જાણે છે કે તે જ વર્ષે સોવિયેત સંઘે સિંક્રોફાસોટ્રોનનું પરીક્ષણ કરવાનું શરૂ કર્યું, જે જીનીવામાં આધુનિક લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડરનું પૂર્વજ છે. લેખ ચર્ચા કરશે કે સિંક્રોફાસોટ્રોન શું છે અને તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે.

સિંક્રોફાસોટ્રોન શું છે તે પ્રશ્નના જવાબમાં, એવું કહેવું જોઈએ કે આ એક ઉચ્ચ તકનીકી અને વિજ્ઞાન-સઘન ઉપકરણ છે જે માઇક્રોકોઝમના અભ્યાસ માટે બનાવાયેલ છે. ખાસ કરીને, સિંક્રોફાસોટ્રોનનો વિચાર નીચે મુજબ હતો: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ દ્વારા બનાવેલ શક્તિશાળી ચુંબકીય ક્ષેત્રોની મદદથી, પ્રાથમિક કણો (પ્રોટોન) ના બીમને ઉચ્ચ ગતિએ વેગ આપવો જરૂરી હતો, અને પછી આ બીમને લક્ષ્ય તરફ દિશામાન કરવું જરૂરી હતું. આરામ પર આવી અથડામણથી, પ્રોટોનને ટુકડાઓમાં "તૂટવું" પડશે. લક્ષ્યથી દૂર નથી એક ખાસ ડિટેક્ટર - એક બબલ ચેમ્બર. આ ડિટેક્ટર પ્રોટોન ભાગો દ્વારા તેમના સ્વભાવ અને ગુણધર્મોની તપાસ કરવા માટે છોડેલા ટ્રેકને અનુસરવાનું શક્ય બનાવે છે.

યુએસએસઆરના સિંક્રોફાસોટ્રોનનું નિર્માણ શા માટે જરૂરી હતું? આ વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગમાં, જેને "ટોપ સિક્રેટ" તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યું હતું, સોવિયેત વૈજ્ઞાનિકો સમૃદ્ધ યુરેનિયમ કરતાં સસ્તી અને વધુ કાર્યક્ષમ ઊર્જાનો નવો સ્ત્રોત શોધવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા હતા. પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની પ્રકૃતિ અને સબએટોમિક કણોની દુનિયાના ઊંડા અભ્યાસના સંપૂર્ણ વૈજ્ઞાનિક લક્ષ્યોને પણ અનુસરવામાં આવ્યા હતા.

સિંક્રોફાસોટ્રોનના સંચાલનનો સિદ્ધાંત

સિંક્રોફાસોટ્રોનને જે કાર્યોનો સામનો કરવો પડ્યો હતો તેનું ઉપરોક્ત વર્ણન ઘણાને તેમના વ્યવહારમાં અમલીકરણ માટે ખૂબ મુશ્કેલ નથી લાગતું, પરંતુ આવું નથી. પ્રશ્નની સરળતા હોવા છતાં, સિંક્રોફાસોટ્રોન શું છે, પ્રોટોનને જરૂરી વિશાળ ઝડપે વેગ આપવા માટે, સેંકડો અબજો વોલ્ટના વિદ્યુત વોલ્ટેજની જરૂર છે. વર્તમાન સમયે પણ આવો તણાવ પેદા કરી શકાય નહીં. તેથી, પ્રોટોનમાં પમ્પ કરાયેલ ઊર્જાને સમયસર વિતરિત કરવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું.

સિંક્રોફાસોટ્રોનના સંચાલનનો સિદ્ધાંત નીચે મુજબ હતો: પ્રોટોન બીમ તેની હિલચાલ વલયાકાર ટનલ સાથે શરૂ કરે છે, આ ટનલની કેટલીક જગ્યાએ એવા કેપેસિટર્સ છે જે પ્રોટોન બીમ તેમના દ્વારા ઉડે ​​છે તે ક્ષણે પાવર સર્જ બનાવે છે. આમ, દરેક વળાંક પર પ્રોટોનનો એક નાનો પ્રવેગ છે. સિંક્રોફાસોટ્રોનની ટનલ દ્વારા કણ બીમ અનેક મિલિયન ક્રાંતિ કર્યા પછી, પ્રોટોન ઇચ્છિત ઝડપે પહોંચશે અને લક્ષ્ય તરફ નિર્દેશિત થશે.

એ નોંધવું જોઇએ કે પ્રોટોનના પ્રવેગ દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટોએ માર્ગદર્શક ભૂમિકા ભજવી હતી, એટલે કે, તેઓએ બીમના માર્ગને નિર્ધારિત કર્યો હતો, પરંતુ તેના પ્રવેગમાં ભાગ લીધો ન હતો.

પ્રયોગો કરતી વખતે વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા સામનો કરવામાં આવતી સમસ્યાઓ

સિંક્રોફાસોટ્રોન શું છે અને શા માટે તેની રચના ખૂબ જ જટિલ અને વિજ્ઞાન-સઘન પ્રક્રિયા છે તે વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, તેના ઓપરેશન દરમિયાન ઊભી થતી સમસ્યાઓને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ.

સૌપ્રથમ, પ્રોટોન બીમની ઝડપ જેટલી વધારે છે, આઈન્સ્ટાઈનના પ્રસિદ્ધ નિયમ અનુસાર તેઓનું દળ વધારે છે. પ્રકાશની નજીકની ઝડપે, કણોનો સમૂહ એટલો મોટો બને છે કે તેમને ઇચ્છિત માર્ગ પર રાખવા માટે, શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ હોવું જરૂરી છે. સિંક્રોફાસોટ્રોનનું કદ જેટલું મોટું છે, તેટલા મોટા ચુંબક મૂકી શકાય છે.

બીજું, સિંક્રોફાસોટ્રોનનું સર્જન પ્રોટોન બીમના ગોળ પ્રવેગ દરમિયાન ઊર્જાના નુકસાનને કારણે પણ જટિલ હતું, અને બીમનો વેગ જેટલો મોટો હશે, તેટલા આ નુકસાન વધુ નોંધપાત્ર બનશે. તે તારણ આપે છે કે બીમને જરૂરી વિશાળ ઝડપે વેગ આપવા માટે, તેની પાસે વિશાળ શક્તિઓ હોવી જરૂરી છે.

શું પરિણામો પ્રાપ્ત થયા છે?

નિઃશંકપણે, સોવિયેત સિંક્રોફાસોટ્રોન પરના પ્રયોગોએ ટેકનોલોજીના આધુનિક ક્ષેત્રોના વિકાસમાં મોટો ફાળો આપ્યો. તેથી, આ પ્રયોગો માટે આભાર, સોવિયેત વૈજ્ઞાનિકો યુરેનિયમ -238 નો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયા કરવાની પ્રક્રિયામાં સુધારો કરી શક્યા અને વિવિધ અણુઓના ત્વરિત આયનોને લક્ષ્ય સાથે અથડાવીને કેટલાક રસપ્રદ ડેટા પ્રાપ્ત કર્યા.

સિંક્રોફાસોટ્રોન પરના પ્રયોગોના પરિણામોનો ઉપયોગ આજની તારીખે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ, સ્પેસ રોકેટ અને રોબોટિક્સના નિર્માણમાં થાય છે. સોવિયેત વૈજ્ઞાનિક વિચારની સિદ્ધિઓનો ઉપયોગ આપણા સમયના સૌથી શક્તિશાળી સિંક્રોફાસોટ્રોનના નિર્માણમાં કરવામાં આવ્યો હતો, જે લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડર છે. સોવિયેત પ્રવેગક પોતે રશિયન ફેડરેશનના વિજ્ઞાનને સેવા આપે છે, જે FIAN સંસ્થા (મોસ્કો) ખાતે છે, જ્યાં તેનો ઉપયોગ આયન પ્રવેગક તરીકે થાય છે.

સિંક્રોફાસોટ્રોન શું છે: ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત અને પ્રાપ્ત પરિણામો - સાઇટની મુસાફરી વિશે બધું

+ તબક્કો + ઇલેક્ટ્રોન) પ્રવેગ દરમિયાન યથાવત સંતુલન ભ્રમણકક્ષાની લંબાઈ સાથે રેઝોનન્ટ ચક્રીય પ્રવેગક છે. પ્રવેગ દરમિયાન કણો એક જ ભ્રમણકક્ષામાં રહે તે માટે, અગ્રણી ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને પ્રવેગક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની આવૃત્તિ બંને બદલાય છે. ઉચ્ચ-આવર્તન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સાથેના તબક્કામાં હંમેશા પ્રવેગક વિભાગ પર બીમ પહોંચવા માટે બાદમાં જરૂરી છે. કણો અલ્ટ્રારેલેટિવિસ્ટીક હોવાના કિસ્સામાં, ક્રાંતિની આવર્તન, ભ્રમણકક્ષાની નિશ્ચિત લંબાઈ સાથે, વધતી ઉર્જા સાથે બદલાતી નથી, અને RF જનરેટરની આવર્તન પણ સ્થિર હોવી જોઈએ. આવા પ્રવેગકને પહેલેથી જ સિંક્રોટ્રોન કહેવામાં આવે છે.

સંસ્કૃતિમાં

તે આ ઉપકરણ હતું જે અલ્લા પુગાચેવાના પ્રખ્યાત ગીત "પ્રથમ-ગ્રેડરના ગીત" માં પ્રથમ-ગ્રેડરે "કામ પર કામ કર્યું હતું". સિંક્રોફાસોટ્રોનનો ઉલ્લેખ ગેડાઈની કોમેડી "ઓપરેશન વાય એન્ડ શુરિકના અન્ય સાહસો" માં પણ છે. આ ઉપકરણને શૈક્ષણિક ટૂંકી ફિલ્મ "સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત શું છે?" માં આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતના ઉપયોગના ઉદાહરણ તરીકે પણ બતાવવામાં આવ્યું છે. ઓછી બુદ્ધિવાળા રમૂજી શોમાં, સામાન્ય લોકો માટે, તે ઘણીવાર "અગમ્ય" વૈજ્ઞાનિક ઉપકરણ અથવા ઉચ્ચ તકનીકના ઉદાહરણ તરીકે કાર્ય કરે છે.

યુકેના સંસદસભ્યોને સિંક્રોફાસોટ્રોનના નિર્માણમાં £1bnનું જાહેર રોકાણ નક્કી કરવામાં માત્ર 15 મિનિટ લાગી. તે પછી - એક કલાક સુધી તેઓએ સંસદીય બફેટમાં કોફીની કિંમત વિશે જોરશોરથી ચર્ચા કરી, ન તો વધુ કે ન ઓછી. અને તેમ છતાં અમે નક્કી કર્યું: કિંમતમાં 15% ઘટાડો કર્યો.

એવું લાગે છે કે કાર્યો જટિલતામાં તુલનાત્મક નથી, અને વસ્તુઓના તર્ક અનુસાર, બધું બરાબર વિરુદ્ધ થવું જોઈએ. વિજ્ઞાન માટે એક કલાક, કોફી માટે 15 મિનિટ. પણ ના! જેમ કે તે પછીથી બહાર આવ્યું, મોટા ભાગના આદરણીય રાજકારણીઓએ "સિંક્રોફાસોટ્રોન" શું છે તે વિશે બિલકુલ ખ્યાલ રાખ્યા વિના, તેમના આંતરિક "માટે" તરત જ આપી દીધા.

ચાલો, પ્રિય વાચક, તમારી સાથે મળીને જ્ઞાનની આ અવકાશને ભરીએ અને ચાલો આપણે કેટલાક સાથીઓની વૈજ્ઞાનિક ટૂંકી દૃષ્ટિ જેવા ન બનીએ.

સિંક્રોફાસોટ્રોન શું છે?

સિંક્રોફાસોટ્રોન - વૈજ્ઞાનિક સંશોધન માટે ઇલેક્ટ્રોનિક ઇન્સ્ટોલેશન - પ્રાથમિક કણો (ન્યુટ્રોન, પ્રોટોન, ઇલેક્ટ્રોન, વગેરે) ના ચક્રીય પ્રવેગક. તે એક વિશાળ રિંગનો આકાર ધરાવે છે, જેનું વજન 36 હજાર ટનથી વધુ છે. તેના સુપર-શક્તિશાળી ચુંબક અને પ્રવેગક નળીઓ પ્રચંડ દિશાત્મક ઉર્જા સાથે સૂક્ષ્મ કણોને ભેળવે છે. ફાસોટ્રોન રિઝોનેટરની ઊંડાઈમાં, 14.5 મીટરની ઊંડાઈએ, ભૌતિક સ્તરે ખરેખર અદભૂત પરિવર્તન થાય છે: ઉદાહરણ તરીકે, એક નાનો પ્રોટોન 20 મિલિયન ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટ મેળવે છે, અને ભારે આયન - 5 મિલિયન eV. અને આ બધી શક્યતાઓનો માત્ર એક સાધારણ અંશ છે!

એટલે કે, ચક્રીય પ્રવેગકના અનન્ય ગુણધર્મોને કારણે, વૈજ્ઞાનિકો બ્રહ્માંડના સૌથી ગુપ્ત રહસ્યો શીખવામાં સફળ થયા: નગણ્ય નાના કણોની રચના અને તેમના શેલની અંદર થતી ભૌતિક રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે; તમારી પોતાની આંખોથી ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાનું અવલોકન કરો; અત્યાર સુધી અજાણ્યા સૂક્ષ્મ પદાર્થોની પ્રકૃતિ શોધો.

ફાસોટ્રોન એ વૈજ્ઞાનિક સંશોધનના નવા યુગને ચિહ્નિત કર્યું - સંશોધનનો એક ક્ષેત્ર જ્યાં માઇક્રોસ્કોપ શક્તિવિહીન હતું, જેના વિશે વિજ્ઞાન સાહિત્યના સંશોધકોએ પણ ખૂબ સાવધાની સાથે વાત કરી હતી (તેમની દૂરંદેશી સર્જનાત્મક ઉડાન કરેલી શોધોની આગાહી કરી શકતી નથી!).

સિંક્રોફાસોટ્રોનનો ઇતિહાસ

શરૂઆતમાં, પ્રવેગક રેખીય હતા, એટલે કે, તેમની પાસે ચક્રીય માળખું નહોતું. પરંતુ ટૂંક સમયમાં ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ તેમનો ત્યાગ કરવો પડ્યો. ઉર્જા મૂલ્યોની જરૂરિયાતો વધી - વધુ જરૂરી હતી. પરંતુ રેખીય બાંધકામ સામનો કરી શક્યું નથી: સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે આ મૂલ્યો માટે, તે અવિશ્વસનીય લંબાઈની હોવી જોઈએ.

• 1929 માં અમેરિકન ઇ. લોરેન્સ આ સમસ્યાને ઉકેલવાના પ્રયાસો કરે છે અને આધુનિક ફેસોટ્રોનનો પ્રોટોટાઇપ સાયક્લોટ્રોનની શોધ કરે છે. પરીક્ષાઓ સારી રીતે ચાલી રહી છે. દસ વર્ષ પછી, 1939 માં. લોરેન્સને નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો.
• 1938 માં યુએસએસઆરમાં, પ્રતિભાશાળી ભૌતિકશાસ્ત્રી વી.આઈ. વેક્સલરે પ્રવેગક બનાવવા અને સુધારવાના મુદ્દા સાથે સક્રિયપણે વ્યવહાર કરવાનું શરૂ કર્યું. ફેબ્રુઆરી 1944 માં તેને એક ક્રાંતિકારી વિચાર આવે છે કે કેવી રીતે ઊર્જા અવરોધ દૂર કરવો. વેક્સલર તેની પદ્ધતિને "ઓટોફેસિંગ" કહે છે. બરાબર એક વર્ષ પછી, યુ.એસ.એ.ના વૈજ્ઞાનિક, ઇ. મેકમિલન, સંપૂર્ણપણે સ્વતંત્ર રીતે સમાન તકનીકની શોધ કરે છે.
• 1949 માં સોવિયેત યુનિયનમાં V.I.ના નેતૃત્વ હેઠળ વેક્સલર અને S.I. વાવિલોવ, એક મોટા પાયે વૈજ્ઞાનિક પ્રોજેક્ટ પ્રગટ થઈ રહ્યો છે - 10 બિલિયન ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટની ક્ષમતા સાથે સિંક્રોફાસોટ્રોનનું નિર્માણ. 8 વર્ષથી, યુક્રેનના ડુબ્નો શહેરમાં ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર ન્યુક્લિયર રિસર્ચના આધારે, સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ, ડિઝાઇનરો અને ઇજનેરોનું જૂથ ઇન્સ્ટોલેશન પર સખત મહેનત કરી રહ્યું છે. તેથી, તેને ડબનિન્સ્ક સિંક્રોફાસોટ્રોન પણ કહેવામાં આવે છે.

પ્રથમ કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહની અવકાશમાં ઉડાન ભર્યાના છ મહિના પહેલા માર્ચ 1957માં સિંક્રોફાસોટ્રોનને કાર્યરત કરવામાં આવ્યું હતું.

સિંક્રોફાસોટ્રોન પર શું સંશોધન હાથ ધરવામાં આવે છે?

વેક્સલરના રેઝોનન્ટ ચક્રીય પ્રવેગકએ મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્રના ઘણા પાસાઓમાં અને ખાસ કરીને, આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતની કેટલીક વિવાદાસ્પદ અને ઓછી-અભ્યાસિત સમસ્યાઓમાં ઉત્કૃષ્ટ શોધોની આકાશગંગાને જન્મ આપ્યો:

• ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની પ્રક્રિયામાં ન્યુક્લીના ક્વાર્ક માળખાનું વર્તન;
• ન્યુક્લીને સંડોવતા પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે સંચિત કણોની રચના;
• એક્સિલરેટેડ ડ્યુટરોન્સના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ;
• લક્ષ્યો સાથે ભારે આયનોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (માઈક્રોસિર્કિટ્સના પ્રતિકારની તપાસ);
• યુરેનિયમ-238 નો નિકાલ.

આ ક્ષેત્રોમાં પ્રાપ્ત પરિણામો અવકાશયાનના નિર્માણ, પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ્સની ડિઝાઇન, રોબોટિક્સ અને આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓમાં કામ કરવા માટેના સાધનોના વિકાસમાં સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવે છે. પરંતુ સૌથી અદ્ભુત બાબત એ છે કે સિંક્રોફાસોટ્રોન પર હાથ ધરવામાં આવેલા અભ્યાસોની શ્રેણી વૈજ્ઞાનિકોને બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિના મહાન રહસ્યને ઉઘાડવાની નજીક અને નજીક લાવી રહી છે.

અહીં સૂક્ષ્મ રીતે પરિચિત શબ્દ છે "સિંક્રોફાસોટ્રોન"! મને યાદ કરાવો કે તે સોવિયત યુનિયનમાં એક સામાન્ય માણસના કાનમાં કેવી રીતે આવ્યું? કોઈ પ્રકારની ફિલ્મ હતી કે કોઈ લોકપ્રિય ગીત, કંઈક, મને બરાબર યાદ છે! અથવા તે ફક્ત ઉચ્ચારણ ન કરી શકાય તેવા શબ્દનું અનુરૂપ હતું?

અને હવે ચાલો યાદ કરીએ કે તે શું છે અને તે કેવી રીતે બનાવવામાં આવ્યું હતું ...

1957 માં, સોવિયેત યુનિયને એક સાથે બે દિશામાં ક્રાંતિકારી વૈજ્ઞાનિક પ્રગતિ કરી: ઓક્ટોબરમાં, પ્રથમ કૃત્રિમ પૃથ્વી ઉપગ્રહ લોન્ચ કરવામાં આવ્યો, અને થોડા મહિનાઓ અગાઉ, માર્ચમાં, સુપ્રસિદ્ધ સિંક્રોફાસોટ્રોન, માઇક્રોવર્લ્ડનો અભ્યાસ કરવા માટે એક વિશાળ સ્થાપન શરૂ થયું. ડુબ્નામાં કાર્યરત છે. આ બે ઘટનાઓએ સમગ્ર વિશ્વને આંચકો આપ્યો, અને "ઉપગ્રહ" અને "સિંક્રોફાસોટ્રોન" શબ્દો આપણા જીવનમાં નિશ્ચિતપણે પ્રવેશ્યા છે.

સિંક્રોફાસોટ્રોન એ ચાર્જ્ડ પાર્ટિકલ એક્સિલરેટર્સના પ્રકારોમાંથી એક છે. તેમાંના કણોને ઝડપી ગતિએ અને પરિણામે, ઉચ્ચ ઉર્જા આપવામાં આવે છે. અન્ય અણુ કણો સાથે તેમની અથડામણના પરિણામ દ્વારા, પદાર્થની રચના અને ગુણધર્મો નક્કી કરવામાં આવે છે. અથડામણની સંભાવના એક્સિલરેટેડ પાર્ટિકલ બીમની તીવ્રતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, એટલે કે તેમાં રહેલા કણોની સંખ્યા દ્વારા, તેથી ઉર્જા સાથેની તીવ્રતા, પ્રવેગકનું મહત્વનું પરિમાણ છે.

પ્રવેગક પ્રચંડ કદ સુધી પહોંચે છે, અને તે કોઈ સંયોગ નથી કે લેખક વ્લાદિમીર કાર્ત્સેવે તેમને પરમાણુ યુગના પિરામિડ કહ્યા, જેના દ્વારા વંશજો અમારી તકનીકના સ્તરનો ન્યાય કરશે.

એક્સિલરેટરના નિર્માણ પહેલાં, કોસ્મિક કિરણો ઉચ્ચ-ઊર્જા કણોનો એકમાત્ર સ્ત્રોત હતા. મૂળભૂત રીતે, આ ઘણા GeV ના ક્રમની ઊર્જા સાથેના પ્રોટોન છે, જે મુક્તપણે અવકાશમાંથી આવતા હોય છે, અને ગૌણ કણો જે વાતાવરણ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે ત્યારે ઉદ્ભવે છે. પરંતુ કોસ્મિક કિરણોનો પ્રવાહ અસ્તવ્યસ્ત છે અને તેની તીવ્રતા ઓછી છે, તેથી, સમય જતાં, પ્રયોગશાળા સંશોધન માટે વિશેષ સુવિધાઓ બનાવવાનું શરૂ થયું - ઉચ્ચ ઉર્જા અને વધુ તીવ્રતાના નિયંત્રિત કણ બીમ સાથે પ્રવેગક.

બધા પ્રવેગકનું સંચાલન જાણીતી હકીકત પર આધારિત છે: ચાર્જ થયેલ કણ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રવેગિત થાય છે. જો કે, બે ઈલેક્ટ્રોડ વચ્ચે માત્ર એક જ વાર ત્વરિત કરીને ખૂબ જ ઊંચી ઉર્જા ધરાવતા કણો મેળવવાનું અશક્ય છે, કારણ કે આ માટે તેમને વિશાળ વોલ્ટેજ લાગુ કરવાની જરૂર પડશે, જે તકનીકી રીતે અશક્ય છે. તેથી, ઉચ્ચ-ઊર્જા કણોને વારંવાર ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે પસાર કરીને મેળવવામાં આવે છે.

પ્રવેગક જેમાં કણ સળંગ પ્રવેગક અંતરમાંથી પસાર થાય છે તેને રેખીય કહેવામાં આવે છે. એક્સિલરેટર્સનો વિકાસ તેમની સાથે શરૂ થયો, પરંતુ કણોની ઊર્જા વધારવાની જરૂરિયાતને કારણે લગભગ અવાસ્તવિક રીતે મોટી લંબાઈના સ્થાપનો થયા.

1929 માં, અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક ઇ. લોરેન્સે એક પ્રવેગકની ડિઝાઇનનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો જેમાં કણ સર્પાકારમાં ફરે છે, વારંવાર બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના સમાન અંતરમાંથી પસાર થાય છે. કણની ગતિ ભ્રમણકક્ષાના સમતલ પર લંબ નિર્દેશિત સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા વળેલું અને વળેલું છે. પ્રવેગકને સાયક્લોટ્રોન કહેવામાં આવતું હતું. 1930-1931 માં, લોરેન્સ અને તેના સહયોગીઓએ યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા (યુએસએ) ખાતે પ્રથમ સાયક્લોટ્રોન બનાવ્યું. આ શોધ માટે, તેમને 1939 માં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.

સાયક્લોટ્રોનમાં, એક વિશાળ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, અને બે હોલો ડી-આકારના ઇલેક્ટ્રોડ્સ (તેથી તેમનું નામ - "ડીસ") વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉદભવે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, જે દરેક વખતે જ્યારે કણ અડધો વળાંક લે છે ત્યારે ધ્રુવીયતાને ઉલટાવી દે છે. આ કારણે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર હંમેશા કણોને વેગ આપે છે. જો વિવિધ ઊર્જાવાળા કણોમાં ક્રાંતિના જુદા જુદા સમયગાળા હોય તો આ વિચાર સાકાર થઈ શકતો નથી. પરંતુ, સદભાગ્યે, વધતી ઉર્જા સાથે ઝડપ વધે છે તેમ છતાં, ક્રાંતિનો સમયગાળો સતત રહે છે, કારણ કે માર્ગનો વ્યાસ સમાન ગુણોત્તરમાં વધે છે. તે સાયક્લોટ્રોનની આ મિલકત છે જે પ્રવેગક માટે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની સતત આવર્તનનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

ટૂંક સમયમાં અન્ય સંશોધન પ્રયોગશાળાઓમાં સાયક્લોટ્રોન બનાવવાનું શરૂ થયું.

1950 ના દાયકામાં સિંક્રોફાસોટ્રોન બિલ્ડિંગ

સોવિયેત યુનિયનમાં ગંભીર પ્રવેગક આધાર બનાવવાની જરૂરિયાત માર્ચ 1938 માં સરકારી સ્તરે જાહેર કરવામાં આવી હતી. લેનિનગ્રાડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ફિઝિક્સ એન્ડ ટેક્નોલોજી (LFTI) ના સંશોધકોનું એક જૂથ, જેની આગેવાની હેઠળ એકેડેમિશિયન એ.એફ. Ioffe યુએસએસઆરના પીપલ્સ કમિશનર્સની કાઉન્સિલના ચેરમેન વી.એમ. મોલોટોવ એક પત્ર સાથે અણુ ન્યુક્લિયસની રચનાના ક્ષેત્રમાં સંશોધન માટે તકનીકી આધાર બનાવવાની દરખાસ્ત કરે છે. અણુ ન્યુક્લિયસની રચનાના પ્રશ્નો કુદરતી વિજ્ઞાનની કેન્દ્રીય સમસ્યાઓમાંની એક બની ગયા, અને સોવિયત યુનિયન તેમના ઉકેલમાં ઘણું પાછળ રહી ગયું. તેથી, જો અમેરિકામાં ઓછામાં ઓછા પાંચ સાયક્લોટ્રોન હતા, તો સોવિયત યુનિયનમાં ત્યાં એક પણ નહોતું (રેડિયમ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ધ એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસ (RIAN) નું એકમાત્ર સાયક્લોટ્રોન), જે 1937 માં શરૂ થયું હતું, તે કારણે વ્યવહારીક રીતે કામ કરતું ન હતું. ડિઝાઇન ખામી). મોલોટોવને કરેલી અપીલમાં એલપીટીઆઈ સાયક્લોટ્રોનનું બાંધકામ 1 જાન્યુઆરી, 1939 સુધીમાં પૂર્ણ કરવા માટેની શરતો બનાવવાની વિનંતી હતી. તેની રચના પરનું કામ, જે 1937 માં શરૂ થયું હતું, વિભાગીય અસંગતતાઓ અને ભંડોળની સમાપ્તિને કારણે સ્થગિત કરવામાં આવ્યું હતું.

ખરેખર, પત્ર લખતી વખતે, અણુ ભૌતિકશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં સંશોધનની સુસંગતતા વિશે દેશના સરકારી વર્તુળોમાં સ્પષ્ટ ગેરસમજ હતી. એમ.જી.ના સંસ્મરણો અનુસાર. મેશ્ચેર્યાકોવ, 1938 માં રેડિયમ ઇન્સ્ટિટ્યૂટને ફડચામાં લેવાનો પ્રશ્ન પણ ઉભો થયો હતો, જે કેટલાકના મતે, યુરેનિયમ અને થોરિયમ પર નકામી સંશોધનમાં રોકાયેલ હતું, જ્યારે દેશ કોલસાની ખાણકામ અને સ્ટીલની ગંધ વધારવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યો હતો.

મોલોટોવને લખેલા પત્રની અસર થઈ, અને જૂન 1938 માં, યુએસએસઆર એકેડેમી ઑફ સાયન્સનું એક કમિશન, જેની આગેવાની પી.એલ. કપિત્સાએ, સરકારની વિનંતી પર, ત્વરિત કણોના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, 10-20 MeV LPTI સાયક્લોટ્રોન બનાવવાની જરૂરિયાત પર અને RIAN સાયક્લોટ્રોનને સુધારવા માટે એક નિષ્કર્ષ આપ્યો.

નવેમ્બર 1938 માં S.I. વાવિલોવે, એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસના પ્રેસિડિયમને તેમની અપીલમાં, મોસ્કોમાં LFTI સાયક્લોટ્રોન બનાવવા અને I.V.ની પ્રયોગશાળાને સ્થાનાંતરિત કરવાની દરખાસ્ત કરી. કુર્ચોટોવ, જે તેની રચનામાં સામેલ હતા. સેરગેઈ ઇવાનોવિચ ઇચ્છતા હતા કે અણુ ન્યુક્લિયસના અભ્યાસ માટે કેન્દ્રીય પ્રયોગશાળા તે જ જગ્યાએ સ્થિત હોય જ્યાં એકેડેમી ઑફ સાયન્સ સ્થિત હતી, એટલે કે, મોસ્કોમાં. જો કે, તેમને LFTI દ્વારા સમર્થન મળ્યું ન હતું. 1939 ના અંતમાં વિવાદોનો અંત આવ્યો, જ્યારે એ.એફ. Ioffe એ એકસાથે ત્રણ સાયક્લોટ્રોન બનાવવાની દરખાસ્ત કરી. 30 જુલાઇ, 1940 ના રોજ, યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસના પ્રેસિડિયમની બેઠકમાં, આ વર્ષે RIAN ને હાલના સાયક્લોટ્રોન, FIAN ને 15 ઓક્ટોબર સુધીમાં નવા શક્તિશાળી સાયક્લોટ્રોનના નિર્માણ માટે જરૂરી સામગ્રી તૈયાર કરવા માટે સૂચના આપવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. , અને LFTI 1941 ના પ્રથમ ક્વાર્ટરમાં સાયક્લોટ્રોનનું બાંધકામ પૂર્ણ કરશે.

આ નિર્ણયના સંબંધમાં, FIAN ખાતે કહેવાતા સાયક્લોટ્રોન બ્રિગેડની રચના કરવામાં આવી હતી, જેમાં વ્લાદિમીર આઇઓસિફોવિચ વેક્સલર, સેરગેઈ નિકોલાઈવિચ વર્નોવ, પાવેલ અલેકસેવિચ ચેરેનકોવ, લિયોનીડ વાસિલીવિચ ગ્રોશેવ અને એવજેની લ્વોવિચ ફેઈનબર્ગનો સમાવેશ થાય છે. 26 સપ્ટેમ્બર, 1940ના રોજ, ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ ફિઝિકલ એન્ડ મેથેમેટિકલ સાયન્સ (OPMS)ના બ્યુરોએ V.I. પાસેથી માહિતી સાંભળી. સાયક્લોટ્રોન માટે ડિઝાઇન કાર્ય વિશે વેક્સલરે, તેની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ અને બાંધકામ અંદાજને મંજૂરી આપી. સાયક્લોટ્રોન 50 MeV ની ઉર્જા સુધી ડ્યુટેરોન્સને વેગ આપવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું. FIAN 1941 માં તેનું બાંધકામ શરૂ કરવાની અને 1943 માં તેને કાર્યરત કરવાની યોજના બનાવી. યુદ્ધ દ્વારા આયોજિત યોજનાઓ ખોરવાઈ ગઈ.

અણુ બોમ્બ બનાવવાની તાત્કાલિક જરૂરિયાતે સોવિયત યુનિયનને માઇક્રોવર્લ્ડના અભ્યાસમાં પ્રયત્નો એકત્ર કરવા દબાણ કર્યું. મોસ્કોમાં લેબોરેટરી નંબર 2 (1944, 1946) ખાતે એક પછી એક બે સાયક્લોટ્રોન બનાવવામાં આવ્યા હતા; લેનિનગ્રાડમાં, નાકાબંધી હટાવ્યા પછી, RIAN અને LFTI ના સાયક્લોટ્રોન પુનઃસ્થાપિત કરવામાં આવ્યા (1946).

જો કે ફિઆનોવ્સ્કી સાયક્લોટ્રોન પ્રોજેક્ટને યુદ્ધ પહેલા મંજૂર કરવામાં આવ્યો હતો, તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું હતું કે લોરેન્સની ડિઝાઇન પોતે જ ખતમ થઈ ગઈ હતી, કારણ કે એક્સિલરેટેડ પ્રોટોનની ઊર્જા 20 MeV કરતાં વધી શકતી નથી. આ ઉર્જામાંથી જ પ્રકાશની ગતિ સાથે અનુરૂપ ઝડપે કણના દળમાં વધારાની અસર થવા લાગે છે, જે આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતને અનુસરે છે.

સમૂહની વૃદ્ધિને કારણે, પ્રવેગક ગેપ દ્વારા કણના પસાર થવા અને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના અનુરૂપ તબક્કા વચ્ચેના પડઘોનું ઉલ્લંઘન થાય છે, જે મંદીનો સમાવેશ કરે છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે સાયક્લોટ્રોન માત્ર ભારે કણો (પ્રોટોન, આયનો) ને વેગ આપવા માટે રચાયેલ છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે, ખૂબ જ ઓછા વિશ્રામ દળને કારણે, પહેલેથી જ 1-3 MeV ની ઉર્જા પર ઇલેક્ટ્રોન પ્રકાશની ગતિની નજીકની ઝડપે પહોંચે છે, જેના પરિણામે તેનું દળ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે અને કણ ઝડપથી જાય છે. પડઘો બહાર.

પ્રથમ ચક્રીય ઇલેક્ટ્રોન પ્રવેગક એ 1940 માં કેર્સ્ટ દ્વારા Wideröeના વિચાર પર આધારિત બીટાટ્રોન હતું. બીટાટ્રોન ફેરાડેના કાયદા પર આધારિત છે, જે મુજબ, જ્યારે બંધ સર્કિટમાં પ્રવેશતો ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે, ત્યારે આ સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ ઉદભવે છે. બીટાટ્રોનમાં, ક્લોઝ્ડ સર્કિટ એ કણોનો પ્રવાહ છે જે ધીમે ધીમે વધતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સતત ત્રિજ્યાના શૂન્યાવકાશ ચેમ્બરમાં વલયાકાર ભ્રમણકક્ષામાં ફરે છે. જ્યારે ભ્રમણકક્ષાની અંદર ચુંબકીય પ્રવાહ વધે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ ઉદભવે છે, જેનો સ્પર્શક ઘટક ઇલેક્ટ્રોનને વેગ આપે છે. બીટાટ્રોનમાં, સાયક્લોટ્રોનની જેમ, ખૂબ ઊંચા ઉર્જા કણોના ઉત્પાદનની મર્યાદા હોય છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે, ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સના નિયમો અનુસાર, ગોળાકાર ભ્રમણકક્ષામાં ફરતા ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો ઉત્સર્જન કરે છે, જે સાપેક્ષ ગતિએ ઘણી ઊર્જા વહન કરે છે. આ નુકસાનની ભરપાઈ કરવા માટે, ચુંબક કોરનું કદ નોંધપાત્ર રીતે વધારવું જરૂરી છે, જેની વ્યવહારિક મર્યાદા છે.

આમ, 1940 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોન બંને માટે ઉચ્ચ ઊર્જા મેળવવાની શક્યતાઓ ખતમ થઈ ગઈ હતી. માઇક્રોકોઝમના વધુ અભ્યાસ માટે, ત્વરિત કણોની ઊર્જા વધારવી જરૂરી હતી, તેથી પ્રવેગકની નવી પદ્ધતિઓ શોધવાનું કાર્ય તીવ્ર બન્યું.

ફેબ્રુઆરી 1944 માં V.I. વેક્સલરે સાયક્લોટ્રોન અને બીટાટ્રોનના ઉર્જા અવરોધને કેવી રીતે દૂર કરવો તેનો ક્રાંતિકારી વિચાર રજૂ કર્યો. તે એટલું સરળ હતું કે તે વિચિત્ર લાગતું હતું કે અગાઉ તેનો સંપર્ક કરવામાં આવ્યો ન હતો. વિચાર એ હતો કે રેઝોનન્ટ પ્રવેગ દરમિયાન, કણોની ક્રાંતિની આવર્તન અને પ્રવેગક ક્ષેત્ર સતત એકરૂપ થવું જોઈએ, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સમકાલીન હોવું જોઈએ. સિંક્રનાઇઝેશન માટે સાયક્લોટ્રોનમાં ભારે સાપેક્ષ કણોને વેગ આપતી વખતે, ચોક્કસ કાયદા અનુસાર પ્રવેગક વિદ્યુત ક્ષેત્રની આવર્તન બદલવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી (બાદમાં આવા પ્રવેગકને સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન કહેવામાં આવતું હતું).

રિલેટિવિસ્ટિક ઇલેક્ટ્રોનને વેગ આપવા માટે, એક પ્રવેગકની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી, જેને પાછળથી સિંક્રોટ્રોન કહેવામાં આવે છે. તેમાં, પ્રવેગક સતત આવર્તનના વૈકલ્પિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે, અને સિંક્રોનિઝમ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે જે ચોક્કસ કાયદા અનુસાર બદલાય છે, જે કણોને સતત ત્રિજ્યાની ભ્રમણકક્ષામાં રાખે છે.

વ્યવહારિક હેતુઓ માટે, સૈદ્ધાંતિક રીતે ખાતરી કરવી જરૂરી હતી કે સૂચિત પ્રવેગક પ્રક્રિયાઓ સ્થિર છે, એટલે કે, પડઘોમાંથી નાના વિચલનો સાથે, કણોનું તબક્કાવાર આપમેળે હાથ ધરવામાં આવશે. સાયક્લોટ્રોન ટીમના સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી E.L. ફેઈનબર્ગે વેક્સલરનું ધ્યાન આ તરફ દોર્યું અને પોતે કડક ગાણિતિક રીતે પ્રક્રિયાઓની સ્થિરતા સાબિત કરી. તેથી જ વેક્સલરના વિચારને "ઓટોફેસિંગનો સિદ્ધાંત" કહેવામાં આવ્યો.

પ્રાપ્ત ઉકેલની ચર્ચા કરવા માટે, FIAN એ એક પરિસંવાદ યોજ્યો હતો જેમાં વેક્સલરે એક પ્રારંભિક અહેવાલ આપ્યો હતો, અને ફીનબર્ગે સ્થિરતા પર અહેવાલ આપ્યો હતો. કામ મંજૂર કરવામાં આવ્યું હતું, અને તે જ 1944 માં, જર્નલ "રિપોર્ટ્સ ઑફ ધ એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસ ઑફ યુએસએસઆર" એ બે લેખો પ્રકાશિત કર્યા હતા જેમાં પ્રવેગકની નવી પદ્ધતિઓ ધ્યાનમાં લેવામાં આવી હતી (પ્રથમ લેખ બહુવિધ ફ્રીક્વન્સીઝ પર આધારિત પ્રવેગક સાથે કામ કરે છે, જેને પાછળથી કહેવામાં આવે છે. માઇક્રોટ્રોન). ફક્ત વેક્સલરને તેમના લેખક તરીકે સૂચિબદ્ધ કરવામાં આવ્યા હતા, અને ફેઈનબર્ગના નામનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો ન હતો. ખૂબ જ ટૂંક સમયમાં, ઓટોફેસિંગના સિદ્ધાંતની શોધમાં ફીનબર્ગની ભૂમિકા અયોગ્ય રીતે સંપૂર્ણ વિસ્મૃતિ માટે મોકલવામાં આવી હતી.

એક વર્ષ પછી, અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી ઇ. મેકમિલન દ્વારા સ્વતંત્ર રીતે ઓટોફેસિંગ સિદ્ધાંતની શોધ કરવામાં આવી હતી, પરંતુ વેક્સલરે અગ્રતા જાળવી રાખી હતી.

એ નોંધવું જોઇએ કે નવા સિદ્ધાંત પર આધારિત પ્રવેગકમાં, "ઉપાસનો નિયમ" સ્પષ્ટ સ્વરૂપમાં પ્રગટ થયો - ઊર્જામાં વધારો પ્રવેગક કણોના બીમની તીવ્રતામાં ઘટાડો તરફ દોરી ગયો, જે ચક્રીયતા સાથે સંકળાયેલ છે. સાયક્લોટ્રોન અને બીટાટ્રોનમાં સરળ પ્રવેગથી વિપરીત, તેમના પ્રવેગના. આ અપ્રિય ક્ષણ 20 ફેબ્રુઆરી, 1945 ના રોજ ભૌતિક અને ગાણિતિક વિજ્ઞાન વિભાગના સત્રમાં તરત જ નિર્દેશિત કરવામાં આવી હતી, પરંતુ તે પછી બધા સર્વસંમતિથી એવા નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે આ સંજોગો કોઈ પણ સંજોગોમાં પ્રોજેક્ટના અમલીકરણમાં દખલ ન કરે. તેમ છતાં, માર્ગ દ્વારા, તીવ્રતા માટેના સંઘર્ષે પછીથી "પ્રવેગક" ને સતત હેરાન કર્યા.

એ જ સત્રમાં, યુએસએસઆર એકેડેમી ઑફ સાયન્સના પ્રમુખના સૂચન પર એસ.આઈ. વાવિલોવ, વેક્સલર દ્વારા પ્રસ્તાવિત બે પ્રકારના પ્રવેગકને તાત્કાલિક બનાવવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. 19 ફેબ્રુઆરી, 1946 ના રોજ, યુએસએસઆરના પીપલ્સ કમિશનરની કાઉન્સિલ હેઠળની વિશેષ સમિતિએ સંબંધિત કમિશનને તેમના પ્રોજેક્ટ્સ વિકસાવવા સૂચના આપી, જે ક્ષમતા, ઉત્પાદન સમય અને બાંધકામ સ્થળ સૂચવે છે. (FIAN એ સાયક્લોટ્રોન બનાવવાની ના પાડી.)

પરિણામે, 13 ઓગસ્ટ, 1946 ના રોજ, યુએસએસઆરના પ્રધાનોની પરિષદના બે હુકમનામું એક સાથે જારી કરવામાં આવ્યા હતા, યુએસએસઆર I.V.ના પ્રધાનોની પરિષદના અધ્યક્ષ દ્વારા હસ્તાક્ષર કરવામાં આવ્યા હતા. સ્ટાલિન અને યુએસએસઆરના મંત્રીઓની પરિષદના મેનેજર Ya.E. ચડાયેવ, 250 MeV ની ડ્યુટેરોન ઊર્જા માટે સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન અને 1 GeV ની ઊર્જા માટે સિંક્રોટ્રોન બનાવવા પર. એક્સિલરેટર્સની ઊર્જા મુખ્યત્વે યુએસએ અને યુએસએસઆર વચ્ચેના રાજકીય મુકાબલો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવી હતી. યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સે પહેલેથી જ લગભગ 190 MeV ની ડ્યુટેરોન ઊર્જા સાથે સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન બનાવ્યું છે અને 250-300 MeV ની ઊર્જા સાથે સિંક્રોટ્રોન બનાવવાનું શરૂ કર્યું છે. ઘરેલું પ્રવેગક ઊર્જાના સંદર્ભમાં અમેરિકનને વટાવી જવાના હતા.

નવા તત્વોની શોધ, યુરેનિયમ કરતાં સસ્તા સ્ત્રોતોમાંથી અણુ ઊર્જા મેળવવા માટેની નવી પદ્ધતિઓ માટે સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન પર આશાઓ પિન કરવામાં આવી હતી. સિંક્રોટ્રોનની મદદથી, તેઓ કૃત્રિમ રીતે મેસોન્સ મેળવવાનો ઇરાદો ધરાવતા હતા, જે તે સમયે સોવિયેત ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ધાર્યું હતું તેમ, પરમાણુ વિભાજન થવામાં સક્ષમ હતા.

બંને હુકમનામું "ટોપ સિક્રેટ (સ્પેશિયલ ફોલ્ડર)" સ્ટેમ્પ સાથે બહાર આવ્યું છે, કારણ કે એક્સિલરેટર્સનું નિર્માણ એ અણુ બોમ્બ બનાવવાના પ્રોજેક્ટનો એક ભાગ હતો. તેમની સહાયથી, બોમ્બ ગણતરીઓ માટે જરૂરી પરમાણુ દળોનો સચોટ સિદ્ધાંત મેળવવાની આશા રાખવામાં આવી હતી, જે તે સમયે માત્ર અંદાજિત મોડેલોના વિશાળ સમૂહની મદદથી હાથ ધરવામાં આવી હતી. સાચું, બધું તેટલું સરળ ન હતું જેટલું તે પહેલા માનવામાં આવતું હતું, અને એ નોંધવું જોઇએ કે આવો સિદ્ધાંત આજ સુધી બનાવવામાં આવ્યો નથી.

ઠરાવોએ પ્રવેગકના નિર્માણ માટે સ્થાનો નક્કી કર્યા: સિંક્રોટ્રોન - મોસ્કોમાં, કાલુગા હાઇવે પર (હવે લેનિન્સકી પ્રોસ્પેક્ટ), FIAN ના પ્રદેશ પર; સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન - ઇવાન્કોવસ્કાયા હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર સ્ટેશનના વિસ્તારમાં, મોસ્કોથી 125 કિલોમીટર ઉત્તરે (તે સમયે કાલિનિન પ્રદેશ). શરૂઆતમાં, બંને એક્સિલરેટરની રચના FIANને સોંપવામાં આવી હતી. વી.આઈ. વેક્સલર, અને સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન માટે - ડી.વી. સ્કોબેલ્ટ્સિન.

ડાબી બાજુએ - ડોકટર ઓફ ટેકનિકલ સાયન્સ પ્રોફેસર એલ.પી. ઝિનોવીવ (1912–1998), જમણી બાજુએ - યુએસએસઆર એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસ V.I.ના એકેડેમિશિયન. વેક્સલર (1907–1966) સિંક્રોફાસોટ્રોનની રચના દરમિયાન

છ મહિના પછી, અણુ પ્રોજેક્ટના વડા, આઇ.વી. કુર્ચાટોવ, ફિઆનોવો સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન પરના કામની પ્રગતિથી અસંતુષ્ટ, આ વિષયને તેમની લેબોરેટરી નંબર 2 માં સ્થાનાંતરિત કર્યો. તેમણે એમ.જી. મેશ્ચેર્યાકોવ, તેને લેનિનગ્રાડ રેડિયમ ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં કામમાંથી મુક્ત કરે છે. મેશ્ચેર્યાકોવના નેતૃત્વ હેઠળ, લેબોરેટરી નંબર 2 માં સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન મોડેલ બનાવવામાં આવ્યું હતું, જેણે ઓટોફેસિંગ સિદ્ધાંતની શુદ્ધતાની પ્રાયોગિક રીતે પુષ્ટિ કરી છે. 1947 માં, કાલિનિન પ્રદેશમાં એક્સિલરેટરનું બાંધકામ શરૂ થયું.

14 ડિસેમ્બર, 1949ના રોજ એમ.જી. મેશેર્યાકોવ સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન સફળતાપૂર્વક શેડ્યૂલ પર લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું અને સોવિયેત યુનિયનમાં આ પ્રકારનું પ્રથમ પ્રવેગક બન્યું હતું, જેણે બર્કલે (યુએસએ) માં 1946 માં બનાવેલા સમાન પ્રવેગકની ઊર્જાને અવરોધિત કરી હતી. તે 1953 સુધી એક રેકોર્ડ રહ્યો.

શરૂઆતમાં, સિંક્રોસાયક્લોટ્રોન પર આધારિત પ્રયોગશાળાને ગુપ્તતા ખાતર યુએસએસઆર એકેડેમી ઑફ સાયન્સ (જીટીએલ) ની હાઇડ્રોટેકનિકલ લેબોરેટરી કહેવામાં આવતી હતી અને તે લેબોરેટરી નંબર 2 ની શાખા હતી. 1953 માં તે પરમાણુ સમસ્યાઓની સ્વતંત્ર સંસ્થામાં રૂપાંતરિત થઈ હતી. યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સ (આઈએનપી), એમ.જી. મેશેર્યાકોવ.

યુક્રેનિયન એકેડેમી ઓફ સાયન્સના શિક્ષણવિદ એ.આઈ. લેઇપુંસ્કી (1907-1972), ઓટોફેસિંગના સિદ્ધાંત પર આધારિત, એક એક્સિલરેટરની ડિઝાઇનનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો, જેને પાછળથી સિંક્રોફાસોટ્રોન કહેવામાં આવે છે (ફોટો: વિજ્ઞાન અને જીવન)
સંખ્યાબંધ કારણોસર સિંક્રોટ્રોનનું નિર્માણ નિષ્ફળ થયું. પ્રથમ, અણધારી મુશ્કેલીઓને લીધે, બે સિંક્રોટ્રોન નીચી ઉર્જા માટે બાંધવા પડ્યા - 30 અને 250 MeV. તેઓ FIAN ના પ્રદેશ પર સ્થિત હતા, અને 1 GeV સિંક્રોટ્રોન મોસ્કોની બહાર બાંધવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. જૂન 1948 માં, તેને કાલિનિન પ્રદેશમાં પહેલેથી જ નિર્માણાધીન સિંક્રોસાયક્લોટ્રોનથી થોડા કિલોમીટરના અંતરે એક સ્થાન આપવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ તે ત્યાં પણ ક્યારેય બાંધવામાં આવ્યું ન હતું, કારણ કે યુક્રેનિયન એકેડેમીના એકેડેમિશિયન એલેક્ઝાન્ડર ઇલિચ લેઇપુન્સકી દ્વારા પ્રસ્તાવિત એક્સિલરેટરને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવ્યું હતું. વિજ્ઞાન. તે નીચેની રીતે થયું.

1946 માં A.I. ઓટોફેસિંગના સિદ્ધાંત પર આધારિત લેઇપુંસ્કીએ એક એક્સિલરેટર બનાવવાની સંભાવનાનો વિચાર આગળ મૂક્યો જેમાં સિંક્રોટ્રોન અને સિંક્રોસાયક્લોટ્રોનની વિશેષતાઓ જોડાઈ હતી. ત્યારબાદ, વેક્સલરે આ પ્રકારના પ્રવેગકને સિંક્રોફાસોટ્રોન કહ્યો. નામ સ્પષ્ટ થઈ જાય છે જો આપણે ધ્યાનમાં લઈએ કે સિંક્રોસાયક્લોટ્રોનને મૂળ રૂપે ફેસોટ્રોન કહેવામાં આવતું હતું, અને સિંક્રોટ્રોન સાથે જોડાણમાં, સિંક્રોફાસોટ્રોન પ્રાપ્ત થાય છે. તેમાં, નિયંત્રણ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફારના પરિણામે, કણો સિંક્રોટ્રોનની જેમ રિંગની સાથે આગળ વધે છે, અને પ્રવેગક ઉચ્ચ-આવર્તન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે, જેની આવર્તન સિંક્રોસાયક્લોટ્રોનની જેમ સમય સાથે બદલાય છે. આનાથી સિંક્રોસાયક્લોટ્રોનની તુલનામાં ત્વરિત પ્રોટોનની ઊર્જામાં નોંધપાત્ર વધારો કરવાનું શક્ય બન્યું. સિંક્રોફાસોટ્રોનમાં, પ્રોટોન પ્રાથમિક રીતે રેખીય પ્રવેગક - એક ઇન્જેક્ટરમાં પ્રવેગિત થાય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ મુખ્ય ચેમ્બરમાં દાખલ થયેલા કણો તેમાં પરિભ્રમણ કરવાનું શરૂ કરે છે. આ મોડને બીટાટ્રોન મોડ કહેવામાં આવે છે. પછી ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવેગક વોલ્ટેજ બે ડાયમેટ્રિકલી વિરુદ્ધ રેક્ટિલિનિયર ગેપ્સમાં મૂકવામાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર સ્વિચ કરવામાં આવે છે.

ઓટોફેસિંગના સિદ્ધાંત પર આધારિત ત્રણેય પ્રકારના પ્રવેગકમાંથી, સિંક્રોફાસોટ્રોન તકનીકી રીતે સૌથી જટિલ છે, અને પછી ઘણાને તેની રચનાની સંભાવના પર શંકા હતી. પરંતુ લીપુંસ્કીને વિશ્વાસ છે કે બધું કામ કરશે, હિંમતભેર તેના વિચારને અમલમાં મૂકવા માટે તૈયાર છે.

1947 માં, ઓબ્નિન્સકોયે સ્ટેશન (હવે ઓબ્નિન્સ્ક શહેર) નજીકની લેબોરેટરી "બી" માં, તેમના નેતૃત્વ હેઠળના એક વિશેષ પ્રવેગક જૂથે એક્સિલરેટર વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું. સિંક્રોફાસોટ્રોનના પ્રથમ સિદ્ધાંતવાદીઓ યુ.એ. ક્રુત્કોવ, ઓ.ડી. કાઝાચકોવ્સ્કી અને એલ.એલ. સબસોવિચ. ફેબ્રુઆરી 1948 માં, પ્રવેગક પર એક બંધ પરિષદ યોજવામાં આવી હતી, જેમાં મંત્રીઓ ઉપરાંત, એ.એલ. મિન્ટ્સ, તે સમયે રેડિયો એન્જિનિયરિંગના જાણીતા નિષ્ણાત અને લેનિનગ્રાડ ઇલેક્ટ્રોસિલા અને ટ્રાન્સફોર્મર પ્લાન્ટના મુખ્ય ઇજનેરો. તે બધાએ જણાવ્યું હતું કે લીપુન દ્વારા પ્રસ્તાવિત એક્સિલરેટર કરી શકાય છે. પ્રથમ સૈદ્ધાંતિક પરિણામોને પ્રોત્સાહિત કરવા અને અગ્રણી પ્લાન્ટ્સના એન્જિનિયરોના સમર્થનથી 1.3-1.5 GeV ની પ્રોટોન ઊર્જા માટેના મોટા પ્રવેગક માટે ચોક્કસ તકનીકી પ્રોજેક્ટ પર કામ શરૂ કરવાનું શક્ય બન્યું અને પ્રાયોગિક કાર્ય વિકસાવવાનું શક્ય બન્યું જે લેપન્સકીના વિચારની સાચીતાની પુષ્ટિ કરે છે. ડિસેમ્બર 1948 સુધીમાં, પ્રવેગકની તકનીકી ડિઝાઇન તૈયાર થઈ ગઈ હતી, અને માર્ચ 1949 સુધીમાં, લીપુંસ્કીએ 10 GeV સિંક્રોફાસોટ્રોનનો ડ્રાફ્ટ ડિઝાઇન સબમિટ કરવાનો હતો.

અને અચાનક, 1949 માં, કામની ખૂબ જ ઊંચાઈએ, સરકારે સિંક્રોફાસોટ્રોન પરનું કામ FIAN માં સ્થાનાંતરિત કરવાનું નક્કી કર્યું. શેના માટે? શા માટે? છેવટે, FIAN પહેલેથી જ 1 GeV સિંક્રોટ્રોન બનાવી રહ્યું છે! હા, આ બાબતની હકીકત એ છે કે બંને પ્રોજેક્ટ, 1.5 GeV સિંક્રોટ્રોન અને 1 GeV સિંક્રોટ્રોન, બંને ખૂબ ખર્ચાળ હતા, અને તેમની યોગ્યતા અંગે પ્રશ્ન ઊભો થયો હતો. આખરે FIAN ખાતેની એક ખાસ મીટિંગમાં તેનો ઉકેલ લાવવામાં આવ્યો, જ્યાં દેશના અગ્રણી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ભેગા થયા હતા. ઇલેક્ટ્રોન પ્રવેગમાં વધુ રસ ન હોવાને કારણે તેઓએ 1 GeV સિંક્રોટ્રોન બનાવવાનું બિનજરૂરી માન્યું. આ પદના મુખ્ય વિરોધી એમ.એ. માર્કોવ. તેમની મુખ્ય દલીલ એ હતી કે પહેલાથી જ સારી રીતે અભ્યાસ કરેલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની મદદથી પ્રોટોન અને ન્યુક્લિયર ફોર્સ બંનેનો અભ્યાસ કરવો વધુ કાર્યક્ષમ છે. જો કે, તે તેના દૃષ્ટિકોણનો બચાવ કરવામાં નિષ્ફળ ગયો, અને સકારાત્મક નિર્ણય લીપન્સકીના પ્રોજેક્ટની તરફેણમાં બહાર આવ્યો.

ડુબ્નામાં 10 GeV સિંક્રોફાસોટ્રોન જેવો દેખાય છે તે આ છે

વેક્સલરનું સૌથી મોટું એક્સિલરેટર બનાવવાનું સપનું તૂટી રહ્યું હતું. વર્તમાન પરિસ્થિતિનો સામનો કરવા માંગતા ન હોવાથી, તેમણે S.I.ના સમર્થનથી. વાવિલોવ અને ડી.વી. સ્કોબેલ્ટ્સીનાએ 1.5 GeV સિંક્રોફાસોટ્રોનનું બાંધકામ છોડી દેવાનું અને તરત જ 10 GeV એક્સિલરેટરની ડિઝાઇન પર આગળ વધવાનું સૂચન કર્યું, જે અગાઉ A.I.ને સોંપવામાં આવ્યું હતું. લીપુન્સકી. સરકારે આ દરખાસ્ત સ્વીકારી, કારણ કે એપ્રિલ 1948માં તે યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયામાં 6-7 GeV સિંક્રોફાસોટ્રોન પ્રોજેક્ટ વિશે જાણીતું બન્યું અને તેઓ ઓછામાં ઓછા થોડા સમય માટે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ કરતાં આગળ રહેવા ઇચ્છતા હતા.

2 મે, 1949ના રોજ, યુએસએસઆરના મંત્રી પરિષદે અગાઉ સિંક્રોટ્રોન માટે ફાળવેલ પ્રદેશ પર 7-10 GeV ની ઉર્જા માટે સિંક્રોફાસોટ્રોન બનાવવા અંગેનો ઠરાવ બહાર પાડ્યો હતો. થીમ FIAN ને ટ્રાન્સફર કરવામાં આવી હતી, અને V.I. વેક્સલર, જો કે લીપુંસ્કીનો ધંધો ઘણો સારો ચાલી રહ્યો હતો.

આને પ્રથમ, એ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે વેક્સલરને ઓટોફેસિંગ સિદ્ધાંતના લેખક માનવામાં આવતા હતા અને, તેમના સમકાલીન લોકોના સંસ્મરણો અનુસાર, એલ.પી.એ તેમની ખૂબ તરફેણ કરી હતી. બેરિયા. બીજું, એસ.આઈ. વાવિલોવ તે સમયે માત્ર FIAN ના ડિરેક્ટર જ નહીં, પણ યુએસએસઆર એકેડેમી ઑફ સાયન્સના પ્રમુખ પણ હતા. લીપુંસ્કીને વેક્સલરના ડેપ્યુટી બનવાની ઓફર કરવામાં આવી હતી, પરંતુ તેણે ઇનકાર કર્યો હતો અને બાદમાં સિંક્રોફાસોટ્રોનની રચનામાં ભાગ લીધો ન હતો. ડેપ્યુટી લીપુંસ્કી અનુસાર ઓ.ડી. કાઝાચકોવ્સ્કી, "તે સ્પષ્ટ હતું કે બે રીંછ એક ખોડમાં સાથે મળી શકતા નથી." ત્યારબાદ, A.I. લીપુંસ્કી અને ઓ.ડી. કાઝાચકોવ્સ્કી રિએક્ટર્સમાં અગ્રણી નિષ્ણાતો બન્યા અને 1960 માં તેમને લેનિન પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો.

ઠરાવમાં લેબોરેટરી "V" ના કર્મચારીઓના FIAN પર કામ કરવા માટેના સ્થાનાંતરણ પરની કલમ શામેલ છે, જેઓ એક્સિલરેટરના વિકાસમાં રોકાયેલા હતા, સંબંધિત સાધનોના સ્થાનાંતરણ સાથે. અને અભિવ્યક્ત કરવા માટે કંઈક હતું: લેબોરેટરી "બી" માં પ્રવેગક પરનું કામ તે સમય સુધીમાં મોડેલના તબક્કામાં લાવવામાં આવ્યું હતું અને મુખ્ય નિર્ણયોની પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી.

દરેક જણ FIAN માં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે ઉત્સાહી ન હતા, કારણ કે લીપન્સકી સાથે કામ કરવું સરળ અને રસપ્રદ હતું: તે માત્ર એક ઉત્તમ વૈજ્ઞાનિક સલાહકાર જ નહીં, પણ એક અદ્ભુત વ્યક્તિ પણ હતો. જો કે, ટ્રાન્સફરનો ઇનકાર કરવો લગભગ અશક્ય હતું: તે કઠોર સમયે, ઇનકારને અજમાયશ અને શિબિરોની ધમકી આપવામાં આવી હતી.

લેબોરેટરી "બી" માંથી સ્થાનાંતરિત જૂથમાં એન્જિનિયર લિયોનીડ પેટ્રોવિચ ઝિનોવીવનો સમાવેશ થાય છે. તે, પ્રવેગક જૂથના અન્ય સભ્યોની જેમ, લેપન્સકીની પ્રયોગશાળામાં સૌપ્રથમ ભાવિ પ્રવેગકના મોડેલ માટે જરૂરી વ્યક્તિગત ઘટકોના વિકાસમાં રોકાયેલા હતા, ખાસ કરીને, ઇન્જેક્ટરને પાવર કરવા માટે આયન સ્ત્રોત અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પલ્સ સર્કિટ. લીપુંસ્કીએ તરત જ સક્ષમ અને સર્જનાત્મક ઇજનેર તરફ ધ્યાન દોર્યું. તેમની સૂચનાઓ પર, ઝિનોવીવ પ્રથમ વ્યક્તિ હતા જેઓ પાયલોટ પ્લાન્ટની રચનામાં સામેલ હતા જેમાં પ્રોટોન પ્રવેગકની સમગ્ર પ્રક્રિયાનું અનુકરણ કરવું શક્ય હતું. પછી કોઈએ કલ્પના કરી ન હતી કે, સિંક્રોફાસોટ્રોનના વિચારને જીવનમાં લાવવાના કાર્યમાં અગ્રણીઓમાંના એક બન્યા પછી, ઝિનોવીવ એકમાત્ર વ્યક્તિ હશે જે તેની રચના અને સુધારણાના તમામ તબક્કાઓમાંથી પસાર થશે. અને માત્ર પાસ નહીં, પરંતુ તેમને દોરી જાઓ.

લેબેડેવ ફિઝિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં લેબોરેટરી "V" ખાતે મેળવેલા સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક પરિણામોનો ઉપયોગ 10 GeV સિંક્રોફાસોટ્રોનની ડિઝાઇનમાં કરવામાં આવ્યો હતો. જો કે, પ્રવેગક ઊર્જાને આ મૂલ્ય સુધી વધારવા માટે નોંધપાત્ર સુધારાની જરૂર છે. તેની બનાવટની મુશ્કેલીઓ એ હકીકત દ્વારા ખૂબ મોટી હદ સુધી વધી ગઈ હતી કે તે સમયે સમગ્ર વિશ્વમાં આટલા મોટા સ્થાપનો બનાવવાનો કોઈ અનુભવ નહોતો.

સિદ્ધાંતવાદીઓના માર્ગદર્શન હેઠળ એમ.એસ. રાબિનોવિચ અને એ.એ. FIAN ખાતે કોલોમેન્સકીએ તકનીકી પ્રોજેક્ટનું ભૌતિક સમર્થન કર્યું. સિંક્રોફાસોટ્રોનના મુખ્ય ઘટકો મોસ્કો રેડિયો એન્જિનિયરિંગ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ધ એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસ અને લેનિનગ્રાડ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ દ્વારા તેમના ડિરેક્ટર એ.એલ.ના માર્ગદર્શન હેઠળ વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. ટંકશાળ અને ઇ.જી. મચ્છર.

જરૂરી અનુભવ મેળવવા માટે, અમે 180 MeV ની ઉર્જા માટે સિંક્રોફાસોટ્રોનનું મોડેલ બનાવવાનું નક્કી કર્યું. તે FIAN ના પ્રદેશ પર એક ખાસ બિલ્ડિંગમાં સ્થિત હતું, જેને ગુપ્તતાના કારણોસર વેરહાઉસ નંબર 2 કહેવામાં આવતું હતું. 1951 ની શરૂઆતમાં, વેક્સલરે ઝિનોવીવને મોડેલ પરના તમામ કામો સોંપ્યા હતા, જેમાં ઉપકરણોની સ્થાપના, ગોઠવણ અને તેના સમાયોજનનો સમાવેશ થાય છે. સંકલિત લોન્ચ.

ફિઆનોવ્સ્કી મોડેલ કોઈ પણ રીતે બાળક ન હતું - 4 મીટરના વ્યાસવાળા તેના ચુંબકનું વજન 290 ટન હતું. ત્યારબાદ, ઝિનોવીવે યાદ કર્યું કે જ્યારે તેઓએ પ્રથમ ગણતરીઓ અનુસાર મોડેલને એસેમ્બલ કર્યું અને તેને શરૂ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો, ત્યારે શરૂઆતમાં કંઈ કામ થયું નહીં. મૉડલ લૉન્ચ થતાં પહેલાં ઘણી અણધારી ટેકનિકલ મુશ્કેલીઓ દૂર કરવી પડી હતી. જ્યારે 1953 માં આ બન્યું, ત્યારે વેક્સલરે કહ્યું: “સારું, બસ! ઇવાન્કોવ્સ્કી સિંક્રોફાસોટ્રોન કામ કરશે!” તે એક વિશાળ 10 GeV સિંક્રોફાસોટ્રોન વિશે હતું, જે કાલિનિન પ્રદેશમાં 1951 માં બાંધવાનું શરૂ થઈ ગયું હતું. TDS-533 (ટેક્નિકલ ડિરેક્ટોરેટ ઑફ કન્સ્ટ્રક્શન 533) કોડનેમ ધરાવતી સંસ્થા દ્વારા બાંધકામ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.

મોડલના લોન્ચિંગના થોડા સમય પહેલા, એક અમેરિકન સામયિકે અણધારી રીતે એક્સિલરેટરની ચુંબકીય પ્રણાલીની નવી ડિઝાઇન પર એક અહેવાલ પ્રકાશિત કર્યો, જેને હાર્ડ-ફોકસિંગ કહેવાય છે. તે વિપરિત નિર્દેશિત ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઘટકો સાથે વૈકલ્પિક વિભાગોના સમૂહ તરીકે કરવામાં આવે છે. આ ત્વરિત કણોના ઓસિલેશનના કંપનવિસ્તારને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, જે બદલામાં વેક્યૂમ ચેમ્બરના ક્રોસ સેક્શનને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડવાનું શક્ય બનાવે છે. પરિણામે, લોખંડનો મોટો જથ્થો સાચવવામાં આવે છે, જે ચુંબકના બાંધકામમાં જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જિનીવામાં 30 GeV પ્રવેગક, હાર્ડ ફોકસિંગ પર આધારિત, ત્રણ ગણી ઉર્જા અને ડુબ્ના સિંક્રોફાસોટ્રોનનો પરિઘ ત્રણ ગણો છે અને તેનું ચુંબક દસ ગણું હળવું છે.

હાર્ડ ફોકસિંગ ચુંબકની ડિઝાઇન 1952 માં અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકો કુરન્ટ, લિવિંગ્સ્ટન અને સ્નાઇડર દ્વારા પ્રસ્તાવિત અને વિકસાવવામાં આવી હતી. તેમના થોડા વર્ષો પહેલા, આ જ વસ્તુની શોધ કરવામાં આવી હતી, પરંતુ ક્રિસ્ટોફિલોસ દ્વારા પ્રકાશિત કરવામાં આવી ન હતી.

ઝિનોવીવે તરત જ અમેરિકનોની શોધની પ્રશંસા કરી અને ડુબ્ના સિંક્રોફાસોટ્રોનને ફરીથી ડિઝાઇન કરવાની દરખાસ્ત કરી. પરંતુ આ માટે સમયનું બલિદાન આપવું પડશે. વેક્સલરે ત્યારે કહ્યું: "ના, એક દિવસ માટે પણ, પરંતુ આપણે અમેરિકનો કરતા આગળ હોવા જોઈએ." સંભવતઃ, શીત યુદ્ધની પરિસ્થિતિઓમાં, તે સાચો હતો - "ઘોડા મધ્ય પ્રવાહમાં બદલાતા નથી." અને મોટા એક્સિલરેટર અગાઉ વિકસિત પ્રોજેક્ટ અનુસાર બાંધવાનું ચાલુ રાખ્યું. 1953 માં, બાંધકામ હેઠળના સિંક્રોફાસોટ્રોનના આધારે, યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સ (EFLAN) ની ઇલેક્ટ્રોફિઝિકલ લેબોરેટરી બનાવવામાં આવી હતી. V.I ને તેના ડિરેક્ટર તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા હતા. વેક્સલર.

1956 માં, INP અને EFLAN એ સ્થાપિત સંયુક્ત સંસ્થાન ફોર ન્યુક્લિયર રિસર્ચ (JINR) નો આધાર બનાવ્યો. તેનું સ્થાન ડુબના શહેર તરીકે જાણીતું બન્યું. તે સમય સુધીમાં, સિંક્રોસાયક્લોટ્રોનમાં પ્રોટોન ઊર્જા 680 MeV હતી, અને સિંક્રોફાસોટ્રોનનું બાંધકામ પૂર્ણ થઈ રહ્યું હતું. JINR ની રચનાના પ્રથમ દિવસોથી, સિંક્રોફાસોટ્રોન બિલ્ડિંગ (લેખક વી.પી. બોચકરેવ)નું શૈલીયુક્ત ચિત્ર તેનું સત્તાવાર પ્રતીક બની ગયું.

મોડેલે 10 GeV એક્સિલરેટર માટે સંખ્યાબંધ સમસ્યાઓ ઉકેલવામાં મદદ કરી, જો કે, કદમાં મોટા તફાવતને કારણે ઘણા નોડ્સની ડિઝાઇનમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો થયા છે. સિંક્રોફાસોટ્રોન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો સરેરાશ વ્યાસ 60 મીટર હતો, અને વજન 36 હજાર ટન હતું (તેના પરિમાણો અનુસાર, તે હજી પણ ગિનિસ બુક ઑફ રેકોર્ડ્સમાં રહે છે). નવી જટિલ એન્જિનિયરિંગ સમસ્યાઓની સંપૂર્ણ શ્રેણી ઊભી થઈ, જે ટીમે સફળતાપૂર્વક હલ કરી.

છેવટે, એક્સિલરેટરના સંકલિત પ્રક્ષેપણ માટે બધું તૈયાર હતું. વેક્સલરના આદેશથી, તેનું નેતૃત્વ એલ.પી. ઝિનોવીવ. ડિસેમ્બર 1956 ના અંતમાં કામ શરૂ થયું, પરિસ્થિતિ તંગ હતી, અને વ્લાદિમીર આઇઓસિફોવિચે પોતાને કે તેના કર્મચારીઓને બચાવ્યા નહીં. અમે ઘણી વાર ઇન્સ્ટોલેશનના વિશાળ કંટ્રોલ રૂમમાં ખાટલા પર રાતવાસો કરતા. A.A ના સંસ્મરણો અનુસાર. કોલોમેન્સ્કી, વેક્સલરે તે સમયે તેની મોટાભાગની અખૂટ શક્તિ બાહ્ય સંસ્થાઓ પાસેથી મદદ "ઉપાડવામાં" અને વ્યવહારિક દરખાસ્તોને અમલમાં મૂકવા માટે ખર્ચી હતી, મોટાભાગે ઝિનોવીવ તરફથી આવતી હતી. વેક્સલરે તેની પ્રાયોગિક અંતર્જ્ઞાનને ખૂબ મૂલ્ય આપ્યું, જેણે વિશાળ પ્રવેગકના સ્ટાર્ટ-અપમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવી.

ખૂબ લાંબા સમય સુધી તેઓ બીટાટ્રોન મોડ મેળવી શક્યા ન હતા, જેના વિના લોન્ચ કરવું અશક્ય છે. અને તે ઝિનોવીવ હતો જેણે નિર્ણાયક ક્ષણે, સિંક્રોફાસોટ્રોનમાં જીવન શ્વાસ લેવા માટે શું કરવાની જરૂર છે તે સમજાયું. દરેકના આનંદ માટે બે અઠવાડિયાથી તૈયાર કરાયેલા પ્રયોગને અંતે સફળતાનો તાજ પહેરાવવામાં આવ્યો. 15 માર્ચ, 1957ના રોજ, ડુબ્ના સિંક્રોફાસોટ્રોન કામ કરવાનું શરૂ કર્યું, જેની જાણ પ્રવદા અખબાર દ્વારા 11 એપ્રિલ, 1957ના રોજ સમગ્ર વિશ્વને કરવામાં આવી (વી.આઈ. વેક્સલરનો લેખ). રસપ્રદ વાત એ છે કે, આ સમાચાર ત્યારે જ દેખાયા જ્યારે પ્રવેગકની ઉર્જા, લોંચના દિવસથી ધીમે ધીમે વધેલી, તે સમયે બર્કલે ખાતે અગ્રણી અમેરિકન સિંક્રોફાસોટ્રોન 6.3 GeV ની ઉર્જા કરતાં વધી ગઈ. "ત્યાં 8.3 બિલિયન ઇલેક્ટ્રોનવોલ્ટ્સ છે!" - અખબારે અહેવાલ આપ્યો, જાહેરાત કરી કે સોવિયેત યુનિયનમાં રેકોર્ડ એક્સિલરેટર બનાવવામાં આવ્યું છે. વેક્સલરનું પ્રિય સ્વપ્ન સાકાર થયું છે!

16 એપ્રિલના રોજ, પ્રોટોન ઉર્જા 10 GeV ના ડિઝાઇન મૂલ્ય પર પહોંચી, પરંતુ પ્રવેગકને થોડા મહિના પછી જ કાર્યરત કરવામાં આવ્યું, કારણ કે હજી પણ પૂરતી વણઉકેલાયેલી તકનીકી સમસ્યાઓ હતી. અને હજુ સુધી મુખ્ય વસ્તુ પાછળ હતી - સિંક્રોફાસોટ્રોન કામ કરવાનું શરૂ કર્યું.

વેક્સલરે મે 1957માં સંયુક્ત સંસ્થાની એકેડેમિક કાઉન્સિલના બીજા સત્રમાં આની જાણ કરી હતી. સાથે જ સંસ્થાના ડાયરેક્ટર ડી.આઈ. બ્લોકિન્ટસેવે નોંધ્યું હતું કે, સૌપ્રથમ, સિંક્રોફાસોટ્રોન મોડેલ દોઢ વર્ષમાં બનાવવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે અમેરિકામાં તેને લગભગ બે વર્ષ લાગ્યા હતા. બીજું, સિંક્રોફાસોટ્રોન પોતે ત્રણ મહિનામાં લોંચ કરવામાં આવ્યું હતું, શેડ્યૂલને પહોંચી વળ્યું હતું, જોકે શરૂઆતમાં તે અવાસ્તવિક લાગતું હતું. તે સિંક્રોફાસોટ્રોનનું લોન્ચિંગ હતું જેણે ડુબ્નાને તેની પ્રથમ વિશ્વવ્યાપી ખ્યાતિ આપી.

સંસ્થાની એકેડેમિક કાઉન્સિલના ત્રીજા સત્રમાં, એકેડેમી ઓફ સાયન્સના અનુરૂપ સભ્ય વી.પી. ઝેલેપોવે નોંધ્યું હતું કે "ઝિનોવિએવ તમામ બાબતોમાં પ્રક્ષેપણનો આત્મા હતો અને આ વ્યવસાયમાં ખૂબ જ ઊર્જા અને પ્રયત્નો લાવ્યા હતા, એટલે કે મશીનની સ્થાપના દરમિયાન સર્જનાત્મક પ્રયાસો." A D.I. બ્લોકિન્ટસેવે ઉમેર્યું હતું કે "ઝિનોવિવે ખરેખર જટિલ ગોઠવણના પ્રચંડ કાર્યને સહન કર્યું."

સિંક્રોફાસોટ્રોનની રચનામાં હજારો લોકો સામેલ હતા, પરંતુ લિયોનીડ પેટ્રોવિચ ઝિનોવીવે આમાં વિશેષ ભૂમિકા ભજવી હતી. વેક્સલરે લખ્યું: “સિંક્રોફાસોટ્રોનના પ્રક્ષેપણની સફળતા અને તેના પર ભૌતિક કાર્યનો વિશાળ મોરચો શરૂ કરવાની સંભાવના મોટે ભાગે એલ.પી.ની ભાગીદારી સાથે સંકળાયેલી છે. ઝિનોવીવ.

ઝિનોવિવે એક્સિલરેટરના લોન્ચ પછી FIAN પર પાછા ફરવાનું આયોજન કર્યું. જો કે, વેક્સલરે તેને રહેવાની વિનંતી કરી, એવું માનીને કે તે સિંક્રોફાસોટ્રોનનું સંચાલન અન્ય કોઈને સોંપી શકશે નહીં. ઝિનોવીવ સંમત થયા અને ત્રીસ વર્ષથી વધુ સમય સુધી પ્રવેગકના કામનું નિરીક્ષણ કર્યું. તેમના નેતૃત્વ હેઠળ અને સીધી સહભાગિતા સાથે, પ્રવેગકમાં સતત સુધારો કરવામાં આવ્યો હતો. ઝિનોવીવ સિંક્રોફાસોટ્રોનને ચાહતો હતો અને આ લોખંડના વિશાળ શ્વાસને ખૂબ જ સૂક્ષ્મ રીતે અનુભવતો હતો. તેમના મતે, ત્યાં એક પણ નથી, પ્રવેગકની સહેજ પણ વિગતો, જેને તે સ્પર્શે નહીં અને જેનો હેતુ તે જાણતો ન હોય.

ઑક્ટોબર 1957 માં, કુર્ચાટોવ ઇન્સ્ટિટ્યૂટની એકેડેમિક કાઉન્સિલની વિસ્તૃત મીટિંગમાં, જેની અધ્યક્ષતા પોતે ઇગોર વાસિલીવિચ હતી, વિવિધ સંસ્થાઓના સત્તર લોકો કે જેમણે સિંક્રોફાસોટ્રોનની રચનામાં ભાગ લીધો હતો, તે સમયે સોવિયેતમાં સૌથી પ્રતિષ્ઠિત લેનિન પુરસ્કાર માટે નામાંકિત કરવામાં આવ્યા હતા. સંઘ. પરંતુ શરતો અનુસાર, વિજેતાઓની સંખ્યા બાર લોકોથી વધી શકી ન હતી. એપ્રિલ 1959 માં, JINR હાઇ એનર્જી લેબોરેટરીના ડિરેક્ટર V.I. વેક્સલર, એ જ પ્રયોગશાળાના વિભાગના વડા એલ.પી. ઝિનોવીવ, યુએસએસઆરના મંત્રીઓની પરિષદ હેઠળ અણુ ઊર્જાના ઉપયોગ માટેના મુખ્ય નિર્દેશાલયના નાયબ વડા ડી.વી. એફ્રેમોવ, લેનિનગ્રાડ સંશોધન સંસ્થાના નિયામક ઇ.જી. કોમર અને તેના સહયોગીઓ એન.એ. મોનોઝોન, એ.એમ. સ્ટોલોવ, યુએસએસઆર એકેડેમી ઓફ સાયન્સના મોસ્કો રેડિયો એન્જિનિયરિંગ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના ડિરેક્ટર એ.એલ. ટંકશાળ, એ જ સંસ્થાના કર્મચારીઓ એફ.એ. વોડોપ્યાનોવ, એસ.એમ. રુબચિન્સ્કી, FIAN સ્ટાફ A.A. કોલોમેન્સકી, વી.એ. પેટુખોવ, એમ.એસ. રાબિનોવિચ. વેક્સલર અને ઝિનોવીવ ડુબના માનદ નાગરિક બન્યા.

સિંક્રોફાસોટ્રોન પિસ્તાળીસ વર્ષ સુધી સેવામાં રહ્યું. આ સમય દરમિયાન, તેના પર ઘણી શોધ કરવામાં આવી હતી. 1960 માં, સિંક્રોફાસોટ્રોન મોડેલને ઇલેક્ટ્રોન એક્સિલરેટરમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું, જે હજુ પણ FIAN પર કાર્યરત છે.

સ્ત્રોતો

સાહિત્ય:
કોલોમેન્સકી એ.એ., લેબેડેવ એ.એન. ચક્રીય પ્રવેગકનો સિદ્ધાંત. - એમ., 1962.
કોમર EG ચાર્જ્ડ પાર્ટિકલ એક્સિલરેટર્સ. - એમ., 1964.
લિવિંગગુડ જે. ચક્રીય પ્રવેગકના સંચાલનના સિદ્ધાંતો - એમ., 1963.
ઓગનેસ્યાન યુ. સાયક્લોટ્રોન કેવી રીતે બનાવવામાં આવ્યું / વિજ્ઞાન અને જીવન, 1980 નંબર 4, પૃષ્ઠ. 73.
હિલ આર. કણોના પગલે - એમ., 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

અને હું તમને કેટલીક અન્ય સેટિંગ્સ વિશે યાદ અપાવીશ: ઉદાહરણ તરીકે, અને તે કેવું દેખાય છે. તે શું છે તે યાદ રાખો. અથવા કદાચ તમે જાણતા નથી? અથવા શું છે મૂળ લેખ વેબસાઇટ પર છે InfoGlaz.rfજે લેખમાંથી આ નકલ બનાવવામાં આવી છે તેની લિંક -

સિંક્રોફાસોટ્રોન શું છે?

સૌપ્રથમ, ચાલો ઇતિહાસમાં થોડો અભ્યાસ કરીએ. આ ઉપકરણની જરૂરિયાત સૌપ્રથમ 1938 માં ઊભી થઈ હતી. લેનિનગ્રાડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ફિઝિક્સ એન્ડ ટેક્નોલોજીના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓના જૂથે મોલોટોવને એક નિવેદન સાથે સંબોધિત કર્યું કે યુએસએસઆરને અણુ ન્યુક્લિયસની રચનાનો અભ્યાસ કરવા માટે સંશોધન આધારની જરૂર છે. તેઓએ આ વિનંતીને એ હકીકત દ્વારા દલીલ કરી હતી કે અભ્યાસનું આ ક્ષેત્ર ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, અને આ ક્ષણે સોવિયત યુનિયન તેના પશ્ચિમી સમકક્ષોથી કંઈક અંશે પાછળ છે. ખરેખર, અમેરિકામાં તે સમયે પહેલાથી જ 5 સિંક્રોફાસોટ્રોન હતા, યુએસએસઆરમાં એક પણ નહોતું. પહેલેથી જ શરૂ થયેલ સાયક્લોટ્રોનનું બાંધકામ પૂર્ણ કરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી, જેનો વિકાસ નબળા ભંડોળ અને સક્ષમ કર્મચારીઓના અભાવને કારણે સ્થગિત કરવામાં આવ્યો હતો.

અંતે, સિંક્રોફાસોટ્રોન બનાવવાનો નિર્ણય લેવામાં આવ્યો, અને વેક્સલર આ પ્રોજેક્ટના વડા હતા. બાંધકામ 1957 માં પૂર્ણ થયું હતું. તો સિંક્રોફાસોટ્રોન શું છે? સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, તે એક કણ પ્રવેગક છે. તે વિશાળ ગતિ ઊર્જાના કણો સાથે દગો કરે છે. તે ચલ અગ્રણી ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને મુખ્ય ક્ષેત્રની ચલ આવર્તન પર આધારિત છે. આ સંયોજન કણોને સતત ભ્રમણકક્ષામાં રાખવાનું શક્ય બનાવે છે. આ ઉપકરણનો ઉપયોગ કણોના સૌથી વૈવિધ્યસભર ગુણધર્મો અને ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરો પર તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે.

ઉપકરણમાં ખૂબ જ રસપ્રદ પરિમાણો છે: તે યુનિવર્સિટીની સમગ્ર ઇમારતને કબજે કરે છે, તેનું વજન 36 હજાર ટન છે, અને ચુંબકીય રિંગનો વ્યાસ 60 મીટર છે. ઉપકરણ માટે ખૂબ પ્રભાવશાળી પરિમાણો છે જેનું મુખ્ય કાર્ય કણોનો અભ્યાસ કરવાનું છે જેના પરિમાણો છે. માઇક્રોમીટરમાં માપવામાં આવે છે.

સિંક્રોફાસોટ્રોનના સંચાલનનો સિદ્ધાંત

ઘણા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ એક ઉપકરણ વિકસાવવાનો પ્રયાસ કર્યો જે કણોને વેગ આપવાનું શક્ય બનાવશે, તેમને પ્રચંડ ઊર્જા સાથે દગો કરશે. આ સમસ્યાનો ઉકેલ સિંક્રોફાસોટ્રોન છે. તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને તેનો આધાર શું છે?

શરૂઆત સાયક્લોટ્રોન દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેના ઓપરેશનના સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં લો. આયનો જે વેગ આપશે તે વેક્યૂમમાં આવે છે જ્યાં ડી સ્થિત છે. આ સમયે, આયનો ચુંબકીય ક્ષેત્રથી પ્રભાવિત થાય છે: તેઓ અક્ષ સાથે આગળ વધવાનું ચાલુ રાખે છે, ઝડપ મેળવે છે. ધરી પર કાબુ મેળવ્યા પછી અને આગળના અંતરને ફટકાર્યા પછી, તેઓ ઝડપ મેળવવાનું શરૂ કરે છે. વધુ પ્રવેગ માટે, ચાપની ત્રિજ્યામાં સતત વધારો જરૂરી છે. આ કિસ્સામાં, અંતરમાં વધારો હોવા છતાં, સંક્રમણ સમય સતત રહેશે. વેગમાં વધારો થવાને કારણે, આયનોના સમૂહમાં વધારો જોવા મળે છે.

આ ઘટના સ્પીડ ગેઇનમાં નુકસાનને સામેલ કરે છે. આ સાયક્લોટ્રોનની મુખ્ય ખામી છે. સિંક્રોફાસોટ્રોનમાં, આ સમસ્યા બાઉન્ડ માસ સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શનને બદલીને અને તે જ સમયે કણો રિચાર્જિંગની આવૃત્તિને બદલીને સંપૂર્ણપણે દૂર થાય છે. એટલે કે, ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીને કારણે દિશા નિર્ધારિત કરીને, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને કારણે કણોની ઊર્જા વધે છે.