Synchrophasotront használnak. Synchrophasotron: mi ez, működési elv és leírás

Az egész világ tudja, hogy 1957-ben a Szovjetunió felbocsátotta a világ első mesterséges földi műholdját. Kevesen tudják azonban, hogy ugyanabban az évben a Szovjetunió elkezdte tesztelni a szinkrophasotront, amely a modern genfi ​​nagy hadronütköztető elődje. A cikk megvitatja, mi az a szinkrophasotron, és hogyan működik.

Arra a kérdésre válaszolva, hogy mi is az a szinkrophasotron, azt kell mondani, hogy ez egy csúcstechnológiás és tudományintenzív eszköz, amelyet a mikrokozmosz tanulmányozására szántak. Különösen a szinkrophasotron ötlete a következő volt: az elektromágnesek által létrehozott erős mágneses mezők segítségével fel kellett gyorsítani az elemi részecskék (protonok) sugarát nagy sebességre, majd ezt a sugarat egy célpontra irányítani. pihenőn. Egy ilyen ütközéstől a protonoknak darabokra kell "törniük". Nem messze a céltól egy speciális detektor - egy buborékkamra. Ez a detektor lehetővé teszi a proton részek által hagyott nyomok követését, hogy megvizsgáljuk azok természetét és tulajdonságait.

Miért volt szükség a Szovjetunió szinkrophasotronjának megépítésére? Ebben a "szigorúan titkosnak" minősített tudományos kísérletben a szovjet tudósok a dúsított uránnál olcsóbb és hatékonyabb energiaforrást próbáltak találni. A nukleáris kölcsönhatások természetének és a szubatomi részecskék világának mélyebb vizsgálatának tisztán tudományos céljait is követték.

A szinkrophasotron működési elve

A fenti feladatok leírása, amelyekkel a synchrophasotron szembesült, sokak számára nem tűnik túl nehéznek a gyakorlati megvalósításhoz, de ez nem így van. A kérdés egyszerűsége ellenére, hogy mi az a szinkrofazotron, ahhoz, hogy a protonokat a szükséges hatalmas sebességre gyorsítsák, több száz milliárd voltos elektromos feszültségre van szükség. Ilyen feszültségek még jelen pillanatban sem jöhetnek létre. Ezért úgy döntöttek, hogy a protonokba pumpált energiát időben elosztják.

A szinkrophasotron működési elve a következő volt: egy protonsugár egy gyűrű alakú alagút mentén kezdi meg a mozgását, ennek az alagútnak egy helyén vannak olyan kondenzátorok, amelyek áramlökést hoznak létre abban a pillanatban, amikor a protonsugár átrepül rajtuk. Így minden körben van egy kis protongyorsulás. Miután a részecskenyaláb több millió fordulatot tett a szinkrophasotron alagútján, a protonok elérik a kívánt sebességet, és a cél felé irányulnak.

Megjegyzendő, hogy a protonok gyorsítása során használt elektromágnesek irányító szerepet játszottak, vagyis meghatározták a nyaláb pályáját, de nem vettek részt annak gyorsításában.

Problémák, amelyekkel a tudósok szembesülnek a kísérletek során

Annak érdekében, hogy jobban megértsük, mi is az a szinkrophasotron, és miért egy nagyon összetett és tudományigényes folyamat, figyelembe kell venni a működése során felmerülő problémákat.

Először is, minél nagyobb a protonsugár sebessége, annál nagyobb a tömegük a híres Einstein-törvény szerint. Fényhez közeli sebességnél a részecskék tömege akkora lesz, hogy a kívánt pályán tartásához erős elektromágnesekre van szükség. Minél nagyobb a szinkrophasotron mérete, annál nagyobb mágnesek helyezhetők el.

Másodszor, a szinkrophasotron létrehozását a protonnyaláb körgyorsulása során fellépő energiaveszteségei is nehezítették, és minél nagyobb a nyalábsebesség, annál jelentősebbek ezek a veszteségek. Kiderült, hogy ahhoz, hogy a sugár a szükséges gigantikus sebességre gyorsuljon, hatalmas erőkre van szükség.

Milyen eredmények születtek?

Kétségtelen, hogy a szovjet szinkrophasotron kísérletei óriási mértékben hozzájárultak a modern technológiai területek fejlődéséhez. Tehát ezeknek a kísérleteknek köszönhetően a szovjet tudósok javítani tudták a használt urán-238 feldolgozásának folyamatát, és érdekes adatokhoz jutottak a különböző atomok felgyorsított ionjainak egy céllal való ütköztetésével.

A szinkrophasotronon végzett kísérletek eredményeit a mai napig használják atomerőművek, űrrakéták és robotika építésénél. A szovjet tudományos gondolkodás vívmányait használták fel korunk legerősebb szinkrofazotronjának, a Nagy Hadronütköztetőnek az építésénél. Maga a szovjet gyorsító az Orosz Föderáció tudományát szolgálja, mivel a FIAN Intézetben (Moszkva) található, ahol iongyorsítóként használják.

Mi az a szinkrophasotron: a működés elve és a kapott eredmények - minden a helyszínre való utazásról

+ fázis + elektron) egy rezonáns ciklikus gyorsító, amelynek az egyensúlyi pálya hossza a gyorsítás során változatlan. Annak érdekében, hogy a részecskék a gyorsulás során ugyanazon a pályán maradjanak, mind a vezető mágneses tér, mind a gyorsuló elektromos tér frekvenciája megváltozik. Ez utóbbi szükséges ahhoz, hogy a nyaláb mindig a nagyfrekvenciás elektromos térrel fázisban érkezzen a gyorsuló szakaszra. Abban az esetben, ha a részecskék ultrarelativisztikusak, a forgási frekvencia rögzített pályahossz mellett nem változik az energia növekedésével, és az RF generátor frekvenciájának is állandónak kell maradnia. Az ilyen gyorsítót már szinkrotronnak nevezik.

A kultúrában

Ez volt az az eszköz, amellyel az első osztályos tanuló „dolgozott a munkahelyén” Alla Pugacheva „Az első osztályos dala” című híres dalában. A Synchrophasotront Gaidai "Operation Y and Shurik's Other Adventures" című vígjátékában is említik. Ez az eszköz az Einstein-féle relativitáselmélet alkalmazásának példájaként is bemutatásra kerül a „Mi a relativitáselmélet?” című ismeretterjesztő kisfilmben. Az alacsony intellektusú humoros műsorokban a nagyközönség számára gyakran "érthetetlen" tudományos eszközként vagy a csúcstechnológia példájaként hat.

Az Egyesült Királyság parlamenti képviselőinek mindössze 15 percébe telt, hogy döntsenek a szinkrophasotron megépítésére szánt 1 milliárd font állami beruházásról. Ezt követően - egy órán keresztül élénken tárgyaltak a parlamenti büfében a kávé költségéről, se többet, se kevesebbet. És mégis úgy döntöttünk: 15%-kal csökkentjük az árat.

Úgy tűnik, hogy a feladatok bonyolultságában egyáltalán nem hasonlíthatók össze, és a dolgok logikája szerint mindennek pont az ellenkezője kellett volna történnie. Egy óra a tudományra, 15 perc a kávéra. De nem! Mint utóbb kiderült, a legtöbb tiszteletreméltó politikus azonnal a legbensőbb „ért”-ét adta, fogalma sem volt arról, mi az a „szinkrofazotron”.

Tiszteljük, kedves olvasó, veled együtt ezt a hiányos tudást, és ne legyünk olyanok, mint egyes elvtársak tudományos rövidlátása.

Mi az a synchrophasotron?

Synchrophasotron - egy elektronikus berendezés tudományos kutatáshoz - elemi részecskék (neutronok, protonok, elektronok stb.) ciklikus gyorsítója. Hatalmas gyűrű alakú, több mint 36 ezer tonna. Szupererős mágnesei és gyorsítócsövéi kolosszális irányenergiával itatják át a mikroszkopikus részecskéket. A Phasotron rezonátor mélyén, 14,5 méteres mélységben valóban fantasztikus átalakulások mennek végbe fizikai szinten: például egy apró proton 20 millió elektronvoltot kap, a nehézion pedig 5 millió eV-ot. És ez csak egy töredéke az összes lehetőségnek!

Ugyanis a ciklikus gyorsító egyedi tulajdonságainak köszönhetően a tudósoknak sikerült megismerniük az univerzum legtitkosabb titkait: tanulmányozniuk az elhanyagolhatóan kicsi részecskék szerkezetét és a héjuk belsejében lezajló fizikai-kémiai folyamatokat; figyelje meg a fúziós reakciót saját szemével; fedezze fel az eddig ismeretlen mikroszkopikus objektumok természetét.

A Phasotron a tudományos kutatás új korszakát jelentette - a kutatás azon területét, ahol a mikroszkóp tehetetlen volt, amiről még a sci-fi újítói is nagyon óvatosan beszéltek (távlati kreatív repülésük nem tudta megjósolni a felfedezéseket!).

A szinkrophasotron története

Kezdetben a gyorsítók lineárisak voltak, vagyis nem volt ciklikus szerkezetük. De hamarosan a fizikusoknak el kellett hagyniuk őket. Az energiaértékekre vonatkozó követelmények nőttek - többre volt szükség. De a lineáris konstrukció nem tudott megbirkózni: az elméleti számítások azt mutatták, hogy ezekhez az értékekhez hihetetlen hosszúságúnak kell lennie.

• 1929-ben Az amerikai E. Lawrence kísérletet tesz ennek a problémának a megoldására, és feltalálja a ciklotront, a modern fazotron prototípusát. A tesztek jól mennek. Tíz évvel később, 1939. Lawrence Nobel-díjat kapott.
• 1938-ban a Szovjetunióban a tehetséges fizikus V. I. Veksler aktívan kezdett foglalkozni a gyorsítók létrehozásának és fejlesztésének kérdésével. 1944 februárjában egy forradalmi ötlet támad benne, hogyan győzze le az energiagátat. Veksler „autophasing”-nak nevezi módszerét. Pontosan egy évvel később E. Macmillan amerikai tudós teljesen függetlenül fedezi fel ugyanezt a technológiát.
• 1949-ben a Szovjetunióban V. I. vezetésével. Veksler és S.I. Vavilov, egy nagyszabású tudományos projekt van kibontakozóban - egy 10 milliárd elektronvolt kapacitású szinkrophasotron létrehozása. Az ukrajnai Dubno városában található Nukleáris Kutatóintézet bázisán elméleti fizikusok, tervezők és mérnökök csoportja 8 éve gondosan dolgozik a telepítésen. Ezért Dubninsk synchrophasotronnak is nevezik.

A szinkrophasotront 1957 márciusában helyezték üzembe, hat hónappal az első mesterséges földi műhold űrbe repülése előtt.

Milyen kutatásokat végeznek a szinkrophasotronon?

Wexler rezonáns ciklikus gyorsítója kiemelkedő felfedezések galaxisát hozta létre az alapvető fizika számos vonatkozásában, és különösen Einstein relativitáselméletének néhány vitatott és kevéssé tanulmányozott problémájában:

• az atommagok kvarkszerkezetének viselkedése a kölcsönhatás folyamatában;
• kumulatív részecskék képződése az atommagot érintő reakciók eredményeként;
• a gyorsított deuteronok tulajdonságainak tanulmányozása;
• nehéz ionok kölcsönhatása célpontokkal (mikroáramkörök ellenállásának ellenőrzése);
• az urán-238 ártalmatlanítása.

Az ezeken a területeken elért eredményeket sikeresen alkalmazzák az űrhajók építésében, az atomerőművek tervezésében, az extrém körülmények között végzett munkavégzéshez szükséges robotika és berendezések fejlesztésében. A legcsodálatosabb azonban az, hogy a szinkrophasotronon végzett tanulmányok sorozata egyre közelebb hozza a tudósokat az Univerzum keletkezésének nagy rejtélyének megfejtéséhez.

Íme a finoman ismerős "szinkrophasotron" szó! Emlékeztessen, hogyan került ez egy egyszerű laikus fülébe a Szovjetunióban? Volt valami film vagy népszerű dal, valami, pontosan emlékszem! Vagy ez csak analógja egy kimondhatatlan szónak?

És most még mindig emlékezzünk arra, hogy mi ez és hogyan hozták létre ...

1957-ben a Szovjetunió egyszerre két irányban hajtott végre forradalmi tudományos áttörést: októberben felbocsátották az első mesterséges Föld-műholdat, néhány hónappal korábban, márciusban pedig megkezdődött a legendás szinkrofazotron, a mikrovilág tanulmányozására szolgáló óriási installáció. működik Dubnában. Ez a két esemény sokkolta az egész világot, és a „műhold” és a „szinkrofazotron” szavak szilárdan beépültek az életünkbe.

A Synchrophasotron a töltött részecskegyorsítók egyik fajtája. A bennük lévő részecskék nagy sebességre és ennek következtében nagy energiákra gyorsulnak fel. Más atomi részecskékkel való ütközésük eredménye alapján ítélik meg az anyag szerkezetét és tulajdonságait. Az ütközések valószínűségét a felgyorsított részecskenyaláb intenzitása, vagyis a benne lévő részecskék száma határozza meg, így az intenzitás az energiával együtt a gyorsító fontos paramétere.

A gyorsítók óriási méreteket érnek el, és nem véletlenül nevezte őket Vlagyimir Karcev író az atomkorszak piramisainak, amelyek alapján a leszármazottak fogják megítélni technológiánk színvonalát.

A gyorsítók felépítése előtt a kozmikus sugarak voltak a nagy energiájú részecskék egyetlen forrása. Alapvetően ezek több GeV nagyságrendű energiájú protonok, amelyek szabadon jönnek az űrből, és másodlagos részecskék, amelyek akkor keletkeznek, amikor kölcsönhatásba lépnek a légkörrel. De a kozmikus sugarak áramlása kaotikus és alacsony intenzitású, ezért idővel speciális létesítményeket kezdtek létrehozni a laboratóriumi kutatásokhoz - gyorsítókat, amelyek nagy energiájú és nagyobb intenzitású, szabályozott részecskenyalábokkal rendelkeznek.

Valamennyi gyorsító működése egy jól ismert tényen alapul: a töltött részecskét elektromos tér gyorsítja. Nagyon nagy energiájú részecskéket azonban lehetetlen csak egyszeri gyorsítással előállítani két elektróda között, mert ehhez hatalmas feszültséget kellene rájuk kapcsolni, ami technikailag lehetetlen. Ezért nagy energiájú részecskéket kapunk, ha ismételten átengedjük őket az elektródák között.

Lineárisnak nevezzük azokat a gyorsítókat, amelyekben egy részecske egymást követő gyorsuló réseken halad át. A gyorsítók fejlesztése velük kezdődött, de a részecskék energiájának növelésének követelménye szinte irreálisan hosszú telepítésekhez vezetett.

1929-ben E. Lawrence amerikai tudós egy olyan gyorsító tervezését javasolta, amelyben a részecske spirálisan mozog, ismételten áthaladva ugyanazon a résen két elektróda között. A részecskepályát a pálya síkjára merőleges, egyenletes mágneses tér hajlítja és csavarja. A gyorsítót ciklotronnak nevezték. 1930 és 1931 között Lawrence és munkatársai megépítették az első ciklotront a Kaliforniai Egyetemen (USA). Ezért a találmányért 1939-ben Nobel-díjat kapott.

A ciklotronban egy nagy elektromágnes egységes mágneses teret hoz létre, és két üreges D-alakú elektróda (innen a nevük - "dees") között elektromos mező keletkezik. Az elektródákra váltakozó feszültség kerül, amely minden alkalommal megfordítja a polaritást, amikor a részecske fél fordulatot tesz. Ennek köszönhetően az elektromos tér mindig felgyorsítja a részecskéket. Ez az elképzelés nem valósulhatna meg, ha a különböző energiájú részecskék különböző forradalmi periódusokkal rendelkeznének. De szerencsére, bár a sebesség az energia növekedésével növekszik, a forgási periódus állandó marad, mivel a pálya átmérője ugyanilyen arányban nő. A ciklotronnak ez a tulajdonsága teszi lehetővé az elektromos tér állandó frekvenciájának felhasználását a gyorsításhoz.

Hamarosan ciklotronokat kezdtek létrehozni más kutatólaboratóriumokban.

Synchrophasotron épület az 1950-es években

A Szovjetunióban komoly akcelerátorbázis létrehozásának szükségességét kormányszinten 1938 márciusában jelentették be. A Leningrádi Fizikai és Technológiai Intézet (LFTI) kutatóinak csoportja A.F. akadémikus vezetésével. Ioffe a Szovjetunió Népbiztosai Tanácsának elnökéhez fordult V.M. Molotov egy levéllel, amelyben technikai bázis létrehozását javasolja az atommag szerkezetének kutatásához. Az atommag felépítésének kérdései a természettudomány egyik központi problémájává váltak, ezek megoldásában a Szovjetunió messze lemaradt. Tehát, ha Amerikában legalább öt ciklotron volt, akkor a Szovjetunióban egy sem volt (a Tudományos Akadémia Rádium Intézetének (RIAN) egyetlen ciklotronja, amelyet 1937-ben indítottak, gyakorlatilag nem működött, mert tervezési hibák). A Molotovhoz intézett felhívás tartalmazta a feltételek megteremtését az LPTI ciklotron építésének 1939. január 1-ig történő befejezéséhez. Létrehozása 1937-ben megkezdődött munkája szakosztályi következetlenségek és a finanszírozás megszűnése miatt szünetel.

A levél írásakor ugyanis egyértelmű félreértés volt az ország kormányzati köreiben az atomfizikai kutatások relevanciájával kapcsolatban. M.G. emlékiratai szerint Mescserjakov szerint 1938-ban még a Rádium Intézet felszámolása is felmerült, amely egyesek szerint haszontalan urán- és tóriumkutatással foglalkozott, miközben az ország a szénbányászat és az acélkohászat növelésére törekedett.

A Molotovhoz írt levélnek hatása volt, és már 1938 júniusában a Szovjetunió Tudományos Akadémia bizottsága P.L. vezetésével. Kapitsa a kormány kérésére következtetést adott a gyorsított részecskék típusától függően 10-20 MeV-os LPTI ciklotron építésének, valamint a RIAN ciklotron fejlesztésének szükségességére.

1938 novemberében S.I. Vavilov a Tudományos Akadémia Elnökségéhez intézett fellebbezésében javasolta az LFTI ciklotron moszkvai építését és az I. V. laboratóriumának áthelyezését. Kurchatov, aki részt vett a létrehozásában. Szergej Ivanovics azt akarta, hogy az atommag tanulmányozására szolgáló központi laboratórium ugyanott legyen, ahol a Tudományos Akadémia volt, vagyis Moszkvában. Az LFTI azonban nem támogatta. A viták 1939 végén értek véget, amikor A.F. Ioff három ciklotron létrehozását javasolta egyszerre. 1940. július 30-án a Szovjetunió Tudományos Akadémia Elnökségének ülésén úgy döntöttek, hogy az idén utasítják a RIAN-t, hogy szerelje fel a meglévő ciklotront, a FIAN-t, hogy október 15-ig készítse elő a szükséges anyagokat egy új, nagy teljesítményű ciklotron megépítéséhez. , és az LFTI, hogy 1941 első negyedévében befejezzék a ciklotron építését.

Ezzel a döntéssel összefüggésben a FIAN-nál létrehozták az úgynevezett ciklotron brigádot, amelynek tagjai Vlagyimir Jozifovics Veksler, Szergej Nyikolajevics Vernov, Pavel Alekszejevics Cserenkov, Leonyid Vasziljevics Groshev és Jevgenyij Lvovics Feinberg. 1940. szeptember 26-án a Fizikai és Matematikai Tudományok Tanszékének (OPMS) irodája meghallgatta V.I. Veksler a ciklotron tervezési feladatáról, jóváhagyta főbb jellemzőit és építési becslését. A ciklotront úgy tervezték, hogy a deuteronokat 50 MeV energiáig gyorsítsa fel. A FIAN 1941-ben tervezte az építkezés megkezdését és 1943-ban helyezte üzembe. A tervezett terveket a háború megzavarta.

Az atombomba létrehozásának sürgető igénye arra kényszerítette a Szovjetuniót, hogy mozgósítsa erőfeszítéseit a mikrovilág tanulmányozásában. A moszkvai 2. számú laboratóriumban egymás után két ciklotront építettek (1944, 1946); Leningrádban a blokád feloldása után helyreállították a RIAN és az LFTI ciklotronjait (1946).

Bár a Fianovsky-ciklotron projektet a háború előtt jóváhagyták, világossá vált, hogy Lawrence terve kimerítette magát, mivel a felgyorsult protonok energiája nem haladhatja meg a 20 MeV-ot. Ebből az energiából kezd hatni a részecske tömegének a fénysebességgel arányos sebességnövekedésének hatása, ami Einstein relativitáselméletéből következik.

A tömeg növekedése miatt a részecske gyorsító résen való áthaladása és az elektromos tér megfelelő fázisa közötti rezonancia megsérül, ami lassulást von maga után.

Meg kell jegyezni, hogy a ciklotront úgy tervezték, hogy csak a nehéz részecskéket (protonokat, ionokat) gyorsítsa fel. Ennek az az oka, hogy a túl kicsi nyugalmi tömeg miatt az elektron már 1-3 MeV energiáknál eléri a fénysebességhez közeli sebességet, aminek következtében tömege érezhetően megnő és a részecske gyorsan elmegy. rezonanciából.

Az első ciklikus elektrongyorsító a betatron volt, amelyet Kerst épített meg 1940-ben Wideröe ötlete alapján. A betatron a Faraday-törvényen alapul, miszerint a zárt körön áthatoló mágneses fluxus megváltozásakor ebben az áramkörben elektromotoros erő lép fel. A betatronban a zárt áramkör olyan részecskék árama, amelyek gyűrű alakú pályán mozognak egy állandó sugarú vákuumkamrában, fokozatosan növekvő mágneses térben. Amikor a pályán belüli mágneses fluxus megnő, elektromotoros erő keletkezik, melynek érintőleges komponense felgyorsítja az elektronokat. A betatronban a ciklotronhoz hasonlóan a nagyon nagy energiájú részecskék termelődésének határa van. Ennek az az oka, hogy az elektrodinamika törvényei szerint a körpályán mozgó elektronok elektromágneses hullámokat bocsátanak ki, amelyek relativisztikus sebességgel sok energiát visznek el. Ezen veszteségek kompenzálására a mágnesmag méretének jelentős növelése szükséges, aminek gyakorlati határa van.

Így az 1940-es évek elejére kimerültek a nagyobb energiák megszerzésének lehetőségei mind a protonok, mind az elektronok esetében. A mikrokozmosz további vizsgálatához szükség volt a felgyorsult részecskék energiájának növelésére, így a feladat új gyorsítási módszerek felkutatása vált akuttá.

1944 februárjában V.I. Veksler forradalmi ötletet terjesztett elő a ciklotron és a betatron energiagát leküzdésére. Olyan egyszerű volt, hogy furcsának tűnt, hogy korábban nem keresték meg. Az elképzelés az volt, hogy a rezonáns gyorsítás során a részecskék forgási frekvenciájának és a gyorsuló mezőnek folyamatosan egybe kell esnie, vagyis szinkronnak kell lennie. A nehéz relativisztikus részecskék ciklotronban történő gyorsításakor szinkronizálás céljából javasolták a gyorsuló elektromos mező frekvenciájának megváltoztatását egy bizonyos törvény szerint (később egy ilyen gyorsítót szinkrociklotronnak neveztek).

A relativisztikus elektronok felgyorsítására egy gyorsítót javasoltak, amelyet később szinkrotronnak neveztek. Ebben a gyorsítást állandó frekvenciájú váltakozó elektromos tér végzi, a szinkront pedig egy bizonyos törvény szerint változó mágneses tér biztosítja, amely állandó sugarú pályán tartja a részecskéket.

Gyakorlati okokból elméletileg meg kellett győződni arról, hogy a javasolt gyorsulási folyamatok stabilak, vagyis a rezonanciától való kisebb eltérések esetén a részecskék fázisozása automatikusan megtörténik. A ciklotroncsapat elméleti fizikusa E.L. Feinberg felhívta erre Veksler figyelmét, és maga is bebizonyította a folyamatok stabilitását szigorú matematikai úton. Ezért nevezték Wexler ötletét az „autophasing elvének”.

A kapott megoldás megvitatására a FIAN szemináriumot tartott, amelyen Veksler bevezető, Feinberg pedig a stabilitásról készített jelentést. A munkát jóváhagyták, és ugyanebben 1944-ben a „Reports of the Academy of the Sciences of the Szovjetunió Tudományos Akadémia” című folyóiratban két olyan cikk jelent meg, amelyekben a gyorsítás új módszereit vették figyelembe (az első cikk egy többszörös frekvencián alapuló gyorsítóval foglalkozott, később ún. egy mikrotron). Szerzőjükként csak Veksler szerepelt, Feinberg neve pedig egyáltalán nem került szóba. Feinberg szerepe az autophasing elvének felfedezésében hamarosan méltatlanul a teljes feledés homályába merült.

Egy évvel később az autophasing elvét egymástól függetlenül fedezte fel E. MacMillan amerikai fizikus, de Wexler megtartotta az elsőbbséget.

Meg kell jegyezni, hogy az új elven alapuló gyorsítókban a "tőkésnyerés szabálya" explicit formában nyilvánult meg - az energianövekedés a felgyorsult részecskék nyalábjának intenzitásának csökkenéséhez vezetett, ami a ciklikussághoz kapcsolódik. a gyorsulásuk, ellentétben a ciklotronok és betatronok sima gyorsulásával. Erre a kellemetlen pillanatra a Fizikai és Matematikai Tudományok Tanszék 1945. február 20-i ülésén azonnal felhívták a figyelmet, de aztán mindenki egyöntetűen arra a következtetésre jutott, hogy ez a körülmény semmiképpen sem akadályozhatja a projekt megvalósítását. Bár egyébként az intenzitásért folytatott küzdelem ezt követően folyamatosan bosszantotta a „gyorsítókat”.

Ugyanezen az ülésen a Szovjetunió Tudományos Akadémia elnökének javaslatára S.I. Vavilov, úgy döntöttek, hogy azonnal megépítik a Veksler által javasolt kétféle gyorsítót. 1946. február 19-én a Szovjetunió Népbiztosainak Tanácsa alá tartozó Különbizottság utasította az illetékes bizottságot projektjeik kidolgozására, megjelölve a kapacitást, a gyártási időt és az építési helyet. (A FIAN nem volt hajlandó ciklotront létrehozni.)

Ennek eredményeként 1946. augusztus 13-án a Szovjetunió Minisztertanácsának két rendeletét egyidejűleg adtak ki, amelyeket a Szovjetunió Minisztertanácsának elnöke írt alá I.V. Sztálin és a Szovjetunió Minisztertanácsának vezetője Ya.E. Chadaev, egy szinkrociklotron létrehozásáról 250 MeV deuteron energiához és egy szinkrotron 1 GeV energiához. A gyorsítók energiáját elsősorban az USA és a Szovjetunió közötti politikai konfrontáció szabta meg. Az Egyesült Államokban már építettek egy körülbelül 190 MeV deuteronenergiájú szinkrociklotront, és megkezdték a 250–300 MeV energiájú szinkrotron építését. A hazai gyorsítóknak energia tekintetében meg kellett volna haladniuk az amerikaiakat.

A szinkrociklotronban reménykedtek új elemek felfedezésében, az atomenergia uránnál olcsóbb forrásokból történő előállításának új módszereiben. A szinkrotron segítségével mesterségesen kívántak előállítani mezonokat, amelyek – ahogy a szovjet fizikusok akkoriban feltételezték – képesek voltak maghasadást okozni.

Mindkét rendelet „Szigorúan titkos (speciális mappa)” bélyegzővel jelent meg, mivel a gyorsítók építése az atombomba létrehozására irányuló projekt része volt. Segítségükkel azt remélték, hogy megkapják a nukleáris erők pontos elméletét, amely szükséges volt a bombaszámításokhoz, amelyeket akkoriban csak nagyszámú közelítő modell segítségével végeztek el. Igaz, kiderült, hogy nem minden olyan egyszerű, mint elsőre gondolták, és meg kell jegyezni, hogy ilyen elmélet a mai napig nem született.

A határozatok meghatározták a gyorsítók építésének helyeit: a szinkrotron - Moszkvában, a Kaluga autópályán (ma Leninsky Prospekt), a FIAN területén; szinkrociklotron - az Ivankovszkaja vízerőmű területén, 125 kilométerre Moszkvától északra (akkoriban a kalinini régió). Kezdetben mindkét gyorsító létrehozását a FIAN-ra bízták. V.I. Veksler, és a szinkrociklotron esetében - D.V. Skobeltsyn.

A bal oldalon - a műszaki tudományok doktora, professzor L.P. Zinovjev (1912–1998), a jobb oldalon - a Szovjetunió Tudományos Akadémia akadémikusa V.I. Veksler (1907–1966) a szinkrophasotron létrehozása során

Hat hónappal később az atomprojekt vezetője, I.V. Kurcsatov, aki elégedetlen volt a Fianovo szinkrociklotronnal kapcsolatos munka előrehaladásával, ezt a témát áthelyezte a 2. számú laboratóriumába. Kinevezte M.G. Meshcheryakov, felszabadítva őt a Leningrádi Radium Intézetben végzett munkából. Meshcheryakov vezetésével a 2. számú laboratóriumban egy szinkrociklotron modellt hoztak létre, amely már kísérletileg megerősítette az autofázisos elv helyességét. 1947-ben a kalinini régióban megkezdték a gyorsító építését.

1949. december 14-én M.G. vezetésével. A Meshcheryakov Synchrocyclotron ütemterv szerint sikeresen elindult, és ez lett az első ilyen típusú gyorsító a Szovjetunióban, blokkolva az 1946-ban Berkeleyben (USA) létrehozott hasonló gyorsítót. 1953-ig rekord maradt.

Kezdetben a szinkrociklotronon alapuló laboratóriumot a titoktartás kedvéért a Szovjetunió Tudományos Akadémia Hidrotechnikai Laboratóriumának (GTL) nevezték el, és a 2. számú laboratórium egyik fióktelepe volt. 1953-ban önálló Nukleáris Probléma Intézetté alakították át. a Szovjetunió Tudományos Akadémia (INP), élén M.G. Mescserjakov.

Az Ukrán Tudományos Akadémia akadémikusa A.I. Leipunsky (1907–1972) az autophasing elve alapján egy gyorsító tervezését javasolta, amelyet később szinkrophasotronnak neveztek (fotó: Tudomány és élet)
A szinkrotron létrehozása több okból is meghiúsult. Először is, előre nem látható nehézségek miatt, két szinkrotront kellett építeni alacsonyabb energiákhoz - 30 és 250 MeV. A FIAN területén helyezkedtek el, és az 1 GeV-es szinkrotront úgy döntötték, hogy Moszkván kívül építik meg. 1948 júniusában a már épülő szinkrociklotrontól néhány kilométerre kapott helyet a Kalinyin-vidéken, de ott sem épült meg, mivel az Alekszandr Iljics Leipunszkij, az Ukrán Akadémia akadémikusa által javasolt gyorsítót részesítették előnyben. Tudományok. Ez a következő módon történt.

1946-ban A.I. Leipunsky az autophasing elve alapján felvetette egy olyan gyorsító létrehozásának lehetőségét, amelyben egy szinkrotron és egy szinkrociklotron jellemzőit kombinálják. Ezt követően Veksler ezt a típusú gyorsítót szinkrophasotronnak nevezte. Az elnevezés akkor válik világossá, ha figyelembe vesszük, hogy a szinkrociklotront eredetileg fazotronnak hívták, és a szinkrotronnal együtt egy szinkrofazotront kapunk. Ebben a vezérlő mágneses tér változása következtében a részecskék a gyűrű mentén mozognak, mint a szinkrotronban, és a gyorsulás nagyfrekvenciás elektromos mezőt hoz létre, amelynek frekvenciája időben változik, mint a szinkrociklotronban. Ez lehetővé tette a gyorsított protonok energiájának jelentős növelését a szinkrociklotronhoz képest. A szinkrophasotronban a protonokat előzetesen egy lineáris gyorsítóban - egy injektorban - gyorsítják. A főkamrába mágneses tér hatására bejuttatott részecskék keringeni kezdenek benne. Ezt a módot betatron módnak nevezik. Ekkor a nagyfrekvenciás gyorsítófeszültség a két, egymással átlósan ellentétes egyenes vonalú résben elhelyezett elektródákon kapcsol be.

Az autofázisos elven működő mindhárom típusú gyorsító közül technikailag a szinkrophasotron a legbonyolultabb, majd sokan kételkedtek létrehozásának lehetőségében. Leipunszkij azonban abban bízva, hogy minden sikerülni fog, bátran nekilátott ötletének megvalósításához.

1947-ben az Obnyinszkoje állomás (ma Obninszk város) közelében található "B" laboratóriumban egy speciális gyorsítócsoport az ő vezetésével megkezdte a gyorsító fejlesztését. A szinkrophasotron első teoretikusai Yu.A. Krutkov, O.D. Kazachkovszkij és L.L. Szabsovics. 1948 februárjában zárt konferenciát tartottak a gyorsítókról, amelyen a minisztereken kívül részt vett A.L. Mints, a rádiótechnika akkoriban ismert szakembere, valamint a leningrádi Electrosila és transzformátorgyárak főmérnökei. Mindannyian kijelentették, hogy a Leipun által javasolt gyorsítót meg lehet tenni. Az első elméleti eredmények biztatása és a vezető üzemek mérnökeinek támogatása lehetővé tette egy 1,3–1,5 GeV protonenergiájú nagy gyorsító konkrét műszaki projektjének megkezdését, valamint olyan kísérleti munkák kidolgozását, amelyek megerősítették Leipunszkij elképzelésének helyességét. 1948 decemberére elkészült a gyorsító műszaki terve, és 1949 márciusára Leipunszkijnak be kellett nyújtania a 10 GeV-os szinkrophasotron tervrajzát.

És hirtelen, 1949-ben, a munka csúcspontján, a kormány úgy döntött, hogy a szinkrophasotronnal megkezdett munkát átadja a FIAN-nak. Minek? Miért? Hiszen a FIAN már épít egy 1 GeV-es szinkrotront! Igen, a helyzet az, hogy mindkét projekt, az 1,5 GeV-os szinkrotron és az 1 GeV-os szinkrotron is túl drága volt, és felmerült a kérdés a célszerűségükről. Végül a FIAN egyik különleges találkozóján sikerült megoldani, ahol az ország vezető fizikusai gyűltek össze. Feleslegesnek tartották egy 1 GeV-os szinkrotron megépítését, mivel az elektrongyorsítás iránti érdeklődés hiánya miatt. Ennek a pozíciónak a fő ellenfele M.A. Markov. Fő érve az volt, hogy a már jól tanulmányozott elektromágneses kölcsönhatás segítségével sokkal hatékonyabb mind a protonok, mind a nukleáris erők vizsgálata. Azonban nem sikerült megvédenie álláspontját, és a pozitív döntés Leipunszkij projektje mellett szólt.

Így néz ki a 10 GeV-os szinkrophasotron Dubnában

Veksler dédelgetett álma a legnagyobb gyorsító megépítéséről összeomlott. Nem akart beletörődni a jelenlegi helyzetbe, S.I. támogatásával. Vavilov és D.V. Skobeltsyna azt javasolta, hogy hagyjanak fel egy 1,5 GeV-os szinkrofazotron megépítésével, és haladéktalanul folytassák a 10 GeV-os gyorsító tervezését, amelyet korábban az A.I.-re bíztak. Leipunszkij. A kormány elfogadta ezt a javaslatot, mert 1948 áprilisában ismertté vált a Kaliforniai Egyetem 6-7 GeV szinkrophasotron projektje, és legalább egy ideig az Egyesült Államok előtt akartak járni.

1949. május 2-án a Szovjetunió Minisztertanácsa határozatot adott ki egy 7-10 GeV energiájú szinkrofazotron létrehozásáról a korábban a szinkrotron számára kijelölt területen. A téma átkerült a FIAN-hoz, és V.I. Veksler, bár Lipunszkij üzlete egész jól ment.

Ez egyrészt azzal magyarázható, hogy Vekslert az autophasing elv szerzőjének tartották, és kortársai visszaemlékezései szerint L. P. nagyon kedvelte őt. Beria. Másodszor, S. I. Vavilov abban az időben nemcsak a FIAN igazgatója volt, hanem a Szovjetunió Tudományos Akadémia elnöke is. Leipunszkijnak felajánlották, hogy legyen Veksler helyettese, de ő visszautasította, és később nem vett részt a szinkrophasotron létrehozásában. Leipunsky helyettes szerint, O.D. Kazacskovszkij "világos volt, hogy két medve nem tud kijönni egy odúban." Ezt követően A.I. Leipunsky és O.D. Kazacskovszkij a reaktorok vezető specialistája lett, és 1960-ban Lenin-díjat kapott.

A határozat tartalmazott egy záradékot az „V” Laboratórium azon alkalmazottainak FIAN-hoz történő áthelyezéséről, akik a gyorsító fejlesztésével foglalkoztak, a megfelelő berendezések átadásával. És volt mit átadni: a „B” laboratóriumban a gyorsítón végzett munka addigra a modellezés és a főbb döntések alátámasztásának színpadára került.

Nem mindenki lelkesedett a FIAN-hoz való átállásért, hiszen Leipunszkijjal könnyű és érdekes volt együtt dolgozni: nemcsak kiváló tudományos tanácsadó volt, hanem csodálatos ember is. Az áthelyezést azonban szinte lehetetlen volt megtagadni: abban a zord időben az elutasítás tárgyalásokkal és táborokkal fenyegetett.

A „B” laboratóriumból áthelyezett csoportban Leonyid Petrovics Zinovjev mérnök volt. A gyorsítócsoport többi tagjához hasonlóan ő is Lipunszkij laboratóriumában foglalkozott először a jövőbeli gyorsító modelljéhez szükséges egyedi alkatrészek kifejlesztésével, különös tekintettel az ionforrásra és a nagyfeszültségű impulzusáramkörökre az injektor táplálására. Leipunsky azonnal felhívta a figyelmet egy hozzáértő és kreatív mérnökre. Utasítására Zinovjev volt az első, aki részt vett egy kísérleti üzem létrehozásában, amelyben a protongyorsítás teljes folyamatát szimulálni lehetett. Akkor senki sem gondolhatta volna, hogy miután a szinkrophasotron ötletének életre keltésére irányuló munka egyik úttörője lett, Zinovjev lesz az egyetlen személy, aki átmegy a létrehozásának és fejlesztésének minden szakaszán. És nem csak átadni, hanem vezetni is őket.

A "V" laboratóriumban kapott elméleti és kísérleti eredményeket a Lebedev Fizikai Intézetben használták fel a 10 GeV-os szinkrophasotron tervezésénél. A gyorsító energiájának erre az értékre való növelése azonban jelentős fejlesztéseket igényelt. Létrehozásának nehézségeit nagymértékben nehezítette, hogy akkoriban még nem volt tapasztalat ekkora installációk építésére szerte a világon.

Teoretikusok irányítása alatt M.S. Rabinovich és A.A. Kolomensky a FIAN-nál fizikailag indokolta a műszaki projektet. A szinkrophasotron fő összetevőit a Tudományos Akadémia Moszkvai Rádiómérnöki Intézete és a Leningrádi Kutatóintézet fejlesztette ki igazgatóik, A.L. Mints és E.G. Szúnyog.

A szükséges tapasztalatok megszerzése érdekében úgy döntöttünk, hogy megépítünk egy szinkrophasotron modellt 180 MeV energiával. A FIAN területén található egy speciális épületben, amelyet titoktartási okokból 2. számú raktárnak hívtak. 1951 elején Veksler Zinovjevre bízta a modellen végzett összes munkát, beleértve a berendezések felszerelését, beállítását és integrált indítás.

A Fianovsky modell semmiképpen sem volt baba - 4 méter átmérőjű mágnese 290 tonnát nyomott. Ezt követően Zinovjev emlékeztetett arra, hogy amikor az első számításoknak megfelelően összeállították a modellt, és megpróbálták elindítani, először semmi sem működött. Sok előre nem látható műszaki nehézséget kellett leküzdeni a modell bevezetése előtt. Amikor ez 1953-ban megtörtént, Veksler azt mondta: „Nos, ez az! Ivankovsky synchrophasotron működni fog!” Egy nagy, 10 GeV-os szinkrofazotronról volt szó, amelyet már 1951-ben elkezdtek építeni a Kalinini régióban. Az építkezést a TDS-533 kódnevű szervezet (533-as Építési Műszaki Igazgatóság) végezte.

Nem sokkal a modell bemutatása előtt egy amerikai magazin váratlanul közzétett egy riportot a gyorsító mágneses rendszerének új kialakításáról, az úgynevezett hard-fókuszálásról. Váltakozó szakaszok sorozataként hajtják végre ellentétes irányú mágneses tér gradiensekkel. Ez jelentősen csökkenti a felgyorsított részecskék oszcillációinak amplitúdóját, ami viszont lehetővé teszi a vákuumkamra keresztmetszetének jelentős csökkentését. Ennek eredményeként nagy mennyiségű vas takarítható meg, amely a mágnes felépítéséhez megy. A kemény fókuszáláson alapuló genfi ​​30 GeV-os gyorsító például háromszor akkora energiával és háromszor akkora kerülettel rendelkezik, mint a Dubna szinkrophasotron, a mágnese pedig tízszer könnyebb.

A kemény fókuszmágnesek tervezését Courant, Livingston és Snyder amerikai tudósok javasolták és fejlesztették ki 1952-ben. Néhány évvel előttük ugyanezt kitalálták, de nem adta ki Christophilos.

Zinovjev azonnal nagyra értékelte az amerikaiak felfedezését, és javasolta a Dubna szinkrophasotron újratervezését. Ehhez azonban időt kellene áldozni. Veksler akkor azt mondta: "Nem, akár egy napra is, de előrébb kell lennünk, mint az amerikaiak." Valószínűleg a hidegháború körülményei között igaza volt - "a lovakat nem cserélik ki a folyam közepén". A nagy gyorsító pedig a korábban kidolgozott projekt szerint tovább épült. 1953-ban az épülő szinkrophasotron alapján létrehozták a Szovjetunió Tudományos Akadémia Elektrofizikai Laboratóriumát (EFLAN). Igazgatójává V.I.-t nevezték ki. Veksler.

1956-ban az INP és az EFLAN képezte a Joint Institute for Nuclear Research (JINR) alapját. Fekvése Dubna városaként vált ismertté. Ekkorra a szinkrociklotron protonenergiája 680 MeV volt, és a szinkrofazotron építése már befejeződött. A JINR megalakulásának első napjaitól kezdve a szinkrophasotron épület stilizált rajza (szerző V. P. Bochkarev) lett a hivatalos szimbóluma.

A modell számos probléma megoldásában segített a 10 GeV-os gyorsító esetében, azonban számos csomópont kialakítása jelentős változásokon ment keresztül a nagy méretkülönbség miatt. A szinkropazotron elektromágnes átlagos átmérője 60 méter, tömege 36 ezer tonna (paraméterei szerint továbbra is a Guinness Rekordok Könyvében van). Új, összetett mérnöki problémák egész sora merült fel, amelyeket a csapat sikeresen megoldott.

Végül minden készen állt a gyorsító integrált indításához. Veksler parancsára L.P. Zinovjev. A munka 1956. december végén kezdődött, a helyzet feszült volt, és Vlagyimir Jozifovics sem magát, sem alkalmazottait nem kímélte. Gyakran éjszakáztunk kiságyakon közvetlenül a létesítmény hatalmas vezérlőtermében. A.A. emlékiratai szerint Kolomenszkij, Veksler akkoriban kimeríthetetlen energiájának nagy részét külső szervezetek segítségének "kizsarolására" és gyakorlati javaslatok gyakorlati megvalósítására fordította, amelyek jórészt Zinovjevtől származtak. Veksler nagyra értékelte kísérletező intuícióját, amely döntő szerepet játszott az óriásgyorsító beindításában.

Nagyon sokáig nem tudták megszerezni a betatron módot, amely nélkül az indítás lehetetlen. És Zinovjev volt az, aki a döntő pillanatban rájött, mit kell tenni annak érdekében, hogy életet leheljen a szinkrophasotronba. A két hétig készült kísérletet mindenki örömére végül siker koronázta. 1957. március 15-én kezdte meg működését a dubnai szinkrophasotron, amelyről a Pravda újság 1957. április 11-én az egész világot beszámolta (V. I. Veksler cikke). Érdekes módon ez a hír csak akkor jelent meg, amikor a gyorsító, az indulás napjától fokozatosan megemelt energiája meghaladta az akkori vezető amerikai szinkrophasotron 6,3 GeV-os energiáját a Berkeley-ben. – 8,3 milliárd elektronvolt van! - számolt be az újság, amely bejelentette, hogy rekordgyorsítót hoztak létre a Szovjetunióban. Veksler dédelgetett álma valóra vált!

Április 16-án a protonenergia elérte a 10 GeV-os tervezési értéket, de a gyorsítót csak néhány hónap múlva helyezték üzembe, mivel még mindig volt elég megoldatlan műszaki probléma. És a fő dolog mégis elmaradt - a szinkrophasotron elkezdett működni.

Veksler erről a Közös Intézet Akadémiai Tanácsának második ülésén számolt be 1957 májusában. Ugyanakkor az intézet igazgatója D.I. Blokhintsev megjegyezte, hogy először is a szinkrophasotron modellt másfél év alatt hozták létre, míg Amerikában körülbelül két évig tartott. Másodszor, magát a synchrophasotront három hónap alatt indították el, betartva az ütemtervet, bár elsőre irreálisnak tűnt. A szinkrophasotron elindítása hozta meg Dubna első világhírét.

Az Intézet Akadémiai Tanácsának harmadik ülésén a Tudományos Akadémia levelező tagja V.P. Dzselepov megjegyezte, hogy "Zinovjev minden tekintetben az indulás lelke volt, és hatalmas energiát és erőfeszítést hozott ebbe az üzletbe, nevezetesen kreatív erőfeszítéseket a gép beállítása során." Egy D.I. Blohincev hozzátette, hogy "Zinovjev valójában kibírta a komplex kiigazítás hatalmas munkáját".

Emberek ezrei vettek részt a szinkrophasotron létrehozásában, de Leonyid Petrovics Zinovjev különleges szerepet játszott ebben. Veksler ezt írta: „A szinkrophasotron elindításának sikere és a széles körű fizikai munka megkezdésének lehetősége nagyrészt L. P. részvételével függ össze. Zinovjev.

Zinovjev azt tervezte, hogy a gyorsító elindítása után visszatér a FIAN-hoz. Veksler azonban könyörgött neki, hogy maradjon, mert úgy gondolta, hogy nem bízhat másra a szinkrophasotron kezelésével. Zinovjev beleegyezett, és több mint harminc évig felügyelte a gyorsító munkáját. Vezetésével és közvetlen közreműködésével a gyorsítót folyamatosan fejlesztették. Zinovjev szerette a szinkrophasotront, és nagyon finoman érezte ennek a vasóriásnak a leheletét. Elmondása szerint a gázpedálnak egyetlen, a legapróbb részlete sem volt, amihez ne nyúlna, és amelynek a célját ne tudná.

1957 októberében a Kurcsatov Intézet Akadémiai Tanácsának kibővített ülésén, amelynek elnöke maga Igor Vasziljevics volt, tizenhét embert jelöltek a szinkronfazotron létrehozásában részt vevő különböző szervezetekből a szovjet akkori legrangosabb Lenin-díjra. Unió. De a feltételek szerint a díjazottak száma nem haladhatja meg a tizenkét főt. 1959 áprilisában a JINR High Energy Laboratory igazgatója V.I. Veksler, ugyanazon laboratórium osztályvezetője L.P. Zinovjev, a Szovjetunió Minisztertanácsa alá tartozó Atomenergia Felhasználási Főigazgatóság helyettes vezetője D.V. Efremov, a Leningrádi Kutatóintézet igazgatója, E.G. Komár és munkatársai N.A. Monoszon, A.M. Stolov, a Szovjetunió Tudományos Akadémia Moszkvai Rádiómérnöki Intézetének igazgatója A.L. Mints, ugyanazon intézet alkalmazottai F.A. Vodopjanov, S.M. Rubchinsky, a FIAN munkatársai A.A. Kolomenszkij, V.A. Petukhov, M.S. Rabinovics. Veksler és Zinovjev Dubna díszpolgárai lettek.

A szinkrophasotron negyvenöt évig volt szolgálatban. Ez idő alatt számos felfedezést tettek rajta. 1960-ban a szinkrofazotron modellt elektrongyorsítóvá alakították át, amely még mindig működik a FIAN-nál.

források

Irodalom:
Kolomensky A. A., Lebedev A. N. A ciklikus gyorsítók elmélete. - M., 1962.
Komar EG Töltött részecskegyorsítók. - M., 1964.
Livinggood J. Ciklikus gyorsítók működési elvei - M., 1963.
Oganesyan Yu. Hogyan jött létre a ciklotron / Tudomány és Élet, 1980. 4. sz., p. 73.
Hill R. A részecskék nyomában - M., 1963.

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

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

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

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

http://www.larissa-zinovyeva.com

És emlékeztetni foglak néhány más beállításra is: például, és hogy hogyan néz ki. Ne feledje, mi az. Vagy talán nem tudod? vagy mi van Az eredeti cikk a honlapon található InfoGlaz.rf Link a cikkhez, amelyből ez a másolat készült -

Mi az a synchrophasotron?

Először is ássunk egy kicsit a történelemben. Erre az eszközre először 1938-ban merült fel az igény. A Leningrádi Fizikai és Technológiai Intézet fizikusainak egy csoportja azzal a kijelentéssel fordult Molotovhoz, hogy a Szovjetuniónak szüksége van egy kutatóbázisra az atommag szerkezetének tanulmányozásához. Ezt a kérést azzal érvelték, hogy egy ilyen tudományterület nagyon fontos szerepet tölt be, és jelenleg a Szovjetunió némileg le van maradva nyugati társaihoz képest. Valójában Amerikában abban az időben már 5 szinkrophasotron volt, a Szovjetunióban pedig egy sem. Javasolták a már megkezdett ciklotron építésének befejezését, amelynek fejlesztése a finanszírozás hiánya és a hozzáértő munkaerő hiánya miatt felfüggesztésre került.

Végül döntés született egy szinkrophasotron megépítéséről, és Veksler állt a projekt élén. Az építkezés 1957-ben fejeződött be. Tehát mi az a szinkrophasotron? Egyszerűen fogalmazva, ez egy részecskegyorsító. Hatalmas mozgási energiájú részecskéket árul el. Ez egy változó vezető mágneses mezőn és a fő mező változó frekvenciáján alapul. Ez a kombináció lehetővé teszi a részecskék állandó pályán tartását. Ezzel az eszközzel a részecskék legkülönfélébb tulajdonságait és magas energiaszinten való kölcsönhatásukat tanulmányozzák.

A készülék igen érdekes méretekkel rendelkezik: az egyetem teljes épületét elfoglalja, tömege 36 ezer tonna, a mágnesgyűrű átmérője pedig 60 m. Meglehetősen lenyűgöző méretek egy olyan készülékhez, amelynek fő feladata olyan részecskék tanulmányozása, amelyek mérete: mikrométerben mérve.

A szinkrophasotron működési elve

Sok fizikus próbált olyan eszközt kifejleszteni, amely lehetővé tenné a részecskék felgyorsítását, hatalmas energiával árulva el őket. A probléma megoldása a szinkrophasotron. Hogyan működik és mi az alapja?

A kezdetet a ciklotron rakta le. Fontolja meg működésének elvét. Azok az ionok, amelyek felgyorsulnak, abba a vákuumba esnek, ahol a dee található. Ekkor az ionokra mágneses tér hat: tovább mozognak a tengely mentén, és egyre gyorsabban mozognak. Miután legyőzték a tengelyt, és eltalálták a következő rést, elkezdenek felgyorsulni. A nagyobb gyorsuláshoz az ív sugarának állandó növelése szükséges. Ebben az esetben az áthaladási idő a távolság növekedése ellenére állandó lesz. A sebesség növekedése miatt az ionok tömegének növekedése figyelhető meg.

Ez a jelenség a sebességnövekedés csökkenésével jár. Ez a ciklotron fő hátránya. A szinkrofazotronban ez a probléma teljesen kiküszöbölhető, ha a mágneses tér indukcióját kötött tömeggel változtatjuk, és ezzel egyidejűleg változtatjuk a részecskék újratöltési frekvenciáját. Vagyis a részecskék energiája az elektromos tér hatására megnövekszik, irányt állítva a mágneses tér jelenléte miatt.